RFID技術(shù)在電子收費系統(tǒng)路徑識別的應(yīng)用設(shè)計

3 組合式RFID電子收費系統(tǒng)設(shè)計
基于以上分析，結(jié)合目前高速公路MTC收費環(huán)境，提出組合式RFID電子收費系統(tǒng)設(shè)計方案，核心包括頻率選擇、兩片式電子標(biāo)簽設(shè)計和雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計。該系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3．1 短程通信標(biāo)準(zhǔn)的選取
《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費暫行技術(shù)要求》第13條明確指出：“電子不停車收費技術(shù)中車輛自動識別系統(tǒng)所采用的專用短程通信頻率推薦5．8 GHz，電子標(biāo)簽宜采用可讀寫的‘單片式’(可讀寫智能電子標(biāo)簽)或‘兩片式’(帶IC卡接口的電子標(biāo)簽)。‘兩片式’電子不停車收費系統(tǒng)應(yīng)與人工半自動收費系統(tǒng)兼容。”因此選取5．8 GHz短程通信標(biāo)準(zhǔn)為專用短程通訊DSRC(Dedicated Short Range Communication)標(biāo)準(zhǔn)，輸出功率300 mW；調(diào)制方式為ASK、BPSK；通信距離10 m。
選用5．8 GHz作為微波短程通信中心頻段有3個優(yōu)點；(1)5．8 GHz頻段背景噪聲小，抗干擾性較好。(2)5．8 GHz頻段的設(shè)備供應(yīng)商較多，有利于我國ETC系統(tǒng)的設(shè)備引進，有利于降低系統(tǒng)成本。(3)有利于未來在此頻段內(nèi)開展智能運輸系統(tǒng)的其他各項服務(wù)。
3．2 組合兩片式電子標(biāo)簽的設(shè)計
針對我國具體國情，兼顧大部分收費站采用IC卡交易方式，系統(tǒng)采用組合兩片式電子標(biāo)簽作為車輛身份、行駛路徑記錄和解繳通行費信息載體，設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖2所示。

組合兩片式標(biāo)簽綜合RFID和IC卡技術(shù)的優(yōu)點，由“兩片式電子標(biāo)簽+雙界面CPU卡”組成，既能精確記錄車輛在路網(wǎng)內(nèi)的行駛路徑，又具備普通IC路網(wǎng)收費功能。采用標(biāo)準(zhǔn)的IC卡接口(通常為ISO7816規(guī)格的接觸式IC卡接口或ISO14443規(guī)格的非接觸IC卡接口)，與IC卡共同組成一套完整的組合兩片式車載設(shè)備。為保證足夠的信號強度，使用有源式標(biāo)簽。該設(shè)計具有優(yōu)點：(1)系統(tǒng)以IC卡作為收費介質(zhì)，充分兼容半自動收費(MTC)和電子收費 (ETC)的能力；(2)適合我國基本國情，既適于已建立的收費系統(tǒng)和MTC收費系統(tǒng)，又達(dá)到電子收費的功能要求。其設(shè)置安裝如圖3所示。

3．3 雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計
雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計指系統(tǒng)與標(biāo)簽信息讀寫分別采用車道路測標(biāo)識和多路徑標(biāo)識。車道路測識別采用反射調(diào)制式讀寫，安裝在車道出入口，其功能是與電子標(biāo)簽通信，完成ETC車輛檢測、辨別車輛行駛路徑和收費交易。由以下部分組成
(1)路邊設(shè)備控制器是一臺計算機設(shè)備，通常與天線及其控制器、抓拍系統(tǒng)等設(shè)備互聯(lián)。對于具有收費島的單車道ETC系統(tǒng)，與之互聯(lián)的還有通行信號燈、電動欄桿等外設(shè)。路邊設(shè)備控制器完成對所連接設(shè)備的各種控制、通信和處理功能。