基于RFID技术的不停车收费系统设计2010412318

目录摘要............................................................................................................................................................2关键词:RFID，不停车收费，智能系统..................................................................................................2ABSTRACT...............................................................................................................................................2KEYWORDS:RFID,ETC,THEINTELLIGENTSYSTEM..............................................................2第一章绪论............................................................................................................................................21.1研究背景及意义.............................................................................................................................21.2不停车收费系统的研究现状与发展趋势.......................................................................................31.3文章内容及结构安排......................................................................................................................4第二章基于RFID不停车收费系统的论述............................................................................................42.1不停车收费系统的概述..................................................................................................................42.2不停车收费系统设计的基本功能...................................................................................................42.3不停车收费系统的硬软件系统构成...............................................................................................62.4不停车收费系统的工作流程..........................................................................................................72.5小结..................................................................................................................................................8第三章射频识别系统硬件设计..............................................................................................................83.1射频识别技术原理..........................................................................................................................8参考文献.....................................................................................................................................................9基于RFID技术的不停车收费系统设计电子信息工程沈思指导教师胡敏摘要：本文首先针对目前所采用的人工收费方式的缺点，研究了基于RFID技术的不停车收费系统，并从功能、组成、应用等方面阐述了系统的架构。其次，研究了射频识别技术的原理，在此基础上，给出了一种基于NRF401射频芯片的射频系统，并详细阐述了系统的硬件设计。然后，对不停车收费系统软件进行了开发设计,完成了系统软件总体框架的设计和分析。最后，对全文的工作进行了总结。关键词：RFID，不停车收费，智能系统ThedesignofnostopelectronictollcollectionsystembasedonRFIDtechnologyStudentmajoringinElectronicshensiTutorhuminAbstractFirstly,aimingatthedisadvantagesofartificialchargingmethodscurrentlyemployed.ThenhaveastudyofthesystemwhichisusedintheElectronicTollCollectionanddesigntheframeworkofthesystemfromthefunction,composition,applicationandsoon.Secondly,introducetheprincipleofRadioFrequencyIdentificationtechnology,onthebasisofthis,presentsasystemofradiofrequencybasedonRFchipNRF401,anddescribesthesystemhardwaredesign.Then,forthedevelopmentanddesignofthesoftwareofnostopelectronictollcollectionsystem,completedthedesignandanalysisoftheoverallframeworkofsystemsoftware.Finally,thepapersummarizesthework.Keywords:RFID,ETC,TheIntelligentsystem第一章绪论1引言1.1研究背景及意义智能交通系统(ITS，即IntelligentTransportationSystem)是21世纪现代交通运输体系的发展方向，是国家“十五”重点攻关项目。随着国民经济快速发展，我国综合国力不断增强，交通基础建设大为改善，尤其以高速公路为主骨架的覆盖全国范围的高等级公路网络正在逐步形成，高速公路为交通事业跨越式发展奠定了坚实的基础，在某种程度上缓解了交通在经济建设中的瓶颈制约作用。但是，随着经济的持续快速增长，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤，阻塞现象日趋严重，尤其以高速收费站车辆拥挤堵塞现象更为突出。如何实现各类车辆的有效指挥、协调控制和管理已经成为交通运输和安全管理部门面临的一个重要问题。高速公路堵车现象时有发生，高速公路管理手段虽然越来越先进，但大部分已通车高速公路收费管理却仍停留在比较低效的人工收费阶段，这就给高速公路使用带来诸多不便：（1）车辆停车排队交费等候通关的时间较长，在车流量增加时很容易造成拥堵；3（2）因停车等候交费的时间较长，降低了大桥或高速通道的通行能力和服务水准；（3）各收费站点的现金结算工作量巨大，所需工作人员较多，增加了人力使用成本；（4）人工收费存在人员交接班的现金复核、稽查和统计工作量，同时还存在现金移交的资金安全问题；（5）存在收费漏、交钱不给票或给假票的情况时有发生，甚至出现假钞假币方面损失；（6）不便于路况和车流信息及时交流；（7）由不同投资主体修建的公路收入分配问题日益严重；（8）经过收费站时停车缴费造成的通行速度缓慢、频繁制动引起的机械磨损、油耗、噪音和由此产生的大量有害尾气等问题严重。我国高速公路普遍采用封闭式收费制式，各省市在联网收费系统中，普遍采用了基于IC卡作为通行券的人工现金收费（MTC）方式，而国外发达国家经过长期和广泛的研究，已从主要依靠修建更多的公路，扩大路网规模来解决不断增长的交通需求，转移到用高科技技术来改造现有公路运输系统及管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。ETC电子不停车收费系统应运而生，ETC特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。ETC系统不仅极大的改善了路上密集车辆所造成的环境污染，减少车辆阻塞现象，行车更加安全，而且大大提高过路桥收费的通行效率。基于此，本课题主要对射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术在高速公路不停车收费系统中的应用进行了设计。1.2不停车收费系统的研究现状与发展趋势1.2.1不停车收费系统在国外的发展情况第一个不停车收费的应用实验是20世纪70年代末在纽约和新泽西试行的，借助于自动车辆识别的不停车收费系统，交费者既可向收费公司预付款，也可采用信用卡付账方式。1988年美国首次将不停车收费用于LincolnTunnel，紧接着，于1989年在新奥尔良州Crescentcity大桥上实现了完整的车辆识别与计算。同时，其他各国也纷纷推出了自己的不停车收费系统，挪威研制出了Q-free0自动不停车收费系统，该系统是将一张塑料磁卡粘贴在车辆的前窗玻璃上，当车辆到达自动收费口时，无线扫描设备通过“询问”，接受来自过往车辆上磁卡发出的电子回答，系统的主计算机存储所有磁卡编号和通过次数，并自动记录通过收费口的车辆，然后和负责账款的系统通信联系，确定收费金额，计算机图像抓拍系统将非法通过的车辆拍摄下来，警察和银行部门根据相应账单进行处罚。厦门市路桥管理有限公司于1998年8月从挪威引进了该套自动化收费系统，并于2000年应用于厦门海沧大桥。此外，法国、英国、意大利等国家还推出了基于视频、环形线圈、红外和微波技术的不停车收费系统。1.2.2不停车收费系统在国内的发展情况近年来，我国各个地区均先后提出了实施不停车收费的规划。RFID可以通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源，具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据，读取距离远，无需与目标接触就可以获取数据。这些优点使它可以应用在4智能交通领域，从而大大简化过程，提高效率。在射频识别技术的基础上建立起来不停车收费系统，它能够实现对车辆实时监控，高效、准确的管理，车辆进出可以不停车，免伸手。目前，不停车收费系统在我国也有了较为成熟的开发和应用。1994年底，广东佛山大桥管理站在国内首次开发成功了1套基于微波检测技术的不停车收费系统