模块4：ETC电子不停车收费系统ppt课件

秘密系统集成-ETC电子不停车收费系统4秘密2目录2.学习目标1.引导案例3.任务模块一ETC工程实施方案设计4.任务模块二ETC设备安装与系统配置秘密引导案例——ETC的前世今生2007年全国公路里程为348万公里，高速公路达4.54万公里2004年全国高速公路通车里程已超过3.4万公里，继续保持世界第二2010年全国高速公路通车里程将达6.5万公里国家高速公路的飞速发展秘密长久以来，我国路桥、高速公路等使用的收费系统多为人工收费系统，人工收费系统存在以下问题：排队缴费,造成堵车不便于统计车流量信息汽车尾气污染环境现金交易：不卫生，资金安全无法保障人工收费MTC秘密想一想•学习以上段落后，结合大家日常生活体验，谈谈目前人工收费的问题和解决方案秘密ETC是未来的发展趋势•新兴收费技术ETC，具有免停车快速通过、通行能力强和服务水平高、免除现金交易、简化收费管理、降低环境污染等优点。•2000年，交通部发布《高速公路联网收费暂行技术要求》，明确不停车电子收费技术作为收费技术的发展方向。2007年，国家又发表了ETC标准GB/T20851-2007。可以预见，ETC将会在我国得到广泛应用和产业化的大发展。ETC（ElectronicTollCollectionSystem）是电子不停车收费的简称，是一种利用专用短程微波通讯技术，通过路侧单元RSU与车载单元OBU的信息交换，自动识别车辆，采用电子支付方式，自动完成车辆通行费扣除的全自动收费方式。ETC是收费技术的发展趋势ETC的定义秘密ETC国内发展状况19961998200120042006ETC正向网络化规模化应用发展秘密ETC在重庆的发展状况•截至2013年底，重庆市高速路网已累计开通ETC车道102条，覆盖了47个高速路收费站，累计发展ETC车辆9万辆•2014年，重庆市高速公路将再增ETC车道34，新增ETC车辆6万辆，年内ETC车道车辆通行量预计将达到高速路车流总量的12%•观看视频-4.1.2.1重庆ETC投入使用现状及前景.flv秘密9ETC系统技术的优势特点更高的收费通行能力更少的基建投入更低的日常维护费用更快的通行速度更便捷的付费服务使用更加干净卫生秘密10ETC系统技术的优势特点秘密想一想•学习以上段落后，大家对ETC不停车收费有哪些认识？秘密12目录2.学习目标1.引导案例3.任务模块一ETC工程实施方案设计4.任务模块二ETC设备安装与系统配置秘密2.学习目标学习目标能力目标秘密2.学习目标知识目标•1.掌握微波RFID技术工作原理和常用标准；•2.掌握产品性能指标的参数描述方法；•3.理解产品和设备选型的原则；•4.掌握系统集成的概念和工程流程；•5.掌握工程实施方案的设计方法；•6.理解工程实施工作过程；•7.理解系统调试的方法和流程；•8.了解系统维护的方法和经验；秘密2.学习目标能力目标•1.具备产品识别和产品描述能力；•2.初步具备产品和设备选型能力；•3.具备工程实施方案编制能力；•4.初步具备工程实施能力；•5.初步具备系统调试能力；秘密2.学习目标素质目标1．能制定详细的实施计划；2．能充分利用和组织材料进行规范的书面表达；3．能具体做出问题解决结论，并能说明问题解决的原因；4．能明确合作的规则并制定出现异常情况的应急措施。秘密17目录2.学习目标1.引导案例3.任务模块一ETC工程实施方案设计4.任务模块二ETC设备安装与系统配置秘密3.任务模块一：项目需求分析与架构设计任务目标任务解析通过项目资讯和相关技术资料的学习，针对ETC系统车辆自动识别单元中标签、读写器、天线等产品进行性能指标分析，完成ETC系统工程实施方案的编制，并以小组为单位提交《ETC系统工程实施方案》结合项目背景，分析《ETC系统解决方案》；【《ETC系统解决方案》——教学资源】根据项目需求和功能需求，认真分析各设备产品的性能指标参数；依据系统架构和设备，编制《ETC系统工程实施方案》。秘密项目资讯在本项目中，首先从RFID技术出发，研究车道子系统。车道子系统中，主要包括底层应用单元（车道计算机）、车道控制单元（控制器、车辆检测器、道闸）、图像采集单元（摄像机、视频采集卡）、显示告警单元（车道通行灯、声光报警装置、车道显示屏）、射频识别单元（RSU和OBU）。各单元模块协同工作，完成车辆自动识别、车辆自动收费、控制道闸、车辆抓拍和非法报警等操作。在发卡子系统中，完成车载单元标签的初始化、车辆信息录入等操作。秘密项目资讯秘密4.1.1.1微波RFID技术概述4.1.1.2微波RFID常用技术标准4.1.1.3ETC应用技术标准——DSRC4.1.1微波RFID技术秘密224.1.1.1微波RFID技术概述RFID技术概述微波是指频率为300MHz~300GHz，波长在1毫米~1米之间的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，也是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器等介质，可以使微波穿透而不被吸收；对于水和食物等就会吸收微波加热，而对于金属类，则会反射微波。秘密234.1.1.1微波RFID技术概述•微波频段的RFID技术与高频(HF)、低频(LF)RFID技术相比，存在的差异主要体现在：工作距离应答器功能防碰撞天线阅读器和应答器的耦合方式12345秘密244.1.1.1微波RFID技术概述微波RFID技术主要应用包括：12345678910移动车辆识别管理；仓储物流应用；集装箱管理和应用；生产线自动化管理和应用；铁路包裹管理和应用；电子身份证；部队枪械管理；供应链管理和应用；航空包裹管理和应用；电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等秘密254.1.1.1微波RFID常用技术标准序号标准内容1ISO10374基于微波电子标签的集装箱自动识别系统2ISO/IEC18000-4第4部分2.45GHz空气接口通信参数（2.45GHz读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法）3ISO/IEC18000-5第5部分5.8GHz空气接口通信参数4ISO/IEC18000-6第6部分860-960GHz空气接口通信参数（超高频段860～960MHz读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法）5ISO/IEC18000-7第7部分433.92MHz空气接口通信参数（超高频段433.92MHz读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法）秘密4.1.1.3ETC应用技术标准——DSRC•DSRC（DedicatedShortRangeCommunications，专用短程通信技术）是一种高效的无线通信技术，可以实现在特定区域内（通常为数十米）对高速运动中的移动目标识别和双向通信，例如车辆的“车-路”、“车-车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机联接。•DSRC设备研发是智能交通系统（ITS）研究中的一个重要课题，广泛地应用于不停车收费、出入控制、车队管理、信息服务等领域，并在小区域范围内车辆识别、驾驶员识别、路网与车辆之间信息交互等方面具备得天独厚的优势。秘密4.1.1.3ETC应用技术标准——DSRCDSRC技术特点通信距离通常为数十米（10m~30m）通信速率：500kbps/250kbps，能承载大宽带的车载应用信息高安全性数据传输机制，支持双向认证及加/解密具备统一的国家标准，各种产品之间的互换性、兼容性强工作频段：ISM5.8GHz、915MHz、2.45GHz完善的加密通信机制：支持3DES、RSA算法；应用领域广：不停车收费、出入控制、信息服务等具备丰富的技术支持，产品多样化、专业化秘密DSRC标准地区ISOCEN（欧洲）美国日本中国标准化组织TC204TC278ASTM/IEEETC204TC204工作频率5.8GHz915MHz5.8GHz（5.795~5.815GHz）5.8GHz（5.795~5.815GHz）915MHz（902~928MHz）5.8GHz5.8GHz工作方式主、被动方式分别使用被动式主、被动方式共用，采用主从通讯方式主动式被动式调制方式ASK,BPSKASKASK,BPSK秘密DSRC标准地区ISOCEN（欧洲）美国日本中国通信协议HDLCTDMAFCMS,MDS,ACTSHDLC编码方式FMO,NRZI曼切斯特曼切斯特FMO,NRZI传输速率上行：500kb/s下行：250kb/s500kb/s1Mb/s上行：500kb/s下行：250kb/s审批机构ISO成员国CEN成员国ITSAmericaFCC邮政者建设者国家技术监督局国家委员会秘密4.1.2.1RFID系统集成4.1.2.2RFID系统集成商4.1.2系统集成系统集成与系统集成商秘密314.1.2.1RFID系统集成•所谓系统集成（SI，SystemIntegration），就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，并能实现集中、高效、便利的管理。•系统集成涵盖了功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。秘密324.1.2.1RFID系统集成系统集成是根据总体目标，采用成熟的技术及产品，从T,Q,C,S,E等方面综合，实现从市场分析、产品设计、生产制造到售后服务的控制与管理的集成。秘密系统集成分为规划、设计、方案实现和部署运作四个阶段1规划设计实现运作集成步骤234集成方案硬件设备软件平台系统配置设备部署集成计划集成方案设计业务整合集成平台开发集成方案运行需求分析测试验收秘密4.1.2.2RFID系统集成商RFID系统集成商是指能为客户提供RFID系统集成产品与服务的专业机构，通常为法人企业或企业联合。RFID系统集成商需要具备RFID技术的应用知识和销售、设计、执行、安装、调试以及技术支持等方面的专项技能。秘密4.1.3.1车载单元4.1.3.2路侧单元4.1.3.3外设控制器4.1.3.4发卡器4.1.3ETC系统典型产品及设备秘密ETC典型系统收费流程秘密地感拍照车道计算机车道控制器路侧设备RSU车辆进入阅读器范围地感秘密ETC车道子系统的主要单元OBURSU控制器网络地感线圈车道栏杆秘密394.1.3.1车载单元•车载单元（OnBoardUnit），简称OBU。工作流程如下OBU进入到RSU的天线覆盖区域内OBU采用5.8Hz有源标签发送和接收信号OBU被激活可接收并响应RSU发送的各种命令OBU与路侧单元建立微波通信链路12435秘密4.1.3.1车载单元--安装位置秘密4.1.3.1车载单元OBU硬件结构车载单元OBU由基带数字模块BDS、射频模块RFS、电源控制模块、防拆卸模块、IC卡读写接口、交易显示/提示模块、锂电池等模块组成。秘密OBU各模块功能秘密OBU产品特性外观小巧时尚；轻触式余额查询按钮；同时支持中文LCD、蜂鸣及LED机械防拆设计，保护用户数据；支持全系统密钥控制及加解密处理。充分考虑挡风玻璃弧度，可适用于各类车型；超强3M胶固定，安装方便且牢固。低功耗设计：免维护时间大于5年可兼容任何符合国家标准的RSU兼容性高数据可靠性高抗振性人性化设计低功耗秘密444.1.3.2路侧单元•路侧单元（RoadSideUnit），简称RSU。•ETC系统中，RSU安装在路侧，采用DSRC技术，与车载单元（OBU）进行通讯，实现车辆身份识别、电子扣费等功能。5.8GHz有源RFID阅读器是ETC不停车电子收费系统中RSU的一个典型产品，主要完成与车载单元（OBU）和车道计算机之间的信息交互。阅读器对其覆盖范围内的车载电子标签进行识别，完成对标签的识别、认证、加密访问、电子钱包扣款等操作秘密ETC龙门架安装位置正视图侧视图秘密4.1.3.2路侧单元—硬件结构序号标识说明1ANT外接备用天线口2无气密孔3接地图示接地口4BW开关量接口5RS2