基于RFID技術(shù)的高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)

摘要：無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展。以RFID為研究對(duì)象，分析其工作原理及主要特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成及工作流程介紹，重點(diǎn)說(shuō)明RFID中間件技術(shù)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。基于RFID技術(shù)的高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面，是緩解收費(fèi)站交通堵塞“瓶頸”的有效手段，對(duì)環(huán)境污染的降低起到重要作用。
關(guān)鍵詞：RFID；自動(dòng)識(shí)別；ETC；智能交通

0 引言
隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，我省高速公路通車?yán)锍滩粩嘣黾樱?010年通車?yán)锍踢_(dá)到3 400 km，居西部第一。在通車公路里程增加的同時(shí)，交通流量也在不斷增加，人工和半自動(dòng)收費(fèi)方式已不能滿足高速路上通行車輛對(duì)收費(fèi)管理系統(tǒng)的需求。原始的收費(fèi)方式嚴(yán)重制約高速公路向現(xiàn)代化方向發(fā)展，存在很多弊端，主要表現(xiàn)在：
(1)收費(fèi)設(shè)施及收費(fèi)技術(shù)落后，停車收費(fèi)造成收費(fèi)站交通擁堵。
(2)在收費(fèi)站停車次數(shù)增多，汽車耗油增加，汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染增加。
為了解決以上問(wèn)題，2009年我省高速公路開(kāi)始建設(shè)電子公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)(Eleefronie Toll Collection，ETC)，通過(guò)對(duì)車載電子標(biāo)簽的自動(dòng)識(shí)別完成不停車情況下通行費(fèi)的自動(dòng)收取處理全過(guò)程。自動(dòng)車輛識(shí)別技術(shù)主要通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)來(lái)采集車載電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息而實(shí)現(xiàn)的。RFID是一種非接觸的射頻通信方式，通過(guò)RFID讀寫(xiě)器與RFID電子標(biāo)簽的無(wú)線通信可以進(jìn)行信息的采集功能，從而識(shí)別車載RFID電子標(biāo)簽載體的身份等特征，達(dá)到提高收費(fèi)站通行效率的目的。

1 RFID射頻識(shí)別技術(shù)
RFID是一種無(wú)線的、非接觸方式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，作為快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，被公認(rèn)為20世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸，在完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)RFID電子標(biāo)簽，操作快捷方便。典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。

系統(tǒng)通電工作后，RFID讀寫(xiě)器通過(guò)其內(nèi)部的線圈周期性地發(fā)出一個(gè)固有頻率的電磁波(激發(fā)信號(hào))。當(dāng)RFID電子標(biāo)簽處于RFID讀寫(xiě)器的感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，RFID電子標(biāo)簽內(nèi)的線圈在“激發(fā)信號(hào)”的感應(yīng)下產(chǎn)生微弱電流作為集成芯片的電源。RFID電子標(biāo)簽上電復(fù)位后，原本處于“休眠狀態(tài)”的RFID電子標(biāo)簽被激活并將含有自身種類識(shí)別碼標(biāo)志、制造商標(biāo)志等信息代碼調(diào)制到載波上，經(jīng)RFID電子標(biāo)簽內(nèi)天線發(fā)射出去。

2 ETC實(shí)施方案
ETC是一個(gè)集中了射頻識(shí)別、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息處理以及自動(dòng)控制等多項(xiàng)高新技術(shù)，在公路自動(dòng)收費(fèi)綜合系統(tǒng)中的應(yīng)用。它利用車載RFID電子標(biāo)簽自動(dòng)與安裝在路側(cè)或門架上的RFID閱讀器進(jìn)行信息交換，中心控制計(jì)算機(jī)根據(jù)RFID電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息識(shí)別出車主信息，然后自動(dòng)從車主的銀行賬號(hào)中扣除通行費(fèi)。ETC收費(fèi)系統(tǒng)可以做到通行車輛不停車、車輛通行時(shí)無(wú)人操作與無(wú)現(xiàn)金交易。ETC收費(fèi)系統(tǒng)效果圖如圖2所示。