不停车收费系统又称电子收费系统 （Electronic Toll Collection System），简 称ETC系统。它利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路对收费数据进行处理，实现不停车自动收费的全电子收费管理系统。
该系统通过安装在车辆挡风玻璃上或车牌登其他部位与在收费站 ETC车道上的远距离读写器之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。不停车收费系统主要利用车辆自动识别技术，通过路侧车道控制系统的信号发射与接收装置识别通过车辆的编号，自动从该用户的专用账户中扣除通行费。
1，技术原理
系统是通过远距离、非接触采集射频卡的信息，实现车辆在快速移动状态下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。该系统产品集计算机软硬件、无线通信、信息采集处理、数据传输、网络通讯、自动控制和智能卡制作等技术综合应用为一体，属于先进的智能交通信息采集设备和高安全性的智能身份识别系统，是一种能有效对车辆进行自动识别和联网监管的重要技术手段。
以目前的技术手段而言，只有有源电子标签能完成稳定的高速识别。Bisa远距离读写器识读距离最远可达到100米，识读可靠性达到100％。
2，技术系统组成
2.1，硬件系统构成
不停车收费硬件系统包括收费站数据采集部分、数据传输部分、监控管理部分三部分组成。
收费站数据采集设备主要是远距离非接触采集车辆通过的时间、地点信息。收费站数据采集设备由若干个收费站组成局域网，每个收费站配置如下设备：
（1）远距离读写器 （2）执行机构控制器(用于控制摄像机、交通信号灯、报警器等)
（3）摄像机 （4）交通信号灯（5）报警器 （6）工控机 （7）不间断电源
图1 ETC系统的构成
数据采集系统主要实现不停车快速读取通行车辆卡号，并上传至收费管理中心；判断通过车辆所持卡号的合法性，控制红绿灯动作；对持有效卡的车辆绿灯放行；持无效卡的车辆红灯禁行；对无卡车辆向控制中心发出警报信号或抓拍车辆图像。
每一个收费站是系统中的基本管理单元，其数据通过网络联接，将车辆通行的相关资料经专用电缆（通常采用单模光纤）通过计算机网络实时传输至控制中心。图像捕捉设备将自动捕捉、存储车辆的图像，以供核查。
数据传输主要是完成收费站与监控室或收费管理中心之间的网络连接。它由若干个收费站数据采集设备通过IP协议组成广（局）域网，数据传输配置网络通信接口设备、数字交换机、光收发设备、网络终端设备。
监控管理部分主要是完成对上传数据进行处理，提供完整的通行记录报告和自动生成各类收费数据、客户对账单、交通流量的统计报表供查询和打印，并实时监控车辆 通行状态，将数据存机备查；当车辆非法进入或不按规定通道通行时，系统报警。监控管理配置网络服务器、管理计算机、不间断电源、系统软件 。
监控管理部分实时采集、存储各监控点处理计算机的通行数据，并进行逻辑判断和处理；完成各种信息的存储、备份以便稽核人员 核查。自动生成各类数据、交通流量的统计报表供查询和打印；负责发放射频卡、建立用户档案、修改卡片档案库资料，设定用户查询密码等工作，保障发卡操作的 合法性及安全性。设立卡片挂失、补卡、清卡、退卡、用户服务查询系统。
这里我主要想谈一下ETC系统中射频传输接收的技术.
上面已经介绍了此技术需要车体装备车载有源标签和读写器.
(1) 车载有源标签
车载有源标签不仅可实现远距离识别与定位，还增加了参数配置功能，用户可通过配置器，修改射频信号发射间隔，也可以进行标签工作/睡眠状态的转换，从而大幅度延长电池寿命，有效解决有源标签面临的寿命颈瓶。
有源标签的主要性能参数
传送距离：0～100米
工作频率：2.4GHz――2.5GHz ISM 微波段
工作方式：可读写型
配置功能：a，工作/睡眠模式转换；b，射频信号发送间隔修改；c，序列号修改。
射频功率： 0dBm
工作电流：12～18ｕA，3V
调制模式：GFSK
通讯速率：1Mbps
(2) ，车载读写器
有源RFID读写器因其微功耗特性，还可应用于易燃易爆等场合，如加油站，化工厂等。读写器接口多样化，适用于各种射频识别方案，也可以进行各式网络布局。其天线为全向型设计，可对目标进行全方位识别与追踪。用户可根据实际需要，调整读写器的识别距离，以使识别范围更加精确。
性能参数
识别方式：全向识别，标准λ/4橡胶鞭状天线
识别距离：0～100米可调，即可缩小最大读取范围
工作频率：2.4GHz――2.5GHz ISM 微波段 (欧美有采用5.8GHz频段)
射频功率： 0dBm
接收灵敏度：－90dBm
工作电流：50mA，9V
调制模式：GFSK (国外也有ASK, QPSK)
工作模式：直接模式/缓冲模式
缓冲容量：800个最近的Tag数据
通讯速率：1Mbps
可切换频道: 2 Ch
作为车载器的核心部分的无线信号接收发送模块, 图4为sony提供的解决方案.
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图2. SONY车载器接发送芯片解决方案
CXA3344ER采用的是Sige BiCmos工艺, VCO工作在2.9GHz的频率上, 通过double输出5.8GHz频率, 这两部分也是电流消耗最大的部分.输出的信号幅度, 可以通过外置的电阻值来调节大小.
下图为ETC系统中无线接收的相关标准
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图3 中车体与收费站间的主要通信方式(国外)
下图为松下08年最新的车载器产品.
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图4. 松下08年最新ETC车载器 (CY-ET908D)
宽31×高9.5×厚38.5mm的大小, 可兼容现业界的各种ETC卡, 并带有语音功能, 支持12V/24V电压模式.
随着半导体技术的不断发展, 虽然无线接收模块的功耗越来越小,但是还是避免不了多余的电磁波辐射出去, 对环境产生干扰, 关于电波吸收的话题, 我们下次再来讨论.
另外有网友关于对接收模块也有所研究的话, 可以跟我进一步讨论, 前端时间我也进行了一段时间的学习,现在由于其他项目的原因, 都暂时停止了, 希望能共同进步. |
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