摘 要：本文介紹了射頻識(shí)別技術(shù)的基本概念 、工作原理、介紹了射頻識(shí)別技術(shù)在不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：高速公路;射頻識(shí)別;不停車收費(fèi)

Abstract: This paper introduces the basic concepts and working principle of the radio frequency identification technology, and introduces its application situation in the no parking electronic toll collection system.

Keywords: highway; radio frequency identification; no parking charge

中圖分類號(hào): F764.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　文章編號(hào)：2095-2104(2012)

高速公路的收費(fèi)方式各個(gè)省市都在積極地探索，部分地區(qū)已進(jìn)行了一些改革。目前國(guó)內(nèi)對(duì)高速公路通行費(fèi)的征收方式主要有四種方式：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)站、統(tǒng)征或區(qū)域性統(tǒng)征(即“年票制”)和 ETC 收費(fèi)方式、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高速公路采用的是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)站收費(fèi)方式，這也是最早的征收方式。統(tǒng)征方式就是所轄區(qū)域內(nèi)所有的收費(fèi)公路、橋梁隧道收費(fèi)站不再對(duì)本地車輛收取通行費(fèi)，通過銀行或征稽部門對(duì)車主按年度一次性征收一定數(shù)額的通行費(fèi)。這種征收方式在歐洲比較常見，國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例。

射頻識(shí)別技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，即通過無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別。一個(gè)典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由射頻識(shí)別標(biāo)簽、讀寫器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。其中射頻識(shí)別標(biāo)簽中一般保存有約定格式的編碼數(shù)據(jù)，用以唯一標(biāo)識(shí)標(biāo)簽所附著的物體。與傳統(tǒng)的識(shí)別方式相比，射頻識(shí)別技術(shù)無(wú)需直接接觸、無(wú)需光學(xué)可視、無(wú)需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷。

1、基本概念

射頻標(biāo)簽讀寫設(shè)備是射頻識(shí)別系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成部分(標(biāo)簽與讀寫器)之一。射頻標(biāo)簽讀寫設(shè)備根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)功能的特點(diǎn)也有一些其他較為流行的別稱，如：閱讀器(Reader)，查詢器(Interrogator)，通信器(Communicator)，掃描器(Scanner)，讀寫器(Reader and Writer)，編程器(Programmer)，讀出裝置(Reading Device)，便攜式讀出器(Portable Readout Device)，AEI設(shè)備( Automatic Equipment Identification Device)等。

讀寫器即對(duì)應(yīng)于射頻標(biāo)簽讀寫設(shè)備，讀寫設(shè)備與射頻標(biāo)簽之間必然通過空間信道實(shí)現(xiàn)讀寫器向射頻標(biāo)簽發(fā)送命令，射頻標(biāo)簽接收讀寫器的命令后做出必要的響應(yīng)，由此實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別。此外，在射頻識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)中，一般情況下，通過讀寫器實(shí)現(xiàn)的對(duì)射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)的無(wú)接觸收集或由讀寫器向射頻標(biāo)簽中寫入的標(biāo)簽信息均要回送的應(yīng)用系統(tǒng)中或來(lái)自應(yīng)用系統(tǒng)，這就形成了射頻標(biāo)簽讀寫設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)程序之間的接口API(Application Program Interface)。一般情況下，要求讀寫器能夠接收來(lái)自應(yīng)用系統(tǒng)的命令，并且根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的命令或約定的協(xié)議作出相應(yīng)的響應(yīng)(回送收集到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)等)。

讀寫器本身從電路實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說，又可劃分為兩大部分，即：射頻模塊(射頻通道)與基帶模塊。

射頻模塊實(shí)現(xiàn)的任務(wù)主要有兩項(xiàng)，第一項(xiàng)是實(shí)現(xiàn)將讀寫器欲發(fā)往射頻標(biāo)簽的命令調(diào)制(裝載)到射頻信號(hào)(也稱為讀寫器/射頻標(biāo)簽的射頻工作頻率)上，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送出去。發(fā)送出去的射頻信號(hào)(可能包含有傳向標(biāo)簽的命令信息)經(jīng)過空間傳送(照射)到射頻標(biāo)簽上，射頻標(biāo)簽對(duì)照射在其上的射頻信號(hào)作出響應(yīng)，形成返回讀寫器天線的反射回波信號(hào)。射頻模塊的第二項(xiàng)任務(wù)即是實(shí)現(xiàn)將射頻標(biāo)簽反回到讀寫器的回波信號(hào)進(jìn)行必要的加工處理，并從中解調(diào)(卸載)提取出射頻標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)。

基帶模塊實(shí)現(xiàn)的任務(wù)也包含兩項(xiàng)，第一項(xiàng)是將讀寫器智能單元(通常為計(jì)算機(jī)單元CPU或MPU)發(fā)出的命令加工(編碼)實(shí)現(xiàn)為便于調(diào)制(裝載)到射頻信號(hào)上的編碼調(diào)制信號(hào)。第二項(xiàng)任務(wù)即是實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過射頻模塊解調(diào)處理的標(biāo)簽回送數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行必要的處理(包含解碼)，并將處理后的結(jié)果送入讀寫器智能單元。

一般情況下，讀寫器的智能單元也劃歸基帶模塊部分。智能單元從原理上來(lái)說，是讀寫器的控制核心，從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說，通常采用嵌入式MPU，并通過編制相應(yīng)的MPU控制程序?qū)��?shí)現(xiàn)收發(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)智能處理以及與后終應(yīng)用程序之間的API接口。射頻模塊與基帶模塊的接口為調(diào)制(裝載)/解調(diào)(卸載)，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，通常射頻模塊包括調(diào)制/解調(diào)部分，并且也包括解調(diào)之后對(duì)回波小信號(hào)的必要加工處理(如放大、整形)等。

2、射頻識(shí)別在不停車智能化收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

運(yùn)用射頻識(shí)別系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)交費(fèi)、免現(xiàn)金找贖。通過與銀行聯(lián)網(wǎng)結(jié)算，實(shí)現(xiàn)貨幣電子化，從而實(shí)現(xiàn)智能化收費(fèi)管理。解決了因停車交費(fèi)而產(chǎn)生的交通堵塞、資源浪費(fèi)、空氣污染等問題。

系統(tǒng)主要設(shè)備有感應(yīng)器( 閱讀器)， 電子標(biāo)簽(記錄標(biāo)簽) 。

系統(tǒng)工作原理：每個(gè)標(biāo)簽都將附于汽車風(fēng)擋玻璃上，并將汽車識(shí)別信息編碼、校準(zhǔn)標(biāo)簽使其與系統(tǒng)一致。當(dāng)帶有標(biāo)簽的汽車進(jìn)入閱讀區(qū)域時(shí)，閱讀器向其發(fā)射射頻信號(hào)，標(biāo)簽調(diào)節(jié)所接受的一部分信號(hào)并反射回閱讀器，發(fā)射信號(hào)含有該物體的識(shí)別密碼，經(jīng)過預(yù)處理和放大，閱讀器將反射至讀碼器，讀碼器從信號(hào)中解出識(shí)別密碼，并根據(jù)用戶確定的標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)密碼。讀碼器還可將時(shí)間、日期等有用信息加入密碼，將密碼存入存儲(chǔ)器緩沖區(qū)，并將密碼傳遞至主計(jì)算機(jī)或其它數(shù)據(jù)記錄設(shè)備中。

中央電腦收費(fèi)系統(tǒng)管理金融運(yùn)輸、服務(wù)交易，就象銀行管理自動(dòng)提款機(jī)(ATM)交易一樣，用戶購(gòu)買或租借電子標(biāo)簽就象車輛使用的ATM卡，通過建立收費(fèi)系統(tǒng)帳戶加入中央電腦收費(fèi)網(wǎng)。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信在不久的將來(lái)，射頻識(shí)別技術(shù)會(huì)更廣泛的應(yīng)用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，這不僅是對(duì)工作人員的一種解放，更會(huì)為高速公路更好地服務(wù)于社會(huì)起到意想不到的作用。

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