來源：電子產(chǎn)品世界 作者：鄧洪波 張遠見 李宇輝 浦江 刁穗東

    摘要：本文描述了基于rfid的多義性路徑識別系統(tǒng)，并給出了相應的硬件和軟件設計。

    關(guān)鍵詞：rfid；高速公路；多義性路徑識別系統(tǒng)

    前言

    隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高速公路的建設需求也越來越大。由于投資巨大，單靠國家的投入有時不能及時解決經(jīng)濟發(fā)展與高速公路建設的矛盾，在東南沿海某些省份，往往采用國家建設和私人投資相結(jié)合，收益按比例分配的方式。這種方式雖然解決了建設需求，但隨著高速公路建設的網(wǎng)絡化發(fā)展，汽車在公路網(wǎng)絡行駛的不確定性，使利益分配變得越來越困難。例如：某省內(nèi)有1000多條高速公路，分屬幾百個業(yè)主，其收費是按車主在高速公路行駛的最短路徑進行，但在利益分帳時卻很難，因為如果在每個屬不同業(yè)主的路段設收費站，投資巨大，也會影響高速公路的效率。如果按投資的比例進行分配，不同道路的行車流量又不能完全等同，因此這種分帳方式也有失公平。正是基于這種情況，我們開發(fā)了基于rfid的多義性路徑識別系統(tǒng)，利用rfid技術(shù)，自動收集汽車在高速公路的行車路線，作為業(yè)主利益分配的依據(jù)。

    系統(tǒng)功能與組成

    該系統(tǒng)由rfid有源電子標簽技術(shù)，以及配套的標識站和標簽讀出設備組成�？紤]到高速公路現(xiàn)有的ic卡系統(tǒng)，為了減少資源浪費，本標簽的功能除了實現(xiàn)收集汽車的行車路線，還包含了原有ic卡的功能，也就是雙卡合一。在充分了解用戶的需求后，系統(tǒng)設計了如下的主要服務功能：

    ·入口mtc發(fā)卡

    司機在路網(wǎng)mtc入口車道處，領取一張二合一的“rfid電子標簽＋ic卡”。系統(tǒng)利用現(xiàn)有的mtc車道ic卡讀寫器，向ic卡中寫入入口信息，并由司機攜帶上路。

    ·標識站etc自動讀寫

    車輛行駛至具有標識站的etc標識車道(多車道自由流方式)，安裝于etc標識車道的天線基站控制系統(tǒng)會自動喚醒rfid電子標簽，并實時向rfid標簽中寫入本標識站信息。

    ·出口mtc刷卡收費

    車輛行駛至路網(wǎng)mtc出口車道，司機把“rfid電子標簽+ic卡”交回給收費員，由收費員利用現(xiàn)有mtc車道系統(tǒng)的ic卡讀寫器，對多功能ic卡進行讀寫操作完成計費及收費，并把通過一個近距離的rfid讀寫設備，把rfid電子標簽中的標識站信息讀出，然后由車道系統(tǒng)組合到本次交易流水中去，再定時傳送至結(jié)算中心后臺進行分賬。

    由以上功能可以看出，系統(tǒng)主要由電子標簽、發(fā)射裝置和讀卡器三部分組成(如圖1)。

    圖1 系統(tǒng)組成

    系統(tǒng)硬件實現(xiàn)

    從技術(shù)指標上看，其硬件設計的難點在于電子標簽的功耗控制以及雙卡合一的設計。這里重點介紹電子標簽。

    圖2 電子標簽原理框圖

    電子標簽由喚醒電路、mcu、電池、天線和rf模塊組成(圖2)。其工作原理為：平時電子標簽處于休眠狀態(tài)，當?shù)竭_路邊發(fā)射設備標識的有效區(qū)域，喚醒電路喚醒mcu，然后由mcu喚醒rf模塊，進入接收狀態(tài)，當接收到正確編碼后，mcu使rf模塊休眠， mcu延時(1.6s-接收時間)后進入休眠模式(防止重復喚醒)。當?shù)竭_讀卡器有效區(qū)域時，喚醒電路再度喚醒mcu，mcu喚醒rf模塊，電子標簽進入發(fā)射狀態(tài)，把接收到路邊設備的標識信息發(fā)送給讀卡器，在收到讀卡器的確認信息后，內(nèi)存信息回零，又進入休眠狀態(tài)。其中讀卡器整合了高速公路原有ic卡和作標識用的讀卡器，這樣在發(fā)卡和讀卡時，實際上是兩套系統(tǒng)同時工作。

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