RFID如何应用在高速公路电子不停车收费系统中?

　　不停车收费系统(简称ETC)是智能交通系统中一个重要的领域和应用环节。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专门进行短程通信，利用计算机联网技术与银行系统进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站时不需停车便能交纳路桥费的目的。

　　RFID如何应用在高速公路电子不停车收费系统中

　　ETC是电子不停车收费的简称，是一种利用专用短程微波通信的技术，通过路边的RFID读写设备单元与车载系统的信息交换，自动识别车辆，通过计算机联网技术与银行系统的后台结算处理，实施电子支付，完成车辆通行费扣除的全自动收费。

　　1、工作原理

　　当车辆通过ETC收费站时，地感线圈检测到车辆进入车道，触发安装在ETC天线架的RFID读写器，RFID读写器开始与安装在汽车挡风玻璃上的车载系统进行双向通信和信息交换，将数据传送给ETC收费站PC，ETC收费站PC根据不同情况来控制管理系统产生不同的动作，如从该车的预付款项账户中扣除此次应交的过路费，并送出指令给其他辅助设施工作，如交易成功后，挡车器自动升起，放行车辆;车辆通过后，挡车器自动放下。整个收费过程无需人工干预，用户可不停车快速通过ETC收费站。

　　2、系统功能模块

　　射频自动识别不停车收费系统按其功能可分为自动识别控制子系统、自动判断型子系统、数据采集子系统、车辆检测子系统、闭路电视子系统和信号控制子系统。

　　各子系统功能简述如下：

　　1)自动识别控制子系统主要由射频自动识别读写器、射频自动识别卡、车道栏杆控制机、收费员计算机终端等组成，它是整个不停车收费系统的核心，负责控制不停车收费车道所有设备的运行、收费业务操作的管理以及与收费站计算机的通信和数据交换。

　　2)自动判断型子系统主要由光栅、高度检测器、轴数检测器等组成，它通过采集车辆的高度和轴数等参数，经综合分析比较来判别车辆的车型。

　　3)数据采集子系统主要由射频自动识别读写器和射频电子标签卡构成。射频电子标签被安装在汽车挡风玻璃内侧的上方，在电子标签上写有标签编号、车号、车主、车型、应缴金额、剩余金额和有效期等信息。射频自动识别读写器被安装在收费岛的前端，它通过微波技术从射频电子标签卡上读取有关信息，并同步传送给车道控制主机。

　　4)闭路电视子系统主要由车道摄像机和收费站的监视器等组成。车道摄像机被安装在收费岛的前端，主要用于拍摄非法通过的违章车辆。

　　5)信号控制子系统主要由通行信号灯、偏叉信号灯和自动栏杆等组成。它用于提醒驾驶员正确使用不停车收费车道。

　　6)车辆检测子系统主要由三组环形线圈组成。第一组环形线圈(ENTER LOOP)被安装在收费岛的入口处，用于激活天线读取电子标签的信息;第二组环形圈(ESC LOOP)被安装在收费岛的中间出口处，用于控制通行信号灯和偏叉信号灯的状态;第三组环形线圈(EXIT LOOP)被安装在收费岛的出口端，用于统计车流量，并控制自动栏杆、通行信号灯和偏叉信号灯的工作状态。

　　3、关键技术

　　ETC主要包括自动识别技术(Automatic Vehicle Identification，AVI)、车辆抓拍和车道控制几部分。车辆自动识别技术是其最重要的技术，它直接影响到系统的性能和应用推广，它也是区别不同的ETC系统的主要标志。交通运输本身的特点是一种能够在全天候、恶劣环境下应用，远距离作用(10m左右)，安全可靠性高，高速，寿命长的系统。由于微波透入性强，可以穿透浓雾、雨滴、风沙等，适合于车辆在全天候、恶劣的环境条件下工作。它还具有工作距离远、体积小，既可以有源发射方式(寿命可达10年以上)也可以无源反射方式(无寿命限制)工作等特点，因此射频识别技术刚好满足交通运输的要求。工作波段主要有900MHz、2.45GHz和5.8GHz频段，ETC系统中应用最广泛的是5.8GHz频段。

　　射频标签收到RFID读写器发出的信号，经数据解调送控制单元进行处理，通过身份确认，密码验证后，控制单元对EEPROM进行数据读写操作，并经编码、加密后，再经调制发射出去。处理控制单元主要用于密码校验，编程模式检查，数据加密解密，并可控制对EEPROM的读写操作。EEP-ROM中存有车辆的ID号、车牌号、车型、司机等相关信息。RFID读写器接收到ID号等信息后通过接口电路与计算机系统进行数据交换，做出相应的操作，从而实现对车辆的自动识别。

　　ETC是利用RFID技术并综合计算机网络技术用于解决当前交通收费效率低下的情况而发展起来的。ETC特别适用于高速公路或交通繁忙的桥隧。实施不停车收费，一方面可以允许车辆高速通过，减少车辆在收费口因缴费、找零钱等动作而引起的排队等候。据测算，较人工收费车道，ETC车道的通行能力提高了四至六倍。另一方面，ETC可使公路收费走向电子化，以降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益，同时也大幅降低了收费口的噪声和废气排放，并可以杜绝少数不法收费员的贪污路费，从而减少国家损失。