基于射频识别技术的高速公路不停车车辆自动收费系统的设计

基于射频识别技术的高速公路不停车车辆自动收费

系统的设计(免费

时间:2012-01-27 21:27来源:未知 作者:admin 点击:10次

基于射频识别技术的高速公路不停车车辆自动收费系统的设计(免费共享)

刘 玮 李 欣 董静薇

(哈 尔滨理工大学 测控技术与通信工程学院，黑龙江 哈 尔滨 150040)

摘 要：为了可以在不用停车的情况下在高速公路收费站实现快速准确的车辆 自动收费，本设计提 出了一种以 TMS320F2812DSP、RFS一2022 射频读卡器、RTL8019AS以太网接口芯片为基础的车辆 自动收费系统。该系统通过射频读卡器获得车辆的信息，并通过以太网接口将信息传输给远端控制中心。从而实现车辆的自动收费。

关键词 ：不停 车收费；RFID；litL8019AS；TMS320F2812

RFID (Radio Frequency Identification；无线射频识别)技术有非接触、阅读速度快 、阅读信息量大、可读可写 、识别率极高 、不受环境的影响、便于调试和安装 、保密性强 、无磨损、寿命长、能同时识别多个 目标等特点和优势。而且与基于图像处理的车辆 自动识别相比基于 RFID的车辆 自动识别在技术上更容易实现，所以将RFID应用于车辆的自动收费系统是十分理想的。

在国外 RFID技术已经广泛地应用于高速公路的车辆不停车自动收费系统。而在我 ，随 着经济的高速发展，汽车数量增加快速，道路拥挤 、高速路 口收费堵车现象时有发生。对自动收费系统的需求会日益增长、我国的国土面积大、公路多、车辆多，预计在未来十年内将有数十亿元的需求。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向，人工收费包括Ic卡的停车收费方式也终将被淘汰。鉴于以 l卜客观事实，本文设计了基于射频技术的车牌自动识别系统。

1硬件设计

根据我国道路安全交通法规定：汽车住高速公路上行驶的最高速度不得超过 120km／h。若按此速度通过收费站，且射频读卡器的工作范围为 5m时，允许读卡最长时间为 150ms。 本

设计预期达到：射频读卡器有效范围5m；读卡时间小于 60ms；识别率大于99．0％。

1．1系统总体结构

本设 计主要是通过射频读卡器读取车辆上安装的电子标签中的车辆信息。然后通过RS232串行口将信息传输给 DSP，最后将得到的车辆标识信息和该收费站的标识信息通过RTL8019AS以太网控制器传输给远端的网络控制中心，控制中心就可以知道车辆的位置并改动该车在数据库中的交费信息，从而实现高速公路的不停车自动收费。系统椎图如图 1所示

.

图 1 系统总体结构框 图

1．2电子标签和射频读卡器

电子标签 ，也称应答器，是车辆 自动识别系统真 正的数据载体。本系统采用的电子标签是一种工作于 UHF频段的无源卡 ，由定制的 RFID芯 片和以陶瓷为基片的微带天线组成 ，其存储信息容量为 1Kbits。该标签的重量不到 10g，如同 名片一样大小，固定贴装在汽车风挡玻璃的内侧。

读写器可选用江苏瑞福智能科技有限公司生产的 RFS一2022读卡器。该读写器符合

1S0 18000—6B标准，以广谱跳频或定频发射方式工作 ，读卡速度为平均每单字(32bi~)读取时间6ms，读取距离大于 5m。

实际中车辆的主要标识信息就是车牌号码 ，一辆车的车牌号码信息需要 64bits，这些信息存储在每辆车的电子标签中。当车进入读卡器工作区域后，大约 15ms的时间内读卡器读取车牌信息并，因此车速小于 120km／h时通过检测区域都完全能满足系统所需的读取时间。其次该读卡器有防碰撞检测功能能同时检测到检测区内的30辆汽车的信息。

1．3 TMS320F2812高性能 DSP芯片

本设计中使用的是 TMS320F2812高性能DSP。TMS320F2812是 32位定点高速数字处理器，最高1二作频率 150M，指令周期可达 6．67ns，具有精简指令集功能，因此指令执行速度可达160MIPS。片内有两个独立的异步串行口模块，每个模块都有一个 16层的接受缓冲和自己独立的中断标志位。

1．4 RTL8019AS以太网控制器芯片

本设计中DSP通过 RTL8019AS将数据传输到互联网』：进而传输给远端的控制中心。 RT1 8019AS的主要性能：符和 Ethernet II与 IEEE802．3 (1OBase5、lOBase2、10BaseT)标准 ；全双工 ，收发可同时达到 10Mbps的速率；内置 16KB的 SRAM，用于收发缓冲，降低对主 处理器的速度要求。

那么用到 RTL8019AS的 地址 空 间为00300H～003lFH，所以只需将 RTL8019AS的地址线 SA0～SA4依次连到了DSP。

2软件设计

系统的软件设计包括j部分 ：一部分是DSP与RFS一2022之l 的通信程序设计。另一部分是 DSP与 RTL8019芯片通信程序设计，用于实现与远端控制中心的信息传输。

2．1 DSP与 RFS一2022之间的通信程序设

计 先对 DSP进行初始化，设置系统时钟、看门狗、引脚定义、中断及中断子程序的设置等。

然后在片内 RAM上分出一个 1K的数据缓存区。之后再进行 SCI的初始化。

最后 当进入接收中断子程 序时只需将SCIRXBUF中的数据读出放到之前开辟的数据缓存中，这样电子标签上的信息就通过串口存人 DSP里了。

2．2 DSP与 RTL8019AS的通信程序设计一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成：7字节的同步位、1字节的分割位、6字节的目的地址、6字节的源地址、2字节的类型字段 、46～1500字节的数据段、 …… 此处隐藏：742字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……