RFID技术在电子收费系统路径识别的应用设计

3 组合式RFID电子收费系统设计
基于以上分析，结合目前高速公路MTC收费环境，提出组合式RFID电子收费系统设计方案，核心包括频率选择、两片式电子标签设计和双路侧标识设计。该系统功能结构如图1所示。

3．1 短程通信标准的选取
《高速公路联网收费暂行技术要求》第13条明确指出：“电子不停车收费技术中车辆自动识别系统所采用的专用短程通信频率推荐5．8 GHz，电子标签宜采用可读写的‘单片式’(可读写智能电子标签)或‘两片式’(带IC卡接口的电子标签)。‘两片式’电子不停车收费系统应与人工半自动收费系统兼容。”因此选取5．8 GHz短程通信标准为专用短程通讯DSRC(Dedicated Short Range Communication)标准，输出功率300 mW；调制方式为ASK、BPSK；通信距离10 m。
选用5．8 GHz作为微波短程通信中心频段有3个优点；(1)5．8 GHz频段背景噪声小，抗干扰性较好。(2)5．8 GHz频段的设备供应商较多，有利于我国ETC系统的设备引进，有利于降低系统成本。(3)有利于未来在此频段内开展智能运输系统的其他各项服务。
3．2 组合两片式电子标签的设计
针对我国具体国情，兼顾大部分收费站采用IC卡交易方式，系统采用组合两片式电子标签作为车辆身份、行驶路径记录和解缴通行费信息载体，设计结构如图2所示。

组合两片式标签综合RFID和IC卡技术的优点，由“两片式电子标签+双界面CPU卡”组成，既能精确记录车辆在路网内的行驶路径，又具备普通IC路网收费功能。采用标准的IC卡接口(通常为ISO7816规格的接触式IC卡接口或ISO14443规格的非接触IC卡接口)，与IC卡共同组成一套完整的组合两片式车载设备。为保证足够的信号强度，使用有源式标签。该设计具有优点：(1)系统以IC卡作为收费介质，充分兼容半自动收费(MTC)和电子收费 (ETC)的能力；(2)适合我国基本国情，既适于已建立的收费系统和MTC收费系统，又达到电子收费的功能要求。其设置安装如图3所示。

3．3 双路侧标识设计
双路侧标识设计指系统与标签信息读写分别采用车道路测标识和多路径标识。车道路测识别采用反射调制式读写，安装在车道出入口，其功能是与电子标签通信，完成ETC车辆检测、辨别车辆行驶路径和收费交易。由以下部分组成
(1)路边设备控制器是一台计算机设备，通常与天线及其控制器、抓拍系统等设备互联。对于具有收费岛的单车道ETC系统，与之互联的还有通行信号灯、电动栏杆等外设。路边设备控制器完成对所连接设备的各种控制、通信和处理功能。