基于nRf2401无线收发芯片的ETC系统

　　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。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。山西省高速公路网规划将在原有基础上增加2 110 km，2009年高速公路建设里程将超2 000 km。随着中国经济的飞速发展及2009年经济危机背景下发布的汽车工业发展计划，车辆保有量出现了飞速的增长，也推动了我省的高速公路发展。与此同时，原有的以人工为主的收费系统因为效率低下，逐渐无法适应当前的状况。基于射频识别(RFID)技术的自动收费系统为解决这一矛盾提供了可能。本文提出了一种基于nRf2401无线收发芯片的ETC系统。

1 硬件设计

　　考虑到安全，车辆通过收费口时车速时速不应超过60 km／h。本系统采用的无线收发模块通信距离为30 m，则总的通信时间应控制在1．8 S以内。考虑到环境干扰等因素，应将总的通信时间控制在1 S以内。识别率为99．9 。

　　1．1 系统总体结构

　　系统分为读写器、上位机及电子标签三部分。电子标签安置在车辆前档风玻璃下，读写器安装在收费口外侧，共两个。上位机安装在高速入口原收费岗内，便于保护贵重的电脑系统。读写器和电子标签8O 硬件电路相同，可以减少开发费用、降低生产成本。如图1所示：

　　1．2 电子标签硬件设计

　　无线通信采用nRF2401单片射频收发芯片，工作频率2．4 GHz ISM 频段。芯片能耗非常低，以0．032 mW 的功率发射时，工作电流只有lO．5 mA，接收时工作电流只有18 mA，其DuoCeiverTM 技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。

　　nRF2401有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。