基于RFID的ETC不停车自动收费系统设计

RFID在高速公路不停车收费系统中的应用摘要：随着我国社会经济的不断发展，高速公路建设工程越来越庞大，高速公路上的车辆也越来越多，这不但增加了高速公路收费的工作量，也造成了公路拥堵。

智能管理是交通管理发展的必然趋势，不停车收费系统是当前最先进的智能交通管理应用系统，其应用不但大大缩小了交通管理成本，也有效解决了交通拥堵问题。

基于此，笔者将对射频识别技术(radio frequency identification，RFID)在高速公路不停车收费系统中的应用相关话题进行详细阐述。

关键词：RFID；不停车收费；高速公路近年来，随着高速公路车辆的不断增多，车辆的便捷通行与传统的公路管理系统出现的矛盾日益明显，必须结合现代电子信息技术与我国交通管理的实际情况，进行改革与创新以缓解现代经济快速发展的交通压力。

传统的每条高速公路通车都需要大量的收费站24小时值班，这样采用人工收费方式，不仅收费站的建成与运营本身就消耗了相当一部分资金，而且车辆交费需要完全停止，频繁的启刹车也造成了能源浪费和环境污染，效率很低，甚至在交通高峰期间，收费站成为高速公路的“瓶颈”，出现严重拥堵的情况。

因此，不停车电子收费(Electronic toll collection,ETC)是高速公路的一种理想的收费方式。

射频识别技术（RFID)的出现使它的实现成为可能，从而加快了智能交通的发展。

一、射频识别（RFID)系统的组成及工作原理射频识别（RFID)技术主要由射频卡和读写器组成，射频标签和读写器之间互相不接触并利用感应、无线电波或微波进行数据通信，从而可以达到识别的目的，其系统的组成及工作原理见图1：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

目录摘要 (1)关键词 (1)ABSTRACT. (1)KEY WORDS (1)1 课题研究背景和发展现状 (2)1.1研究背景及意义 (2)1.2不停车收费系统的研究现状与发展趋势 (3)1.3论文内容及结构安排 (4)2 基于RFID不停车收费系统的论述 (4)2.1不停车收费系统的概述 (4)2.2不停车收费系统设计的基本原则 (4)2.3不停车收费系统的功能分析和设计 (5)2.4不停车收费系统的工作流程 (6)2.5小结 (7)3 射频识别系统硬件设计 (7)3.1射频识别技术原理 (7)3.2射频识别系统的硬件设计 (8)3.3小结 (11)4 基于RFID不停车收费系统的软件流程 (11)4.1ETC系统总流程图设计 (11)4.2系统初始化设计 (13)4.3OBU软件系统功能框图 (14)4.4RSU总体架构和通信接口 (14)4.5小结 (15)5 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (16)基于RFID技术的不停车收费系统设计电子信息工程专业周广洲指导教师黄勇坚摘要：本文研究了基于RFID技术的不停车收费系统，并从功能、组成、应用方面阐述了系统的架构，旨在提高当前高速公路收费站的通行效率。

在研究了射频识别技术原理的基础上，给出了一种基于NRF401射频芯片的射频系统，并详细阐述了系统的硬件设计。

同时，对不停车收费系统软件进行了开发设计。

结果表明将RFID技术应用于高速公路后，初步解决了高速公路的自动收费问题，提高了收费站通行效率。

关键词：RFID不停车收费智能交通The Design of No Stop Electronic Toll Collection System BasedonRFID TechnologyElectronic and Information Engineering Zhou GuangzhouTutor Huang YongjianAbstract：The paper studies the no stop electronic toll collection system based on RFID technology and expound the framework of the system from the function、constitution and application. The purpose of the thesis is improving the efficiency of the traffic. The paper researched the principle of RFID technology and presents a radio frequency system based on chip NRF401, state the hardware design of the system in detail. Meanwhile, designing the software system of the no stop electronic system. The results show that the application of the RFID technology can solve the problem of the highway automatic charge and improve the traffic efficiency of the toll station.Key words: RFID； ETC； Intelligent Transportation引言随着国民经济的持续快速发展，城市机动车数量急剧增长，高速公路上局部堵塞以及事故频发问题越来越突出，己成为制约各城市间经济发展的主要瓶颈之一，也是各级政府部门和社会公众关注的热点问题。

基于RFID 的智能停车场管理系统设计1．引言随着中国经济的迅猛发展，城市汽车的拥有量不断增加，汽车在给人们带来交通快捷方便的同时，由于停车管理不善等问题也给人们带来了诸多不便。

为满足人们生活和工作环境更科学、更规范的要求，管理高效、安全合理、快捷方便的智能停车场管理系统己成为许多大型综合性建筑物和居民小区必备的配套设施。

地处繁华地带的许多高级公寓、大型娱乐场所、宾馆、办公楼、球场等停放汽车较多，车流量大，为了保证车辆安全和交通方便，迫切需要采用自动化程度高、方便快捷的停车场自动管理系统，提高停车场管理水平。

停车场是城市交通基础设施的重要组成部分，停车场与一般商品不同，具有三个特点：一是不可存储性，表现在非高峰时段容量过剩，高峰时段容量不足；二是不可运输性，体现在无法实行空间上的调节，如不能把边缘地区停车场的剩余容量输送到中心城区去；三是作为社会资源的有限性，从常识的角度来讲，一辆车至少要占用一个停车位，停车位的总需求是刚性的。

本文提出一种基于RFID 的智能停车场管理系统设计。

2．射频识别技术介绍射频识别技术（RFID）是从20 世纪80 年代起走向成熟的一种自动识别方式。

它具有很多突出的优点：RFID 技术不需要人工干预，不需要直接接触、不需要光学可视即可完成信息输入和处理，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的安全性；数据安全性能高，除标签的密码保护外，读写器和标签之间也可互相认证，实现安全通信和存储等。

2.1 RFID 系统的构成射频识别系统由电子标签、读写器、计算机通信网络三部分组成，如图 1 所示。

图 1 射频识别系统的结构框图(1)电子标签电子标签存储着需要被识别物品（物体）的相关信息，通常被放置在需要识别的物品（物体）上，它所存储的信息通常可被射频读写器通过非接触方式读/写获取。

《物联网RFID原理与技术》期末论文题目：基于RFID不停车收费系统（模拟）学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术(物联网方向)学生姓名：杨盛培学号：201171060138指导教师：索国瑞摘要随着高速公路的发展，高速公路运输在公路运输中占据重要位置，为长距离连续交通流提供了可靠完善的服务。

目前收取道路交通费是我国道路建设投资的主要收回方式之一，然而伴随着每条高速公路通车都需要大量的收费站24小时值班，收费站的建成和运营本身就消耗了相当一部分资金，而且由于大多数收费站采用人工或半人工收费方式，车辆交费需要完全停止，效率很低。

在交通高峰时期，收费站成为高速公路的“瓶颈”。

车辆频繁的启动刹车也造成了能源浪费和环境污染，同时还加快了车辆部件的磨损，带来交通隐患。

因此不停车电子收费（Electronic Toll Collection, ETC）是高速公路上一种最理想的收费方式，不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式。

通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的阅读器之间实现微波通信，结合计算机联网技术与ETC管理中心进行后台结算处理，从而实现车辆通过路桥收费站不需停车而自动缴费；据此，本文将详细介绍一个用无线龙实验箱模拟的基于RFID 不停车收费系统。

关键词：高速公路交通拥堵RFID技术阅读器电子标签不停车收费With the development of the expressway, highway transport occupies an important position in road transport for long-distance traffic flow provides a reliable continuous improvement of services. Road traffic fee is currently charged to recover one of the main ways of road construction investment, however, each accompanied by a large number of highway toll stations need 24 hours a day to build and operate the toll station itself consumes a considerable part of the funds, and Since most of the toll station using manual or semi-manual charging methods, payment needs to completely stop the vehicle, inefficient. In the rush period, highway toll station to become a "bottleneck." Start the vehicle brakes also caused frequent energy waste and environmental pollution, but also accelerate the wear and tear of vehicle components, bringing traffic hazards. So do not stop electronic toll collection is one of the best on the highway toll way toll collection system is currently the world's most advanced bridge toll way. By car electronic tags installed between the vehicle and the windshield on the ETC lane toll station reader realize microwave communications, computer networking technology in conjunction with ETC management center back settlement process, enabling the vehicle through the bridge toll station without Parking and automatic payment; Accordingly, this article will detail a dragon with a wireless RFID-based simulation chamber toll collection system.Keywords: Highway, Traffic congestion, RFID technology, Reader, Electronic tags, RFID-based toll collection system摘要 (I)Abstrct............................................................ I I 第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 RFID技术 (1)第二章系统设计基本思路 (4)2.1 系统构思 (4)2.2 系统框架 (4)2.3 系统工作流程 (7)第三章硬件设计 (9)3.1 RFID读写器 (9)3.2 电子标签 (10)3.3 天线 (12)3.4 本模拟系统所需硬件组成 (13)第四章软件设计 (15)4.1 数据库设计 (15)4.2 系统功能及操作流程 (19)4.3 程序设计中的难点分析 (31)第五章总结与展望 (35)参考文献 (36)本学期课程总结 (37)第一章绪论1.1课题背景80年代以来，伴随着经济的发展，交通设备日益增加，随之而来的城市交通拥堵、交通事故频发、交通环境恶化、收费制式混乱、交通落后以及能源短缺等成为当前世界各国面临的共同问题，无论是发达国家还是发展中国家都承受着不断恶化的交通困扰。

基于RFID的电子不停车收费系统研究随着城市交通的不断发展和人口的增加，传统的人工收费方式已经无法满足日益增长的车流量需求。

为了提高交通效率和降低人力成本，基于RFID（射频识别）技术的电子不停车收费系统应运而生。

RFID技术是一种通过无线电信号对物体进行识别和跟踪的技术。

在电子不停车收费系统中，RFID标签被安装在车辆的挡风玻璃或车牌上，而RFID读写器则被安装在收费站入口和出口的天线下方。

当车辆经过收费站时，RFID读写器会自动扫描车辆上的RFID标签，并将车辆信息与收费数据库进行匹配，完成收费操作。

基于RFID的电子不停车收费系统具有许多优势。

首先，它可以实现快速、自动化的收费过程，无需车辆停车等待，提高了交通的流动性和效率。

其次，RFID标签具有较高的读取速度和识别准确率，可以有效避免传统收费方式中可能出现的人为错误。

此外，RFID标签具有防水、耐高温和抗震等特性，能够适应各种恶劣天气和路况环境。

然而，基于RFID的电子不停车收费系统也存在一些挑战和问题。

首先，系统的建设和维护成本较高，包括RFID标签和读写器的购买、安装和维修等费用。

其次，由于车辆数量庞大，系统需要具备高并发处理能力，以确保收费过程的实时性和准确性。

此外，隐私和安全问题也是需要考虑的因素，如如何保护用户的个人信息和防止非法读取。

为了解决以上问题，研究人员需要不断提升RFID技术的性能和稳定性。

同时，政府和相关部门应加大对基于RFID的电子不停车收费系统的推广力度，提供相应的政策和法规支持，以促进其在城市交通中的广泛应用。

此外，加强数据安全和隐私保护意识，建立健全的管理机制和监督体系，以确保系统运行的安全性和可靠性。

综上所述，基于RFID的电子不停车收费系统是未来城市交通发展的重要方向之一。

它不仅能够提高交通效率和节约人力成本，还能够为城市交通管理提供更精准的数据支持。

然而，随着技术的不断发展和应用的推广，我们也需要认真思考和解决相关问题，以确保基于RFID的电子不停车收费系统的可持续发展。

RFID 技术在ETC 系统中的应用随着现代高速公路和城市道路的发展，交通拥堵已成为一个普遍的问题。

汽车在公路上行驶需要停下来验证缴费或者买票，这浪费了大量时间，同时也影响了道路的通行效率。

因此，为了解决这些问题，无感支付技术已经应用于自动收费系统中。

近年来，RFID 技术已经成为了ETC 系统中的一种主要技术手段，他可以大大提高公路和城市道路收费系统的操作效率。

本文将详细介绍RFID 技术在以上系统中的应用。

1.RFID 技术介绍RFID（Radio-Frequency Identification），即射频识别技术，是应用于物品识别领域的技术。

它利用射频电磁场来自动识别标签上的信息并读出相应的数据。

RFID 技术由传感器、读写器、标签三部分组成（如图1）。

标签通常是贴在物体上的，由一个芯片和一只天线组成。

读写器利用无线电波与标签进行通信并读取标签中的信息。

标签与读写器之间的距离一般在数厘米到数米之间。

这种技术具有回路自我验真、数据读取速度快、安全性强等优点。

与条形码技术相比，RFID 技术可识别距离较远的信息，并且不依赖于标签的朝向，可以大大提高识别效率和识别范围。

图1. RFID 技术原理2.RFID 技术在ETC 系统中的应用ETC（Electronic Toll Collection）是一种不需要停车即可完成缴费的自动收费系统，它是利用RFID 技术实现的。

在ETC 收费系统中，一辆车行驶到了收费站，读写器会读取安装在车窗上的RFID 标签的信息，系统便会自动划账，无需再进行交费或者投硬币过路费。

2.1RFID 标签在ETC 系统中的应用在ETC 系统中，RFID 标签通常被称为OBU（On Board Unit），它是一个嵌入式系统，安装在车辆的前挡风玻璃内。

OBU 标签主要由芯片、天线、电池、指示灯等部分组成。

芯片存储着与车辆相关的信息，天线则用于接收和发送无线电信号，电池是OBU 的电源，指示灯是用于指示OBU 的工作情况（如图2）。

RFID智能小区车辆不停车出入管理系统智能小区车辆不停车（ETC）出入管理系统关键字：智能小区小区车辆车辆不停车ETC出入管理系统智能停车场小区车辆不停车小区ETC系统ETC停车系统摘要：随着社会的进步和发展，人们的生活方式发生着深刻的变化。

城市的交通拥挤便是这种变化引起的现象之一。

城市由于交通设施的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便。

智能化的停车场就是顺应这一时代需求的高技术产物系统简介木兰RFID智能小区不停车出入管理系统是一个以非接触式射频卡为车辆出入小区凭证、以车辆图像对比管理为核心的多媒体综合车辆管理系统。

该系统将先进的2.4G射频卡识别技术和高速的视频图像存储比较相结合，通过计算机的图像处理，对车辆进出进行全方位管理。

在非接触式2.4G射频卡小区车辆管理系统中，持有固定卡的车主在出入小区时，读卡器自动读卡并判断卡的有效性，同时摄像机摄录该车的图像。

对于有效的2.4G射频卡，自动道闸的闸杆升起放行并将相应的数据存入数据库中。

若为无效的2.4G射频卡或进出场的车辆图像不同等异常情况时，则不给予放行。

对临时停车的车主，在车辆检测器检测到车辆后，保安会给车主一张射频卡、摄像和放行。

在出场时，进行车辆的图像对比，同时将射频卡交还给保安，无异常情况时道闸升起放行,同时智能小区车辆管理系统具有功能强大的数据处理功能，可以完成管理系统各种参数的设置、数据的收集和统计，对丢失的卡进行挂失，并能够打印有效的统计报表。

远距离rfid射频卡停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是对停车场的车辆实行动态和静态管理的综合。

系统以rfid射频卡为信息载体，通过对卡识别来记录车辆进出信息，利用计算机管理并结合工业自动化控制技术控制机电一体化外围设备，从而控制进出停车场的各种车辆，对小区停车场进行安全、有效的管理，包括防盗、监控、联动、收费等。

从用户的角度看，其服务高效且十分方便、准确无误。

高速公路车辆自动计费系统的设计与实现车辆自动计费系统是一种智能化的交通管理系统，可以实现高速公路车辆收费的自动化与高效化。

本文将从系统的设计与实现两个方面进行介绍。

设计部分：1. 系统架构设计：车辆自动计费系统的架构包括硬件和软件两个方面。

硬件方面，系统需要使用摄像头、RFID识别器、传感器等设备。

软件方面，系统需要软件开发平台、数据库管理系统等软件支持。

2. 车辆识别与信息采集：系统通过摄像头和RFID识别器对经过收费站的车辆进行识别和信息采集。

摄像头可以拍摄车辆的车牌号码，RFID识别器可以读取车辆的电子标签信息，这些信息将用于车辆的身份识别和信息采集。

3. 数据库设计：系统需要建立一个车辆信息管理的数据库，包括车辆的基本信息、车牌号码、车主信息、收费信息等。

这些数据可以用于后续的计费和管理。

4. 车辆计费算法设计：系统需要根据车辆通过的路段和行驶的里程，按照一定的费率进行计费。

计费算法需要考虑到车辆类型、收费标准和优惠规则等因素，确保计费的准确性和公平性。

实现部分：1. 系统开发：针对系统架构设计，开发团队需要使用相应的开发平台和软件工具进行系统的开发。

开发过程中需要确保系统的稳定性、安全性和易用性。

2. 硬件设备安装：摄像头、RFID识别器等硬件设备需要合理安装在收费站的适当位置，以确保对车辆的准确识别和信息采集。

3. 数据库管理：车辆信息管理数据库的建立和维护是系统实现的重要一环。

系统运行过程中需要及时更新车辆的收费信息和优惠规则，保证数据库数据的实时性和准确性。

4. 系统集成和测试：在系统开发完成后，需要进行系统的集成和测试。

集成测试可以保证系统各个组件的协同工作，系统测试可以验证系统的功能和性能是否满足需求。

总结：高速公路车辆自动计费系统的设计与实现是一项技术含量较高的任务。

通过系统架构设计、车辆识别与信息采集、数据库设计和车辆计费算法设计，可以实现高速公路车辆收费的自动化与高效化。

基于RFID的不停车收费系统研究朱恒毅;马新春;郑煜【摘要】Aiming at improving the road crossing over the ability to reduce the rate of vehicles crossing the purpose of the design of development based RFID can't stop the charge system, a wireless RF identify (RFID), automatic vehicle identification (AVI), automatic model classified (AVCS) and short-range communications and fled fee for shooting through the traffic on the windscreen of the toll gate in the driveway of a mast ETC. Operate communication between the use of computer networking technology and the banks for the settlement process to reach the traffic luqiao tollgate needs no parking will be able to pay the expenses, by the end of the tollhouse Changji to Urumqi application to drive, ETC is better than average of four lanes-six times, raising the fees and charges is capable of crossing.%针对提高公路收费道口通行能力，减少公路收费道口车辆阻塞的目的，设计研发了基于RFID的不停车收费系统，采用了无线射频识别(RFID)、自动车辆识别(AVI)、自动车型分类(AVCS)、短程通信、逃费抓拍等技术，通过安装在车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车就能交纳费用的目的。

基于RFID技术的高速公路电子不停车收费系统分析与设计的开题报告一、题目基于RFID技术的高速公路电子不停车收费系统分析与设计二、研究背景和意义高速公路收费系统经历了从人工收费到半自动收费再到电子不停车收费的历程，其中电子不停车收费系统是收费方式的高峰，也是未来的趋势。

传统的人工收费方式存在着维护成本高、人工成本高、车流排队等问题，而电子不停车收费方式自动化程度高、效率高、省去了车辆排队等待和人工操作。

目前，高速公路电子不停车收费系统使用较多的是ETC（Electronic Toll Collection，电子收费系统），其原理是通过车载装置和路边设备之间的无线通信进行车辆收费。

在ETC系统中，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种重要的应用技术之一。

RFID技术具有无线通信、自动识别、高速性等特点，非常适合于高速公路电子不停车收费系统的应用。

因此，本研究将以RFID技术为基础，对高速公路电子不停车收费系统进行分析和设计，以提高系统的效率和安全性，为现代高速公路收费方式的发展做出贡献。

三、研究内容和方法1. 系统需求分析通过对现有高速公路收费方式的分析和对ETC系统的了解，确定电子不停车收费系统需要的主要功能和性能指标；2. RFID技术原理研究了解RFID技术的基本原理、标签种类、读写器机制等，为后续的系统设计打下基础；3. 系统总体设计在需求分析的基础上，设计系统的总体结构、信号流程和数据交互过程，并确定各个模块的功能和组成；4. 系统详细设计与实现对系统进行详细设计，包括硬件设计和软件设计；根据设计结果进行系统实现，包括RFID标签制作、读写器安装和软件编写；5. 实验测试和结果分析对系统进行实验测试，并对测试结果进行分析和总结，为系统的优化改进提出建议。

四、预期成果和贡献1. 提出基于RFID技术的高速公路电子不停车收费系统设计方案，并实现系统原型；2. 分析和比较现有高速公路收费方式和ETC系统，为电子不停车收费方式的发展提供参考；3. 系统实验测试和结果分析，为系统的完善和优化提供依据。