RFID技術(shù)在ETC系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

高偉

杭州檀木科技有限公司 浙江杭州 310051

在當(dāng)今的交通管理之中，ETC系統(tǒng)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而將RFID技術(shù)應(yīng)用到ETC系統(tǒng)之中，不僅可以進一步提升系統(tǒng)的工作效率與工作質(zhì)量，同時也可以為車主提供出足夠的便利。

1 ETC系統(tǒng)簡介

就當(dāng)今的高速公路發(fā)展而言，ETC系統(tǒng)是最為先進的一種收費系統(tǒng)，車輛上的車載單元和系統(tǒng)專用通道的路側(cè)單元之間可以通過專用的微波短程通信技術(shù)來實現(xiàn)自動識別和車型分類，并自動傳輸收費信息。通過計算機網(wǎng)絡(luò)和銀行系統(tǒng)之間的連接來實現(xiàn)后臺的結(jié)算收費，不需要停車就可以完成自動化的電子收費。下圖就是該系統(tǒng)的構(gòu)成圖：

圖1 ETC系統(tǒng)構(gòu)成圖

2 RFID技術(shù)的原理及其組成

2.1 RFID 技術(shù)

RFID技術(shù)也就是射頻識別技術(shù)，這種技術(shù)又被叫做“電子標(biāo)簽”。RFID技術(shù)主要是借助于電磁感應(yīng)以及無線電波等來實現(xiàn)非接觸式的雙向通信目標(biāo)，進而實現(xiàn)電子信息的識別及其雙向交換。因為RFID技術(shù)在非接觸式的信息采集以及信息處理之中具備著十分顯著的優(yōu)勢，所以如果將其應(yīng)用到ETC系統(tǒng)之中，就可以對其專用通道之中通過的車輛信息進行快速、有效、準(zhǔn)確地識別。

2.2 RFID技術(shù)的組成

RFID技術(shù)的組成部分共有三個，其一是電子標(biāo)簽，其二是閱讀器，其三是天線。其中，電子標(biāo)簽的組成部分有芯片和耦合元件，它的電子編碼具有唯一性，通常會附著在被識別的物體之上，在設(shè)置在車窗前的電子標(biāo)簽之中，通常會包含著詳細的車輛信息，而從閱讀器之中所發(fā)出的射頻信號可以獲取到能量，也就是說，電子標(biāo)簽自身并不具備工作能量，需要通過閱讀器所發(fā)出的射頻信號來實現(xiàn)能量的獲取以及電子標(biāo)簽的讀取，進而從電子標(biāo)簽之中獲取到車輛的信息。通過閱讀器，不僅可以對電子標(biāo)簽之中的車輛信息進行解密，同時也可以對這些信息進行加密傳輸。而整個信息傳輸?shù)倪^程則需要借助于天線來實現(xiàn)，通過天線，可以讓大量的信息在電子標(biāo)簽以及閱讀器這兩者之間進行傳輸，進而讓電子標(biāo)簽在閱讀器之中獲得足夠的能量，最終使其工作狀態(tài)被激活[1]。RFID系統(tǒng)的主要頻段有以下幾種：

表1 RFID系統(tǒng)主要頻段

通常情況下，RFID系統(tǒng)工作頻率越高，其識別的距離也就會越遠，且有著越強的方向性，但是其穿透能力會顯著降低。在這些頻段之中，5.8GHz這一微波頻段在交通領(lǐng)域之中十分適用，我國的公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)也將這一頻段作為暫行的識別車輛的標(biāo)準(zhǔn)工作頻段。

3 RFID技術(shù)在ETC系統(tǒng)之中的具體應(yīng)用流程分析

3.1 工作原理

將RFID技術(shù)應(yīng)用到ETC系統(tǒng)之中，可以通過車道兩邊的讀寫設(shè)備來進行車窗前電子標(biāo)簽的識別，這樣就可以準(zhǔn)確判斷出車道之中通過的車輛型號，然后根據(jù)不同的型號來執(zhí)行不同的收費標(biāo)準(zhǔn)。在收費過程中，系統(tǒng)可以直接通過車主所綁定的銀行賬戶進行費用的自動扣取，這樣就實現(xiàn)了不停車全自動收費的通行目標(biāo)。在ETC系統(tǒng)的專用通道前，需要安裝相應(yīng)的攝像頭，這樣就可以實時抓拍車道上違章通信的車輛信息，并將這些信息上傳到相應(yīng)的系統(tǒng)之中，以便交警部門對此進行及時處理。

3.2 工作流程

（1）當(dāng)有車輛駛?cè)氲紼TC專用車道的入口，并進入到讀寫器的感應(yīng)區(qū)域之內(nèi)時，讀寫器就會將微波信號發(fā)送給車輛的電子標(biāo)簽，使其產(chǎn)生一個微弱的感應(yīng)電流，進而激活電子標(biāo)簽，使其將車輛的信息傳送給讀寫器。

（2）存儲在電子標(biāo)簽之中的車輛信息會通過微波的形式，借助于天線傳輸?shù)阶x寫器之中，在讀寫器接收到了來自電子標(biāo)簽的調(diào)制信號之后，就會對這個調(diào)制信號進行解調(diào)以及密碼處理，然后將處理好的信號傳輸給ETC系統(tǒng)的主機。

（3）當(dāng)ETC系統(tǒng)的主機接收到讀寫器傳遞過來的車輛電子標(biāo)簽之后，會對該車輛的身份信息進行核對，在確認(rèn)無誤之后，主機就會發(fā)送給讀卡器一個控制信號，并將車輛的進入信息儲存到系統(tǒng)之中。在接收到主機傳輸?shù)目刂菩盘栔?，車輛閘道將會自動打開，指示燈也會從開始時所設(shè)定的紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，這就表明允許該車輛在此車道通過[2]。

（4）在通過該專用通道的車輛駛?cè)氲紼TC車道出口，并到達了讀寫器能夠感應(yīng)到的區(qū)域之內(nèi)時，讀寫器會再一次對車輛的信息以及進入時間進行確認(rèn)，在經(jīng)過確認(rèn)無誤之后，系統(tǒng)才開始對該車輛通行的費用進行計算，并將該車輛通行的費用呈現(xiàn)在顯示牌上，相關(guān)的交易數(shù)據(jù)會通過車道之中的控制器傳輸給收費站以及收費結(jié)算系統(tǒng)。在車輛駛出了該專用通道之后，道閘會再一次關(guān)閉，指示燈也會從綠色再次變?yōu)榧t色，等待下一輛車輛通行。

（5）如果駛?cè)雽Ｓ猛ǖ赖能囕v沒有進行電子標(biāo)簽的安裝，或者是安裝在該車輛之中的電子標(biāo)簽無效，當(dāng)車輛進入到讀卡器的感應(yīng)區(qū)域之內(nèi)時，讀卡器就無法接收到車輛的信息，因此指示燈就會發(fā)出相應(yīng)的報警，道閘也將會一直處于關(guān)閉狀態(tài)之下，車輛無法從該專用通道通過。同時，安裝在車道前面的攝像機會將該車輛的牌號抓拍下來，然后將其上傳給交警部門，再由交警部門對其進行相應(yīng)的處理[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著當(dāng)今經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進的技術(shù)設(shè)備也開始在交通領(lǐng)域之中得以廣泛應(yīng)用。將RFID技術(shù)應(yīng)用到ETC系統(tǒng)之中，就可以對通過的車輛信息進行快速、準(zhǔn)確地讀取，并實現(xiàn)不停車自動繳費的操作。通過這一技術(shù)的應(yīng)用，可以進一步減輕相關(guān)工作人員的負擔(dān)，并為交警部門的工作提供出更多的支持。相信隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，RFID技術(shù)也將會在ETC系統(tǒng)之中發(fā)揮出更多的優(yōu)勢，進而為我國交通事業(yè)的良好發(fā)展提供出更加強大的動力。