基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統(tǒng)采用ARM9作為微控制器，RFID讀寫器接收電子標(biāo)簽的信息，以圖形界面的形式，通過GPRS技術(shù)與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)違章司機(jī)進(jìn)行懲處。在此主要從硬件和軟件方面，介紹了系統(tǒng)所用RFID技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)的過程和方法。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能準(zhǔn)確地讀取標(biāo)簽，能很好地取代交警手寫罰單的繁雜過程，很大程度地改善和方便了交通違章的處理，具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：手持式；射頻識(shí)別；ARM9；GPRS

0 引言
以往，對(duì)交通違章者的處罰是通過交警手工開罰單完成的，違章者再持罰單到指定收款處交罰款。這種方式有幾個(gè)缺點(diǎn)：一是，開罰單時(shí)要記錄違章者的駕照號(hào)、姓名、違章地點(diǎn)、類型、罰款金額等諸多內(nèi)容，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，影響交警的正常值勤；二是，由于人為筆誤經(jīng)常造成違章者與收款人員的糾紛；三是，值勤交警無(wú)法準(zhǔn)確掌握違章者的背景、違章記錄等，更有不法者持假照蒙混過關(guān)，躲避處罰；四是，無(wú)法對(duì)交警執(zhí)法的正確性進(jìn)行考核；五是，有些“人情款”難以處罰。
基于ARM9的915 MHz超高頻射頻技術(shù)(Radio Frequeney Identification，RFID)的手持式交通違章處罰終端系統(tǒng)是在現(xiàn)有交通管理中引入RFID技術(shù)，當(dāng)交警發(fā)現(xiàn)可疑車輛時(shí)，用手勢(shì)動(dòng)作讓車輛停下來(lái)，在射頻卡讀寫器的有效作用范圍內(nèi)，交警采用手持式終端機(jī)對(duì)該車輛進(jìn)行檢查，省去了交警手工開罰單的繁瑣過程，保證速度準(zhǔn)確性和高效性，從而帶來(lái)了便利。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在處理違章事故時(shí)，只需車輛上的電子標(biāo)簽在射頻卡讀寫器的有效作用范圍內(nèi)，則司機(jī)的自然狀況及違章記錄等信息均輸入到終端機(jī)上，并可通過GPRS通信從監(jiān)控中心調(diào)出并查看其違章記錄。若交警判斷司機(jī)違章了，就在手持式終端機(jī)上選擇一下違章種類代碼，并通過GPRS通信將相關(guān)信息發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心以短信的方式通知違章司機(jī)其違章情況。交罰款時(shí)，司機(jī)到指定地點(diǎn)，工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的信息對(duì)司機(jī)進(jìn)行罰款。實(shí)現(xiàn)了交通違章處罰管理的科學(xué)化、公開化，更重要的是此系統(tǒng)通過在駕照上記錄司機(jī)的違章檔案，大大加強(qiáng)了對(duì)司機(jī)的監(jiān)督力度，可減少違章次數(shù)。
本設(shè)計(jì)需要建立的是基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)由服務(wù)器端和客戶端組成。服務(wù)器端即監(jiān)控中心，主要是通過GPRS與手持式終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在客戶端，RFID讀寫器通過無(wú)線傳輸讀取安裝在車輛上的電子標(biāo)簽來(lái)搜集車輛信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，之后通過GPRS將信息發(fā)送到服務(wù)器端，在服務(wù)器端對(duì)接收到的這些信息進(jìn)行處理并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)發(fā)短信通知司機(jī)其違章情況并催促交罰款。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)
手持式交通違章處罰終端的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，可以將其分為ARM核心及外圍部分和RFID部分。
2．1 ARM核心及外圍部分
該部分包括ARM微控制器、存儲(chǔ)器(SRAM、FLASH和SDRAM)、輸入輸出設(shè)備(LCD、觸摸屏TOUCH)和接口設(shè)備(RS 232、USB、網(wǎng)卡DM9000和JTAG)。ARM微控制器采用了ARM920T內(nèi)核，是由ARM公司設(shè)計(jì)的16／32ARM920T RISC處理器，它的低功耗、精簡(jiǎn)和出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適用于對(duì)成本和功耗敏感的應(yīng)用。存儲(chǔ)器包括SRAM，F(xiàn)LASH和SDRAM可以支持Linux系統(tǒng)的運(yùn)行，其中SDRAM是Hynix公司的HY57V651620，容量為64 MB；常用的FLASH類型有NOR FLASH和NAND FLASH2種，這里用到的FALSH主要是NAND FLASH，它是三星公司生產(chǎn)的容量為64 MB，常用于手持設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品。LCD是東華TFT液晶屏(WXCAT35)，配置為常用的16BPP模式。DM9000是DAVICOM公司推出的一種高度集成、功能強(qiáng)大、少引
腳、性價(jià)比高的單片快速以太網(wǎng)控制芯片，非常適用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有一個(gè)通用的微處理器接口，內(nèi)部集成了16 KB SRAM(其中13 KB用作接收緩沖區(qū)，3 KB作為發(fā)送緩沖區(qū))，對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問支持8位和16位數(shù)據(jù)接口以適用于不同的微處理器。
2．2 RFID部分
2．2．1 RFID技術(shù)
射頻技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。
2．2．2 RFID系統(tǒng)及其工作原理
最基本的RFID系統(tǒng)由3部分組成：讀寫器(Reader)、電子標(biāo)簽(Tag)、天線(Antenna)。讀寫器是讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式(本系統(tǒng)為手持式)。電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。天線在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞信號(hào)。