MSP430F5xxx 在高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）中的應(yīng)用

　　MSP430介紹

　　TI公司的MSP430單片機(jī)產(chǎn)品系列具備16-bitRSIC架構(gòu)，超低功耗。作為MSP430最新產(chǎn)品序列，F(xiàn)5xxx首次采用0.18um工藝，1MIPs消耗的電流低到了驚人的160uA，主頻達(dá)到25MIPs。同時(shí)，MSP430F5xxx提供了豐富的片上功能模塊，例如，硬件的RTC，12-bitADC，靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)，硬件CRC16，電源管理模塊和多通道的靈活強(qiáng)大的DMA，支持待機(jī)模式下的數(shù)據(jù)交換。

　　高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）介紹

　　不停車收費(fèi)系統(tǒng)(又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)ElectronicTollCollectionSystem，簡稱ETC系統(tǒng))是利用RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛不停車自動(dòng)收費(fèi)的智能交通子系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過路側(cè)單元RSU（RoadSideUnit）與車載電子標(biāo)簽之間OBU（OnBoardUnit）的專用短程通信，在不需要司機(jī)停車和收費(fèi)人員操作的情況下，自動(dòng)完成收費(fèi)處理過程。

　　ETC車載單元結(jié)構(gòu)

　　圖1.ETCOBU結(jié)構(gòu)圖

　　如圖一所示，OBU由電池系統(tǒng)，MCU，射頻，顯示和讀卡部分（ESAM卡，CPU卡，射頻卡）組成。MCU作為整個(gè)系統(tǒng)的中心，負(fù)責(zé)管理顯示，讀卡以及與射頻部分的數(shù)據(jù)處理及交換。

　　FM0編碼方式介紹

　　在車輛通過收費(fèi)站時(shí)，OBU和RSU通過5.8G的載波調(diào)制，進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)采用HDLCFM0調(diào)制。FM0編碼遵循以下三個(gè)規(guī)則：

　　A.一個(gè)周期內(nèi)有電平跳變表示”0”;
　　B.一個(gè)周期內(nèi)沒有電平跳變表示”1”;
　　C．相鄰兩個(gè)周期電平相反。

　　數(shù)據(jù)形式請參考圖2

圖2.FM0編碼方式

　　車載電子標(biāo)簽（OBU）對MCU的挑戰(zhàn)

　　車載電子標(biāo)簽系統(tǒng)對MCU有兩個(gè)挑戰(zhàn)。一是低功耗；二是高速數(shù)據(jù)通信能力。

　　車載電子標(biāo)簽的電池要求有5年以上壽命或者能夠支持1萬次以上交易。整個(gè)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)成為工程師們的首要任務(wù)。其次，RSU對OBU下行數(shù)據(jù)波特率達(dá)到了256Kbps，上行數(shù)據(jù)波特率512Kbps。由于車輛通行時(shí)間非常短，需要OBU對RSU的數(shù)據(jù)和命令快速響應(yīng)。而數(shù)據(jù)包最長能夠達(dá)到1Kbits，不允許OBU收下整個(gè)數(shù)據(jù)包之后再解碼，這要求MCU有實(shí)時(shí)編解碼的能力。