基于nRf2401無線收發(fā)芯片的ETC系統(tǒng)

　　RFID(Radio Frequency Identification；無線射頻識別)技術(shù)有非接觸、閱讀速度快、閱讀信息量大、可讀可寫、識別率極高、不受環(huán)境的影響、便于調(diào)試和安裝、保密性強、無磨損、壽命長、能同時識別多個目標等特點和優(yōu)勢。將RFID應(yīng)用于車輛的自動收費系統(tǒng)是十分理想的。

　　在國外RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于高速公路的車輛不停車自動收費系統(tǒng)。山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃將在原有基礎(chǔ)上增加2 110 km，2009年高速公路建設(shè)里程將超2 000 km。隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展及2009年經(jīng)濟危機背景下發(fā)布的汽車工業(yè)發(fā)展計劃，車輛保有量出現(xiàn)了飛速的增長，也推動了我省的高速公路發(fā)展。與此同時，原有的以人工為主的收費系統(tǒng)因為效率低下，逐漸無法適應(yīng)當前的狀況。基于射頻識別(RFID)技術(shù)的自動收費系統(tǒng)為解決這一矛盾提供了可能。本文提出了一種基于nRf2401無線收發(fā)芯片的ETC系統(tǒng)。

1 硬件設(shè)計

　　考慮到安全，車輛通過收費口時車速時速不應(yīng)超過60 km／h。本系統(tǒng)采用的無線收發(fā)模塊通信距離為30 m，則總的通信時間應(yīng)控制在1．8 S以內(nèi)?？紤]到環(huán)境干擾等因素，應(yīng)將總的通信時間控制在1 S以內(nèi)。識別率為99．9 。

　　1．1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)分為讀寫器、上位機及電子標簽三部分。電子標簽安置在車輛前檔風(fēng)玻璃下，讀寫器安裝在收費口外側(cè)，共兩個。上位機安裝在高速入口原收費崗內(nèi)，便于保護貴重的電腦系統(tǒng)。讀寫器和電子標簽8O 硬件電路相同，可以減少開發(fā)費用、降低生產(chǎn)成本。如圖1所示：

　　1．2 電子標簽硬件設(shè)計

　　無線通信采用nRF2401單片射頻收發(fā)芯片，工作頻率2．4 GHz ISM 頻段。芯片能耗非常低，以0．032 mW 的功率發(fā)射時，工作電流只有l(wèi)O．5 mA，接收時工作電流只有18 mA，其DuoCeiverTM 技術(shù)使nRF2401可以使用同一天線，同時接收兩個不同頻道的數(shù)據(jù)。

　　nRF2401有工作模式有四種：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機模式。