基于RFID技术的高速公路不停车收费系统

摘要：无线射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，近年来在国内外已经得到了迅速发展。以RFID为研究对象，分析其工作原理及主要特点，通过对不停车收费系统的组成及工作流程介绍，重点说明RFID中间件技术在该系统中的应用。基于RFID技术的高速公路不停车收费系统作为智能交通系统领域中的一个重要方面，是缓解收费站交通堵塞“瓶颈”的有效手段，对环境污染的降低起到重要作用。
关键词：RFID；自动识别；ETC；智能交通

0 引言
随着公路建设的飞速发展，我省高速公路通车里程不断增加，2010年通车里程达到3 400 km，居西部第一。在通车公路里程增加的同时，交通流量也在不断增加，人工和半自动收费方式已不能满足高速路上通行车辆对收费管理系统的需求。原始的收费方式严重制约高速公路向现代化方向发展，存在很多弊端，主要表现在：
(1)收费设施及收费技术落后，停车收费造成收费站交通拥堵。
(2)在收费站停车次数增多，汽车耗油增加，汽车尾气对环境的污染增加。
为了解决以上问题，2009年我省高速公路开始建设电子公路不停车收费系统(Eleefronie Toll Collection，ETC)，通过对车载电子标签的自动识别完成不停车情况下通行费的自动收取处理全过程。自动车辆识别技术主要通过射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)来采集车载电子标签的数据信息而实现的。RFID是一种非接触的射频通信方式，通过RFID读写器与RFID电子标签的无线通信可以进行信息的采集功能，从而识别车载RFID电子标签载体的身份等特征，达到提高收费站通行效率的目的。

1 RFID射频识别技术
RFID是一种无线的、非接触方式的自动识别技术，作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，被公认为20世纪十大重要技术之一。这项技术最大的优点就在于非接触，在完成识别工作时无须人工干预，适于实现自动化和远程实时监控及管理，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID电子标签，操作快捷方便。典型的射频识别系统的工作原理如图1所示。

系统通电工作后，RFID读写器通过其内部的线圈周期性地发出一个固有频率的电磁波(激发信号)。当RFID电子标签处于RFID读写器的感应范围内时，RFID电子标签内的线圈在“激发信号”的感应下产生微弱电流作为集成芯片的电源。RFID电子标签上电复位后，原本处于“休眠状态”的RFID电子标签被激活并将含有自身种类识别码标志、制造商标志等信息代码调制到载波上，经RFID电子标签内天线发射出去。

2 ETC实施方案
ETC是一个集中了射频识别、计算机网络、信息处理以及自动控制等多项高新技术，在公路自动收费综合系统中的应用。它利用车载RFID电子标签自动与安装在路侧或门架上的RFID阅读器进行信息交换，中心控制计算机根据RFID电子标签中存储的信息识别出车主信息，然后自动从车主的银行账号中扣除通行费。ETC收费系统可以做到通行车辆不停车、车辆通行时无人操作与无现金交易。ETC收费系统效果图如图2所示。