基于射频识别技术的电子无停车收费系统研制

论文摘要

随着我国高速公路建设的飞速发展,提供高效、快捷的收费服务成为了历史必然。ETC(Electronic Toll Collection System电子无停车收费)系统的发展为此提供了技术保障。它不仅有利于降低营运成本,减少车辆堵塞,提高高速公路的通行能力和服务水平,而且有利于打破地域界线,促进交通一体化建设,充分发挥高速公路的社会经济效益。本文在研究国内外应用现状的基础上,结合我国的实际国情,考虑目前我国ETC系统建设暂无国家标准和行业规范。故以ISO/TC204技术标准为依据,提出了以实现单一低速通过ETC车道为设计目标的设计方案。按照应用场景的不同,将整个系统划分成交通管理中心系统和道口收费系统来分别设计软硬件。以数据库操作和交通站点网络化访问来实现系统集成,完成跨区域网络化无停车收费系统。为提供较好的网络服务,降低系统成本,采用以ARM(Advanced RISC Machines)微控制器为核心的硬件方案;为提高整个系统的可靠性和方便用户升级,利用嵌入式操作系统μClinux提供的强大的网络功能及广泛的开源资料来设计应用软件。为实现远距离高速无线通讯,采用射频识别技术来构建无线通信网络。本设计集计算机软硬件、无线通信、信息采集处理、数据传输、网络通讯、自动控制和智能卡制作等技术综合应用为一体,属于先进的智能交通信息采集设备和高安全性的智能身份识别系统,是一种能有效对车辆进行自动识别和联网监管的重要技术手段。其成功设计将为我国的高速公路服务水平的提高做出一定的参考和贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义
• 1.2 ETC 技术国内外应用现状综述
• 1.2.1 国外应用现状
• 1.2.2 国内应用现状
• 1.3 本课题主要研究的内容
• 第2章 硬件设计方案
• 2.1 技术指标
• 2.2 应用场景及功能
• 2.3 交通管理中心应用场景
• 2.3.1 射频卡电路
• 2.3.2 读卡器设计
• 2.3.3 射频天线设计
• 2.4 道口收费应用场景
• 2.4.1 ARM 主控电路设计
• 2.4.2 视频采集电路设计
• 2.4.3 数码显示电路设计
• 2.4.4 其它电路设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 交通管理中心软件设计
• 3.1 软件总体设计方案
• 3.2 串口通讯协议
• 3.2.1 数据格式设定
• 3.2.2 串口通讯配置
• 3.3 PC 机软件设计
• 3.3.1 加密解密模块
• 3.3.2 管理登录程序
• 3.3.3 串口通讯程序
• 3.3.4 新卡办理程序设计
• 3.3.5 存款程序设计
• 3.3.6 挂失解挂程序设计
• 3.3.7 网络接口程序设计
• 3.4 读卡器固化软件设计
• 3.4.1 SPI 接口程序
• 3.4.2 nRf2401A 配置
• TM 收发'>3.4.3 ShockBurst^TM收发
• 3.4.4 串行口程序
• 3.4.5 读卡器总程序流程
• 3.5 射频卡固化软件设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 道口收费系统软件设计
• 4.1 软件总体方案
• 4.2 嵌入式操作系统应用
• 4.2.1 μClinux 简介
• 4.2.2 μClinux 开发环境的建立
• 4.3 射频数据采集程序
• 4.3.1 UART 串行口驱动程序设计
• 4.3.2 缴费程序设计
• 4.4 视频采集程序
• 4.4.1 SAA7111A 配置
• 4.4.2 视频采集程序设计
• 4.5 网络数据传输程序
• 4.5.1 μClinux 下web 服务器的实现
• 4.5.2 CGI 简介
• 4.5.3 服务器表单设计
• 4.5.4 CGI 程序设计
• 4.5.5 Boa 服务器设置
• 4.6 其它程序设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 系统集成与数据库设计
• 5.1 交通中心数据库设计
• 5.1.1 系统分析
• 5.1.2 数据库逻辑结构设计
• 5.1.3 ADO 数据库编程
• 5.2 网络访问收费站点
• 5.3 本章小结
• 第6章 系统测试及验证
• 6.1 交通管理中心功能测试
• 6.2 道口收费系统功能测试
• 6.2.1 μClinux 内核编译测试
• 6.2.2 Boa 服务器测试
• 6.2.3 射频采集测试
• 6.3 参数指标测试
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢