金溢科技的高速公路RFID多義性路徑識別系統(tǒng)綜合了射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)的優(yōu)點，采用無線路徑自動標(biāo)識方式精確記錄車輛在路網(wǎng)內(nèi)的行駛路徑，有效解決了路網(wǎng)收費系統(tǒng)多義性路徑識別問題，能同時實現(xiàn)路網(wǎng)收費應(yīng)用功能和多義性路徑識別應(yīng)用功能。

      本系統(tǒng)由車載電子標(biāo)簽（OBU）、桌面讀寫機具（ODU）和路側(cè)天線設(shè)備（RSU）組成。其中，車載電子標(biāo)簽由微處理器、存儲單元、射頻模塊、天線單元、高能電池、IC卡等構(gòu)成，具有433MHz無線通信功能和IC卡功能。桌面讀寫機具由微處理器、射頻模塊、天線單元、IC卡讀寫模塊、IC卡讀寫天線、上位機通信模塊、電源等組成，具有433MHz無線通信功能和IC卡讀寫功能。路側(cè)天線設(shè)備由微處理器、射頻模塊、功率放大器、天線單元、遠程控制模塊、電源模塊組成，具有433MHz無線通信功能。

      整個系統(tǒng)具有通信距離遠、靈敏度高、可靠性高、成本低的優(yōu)勢，此外，系統(tǒng)工作流程與現(xiàn)有電子收費模式兼容，可通過對現(xiàn)有IC卡收費系統(tǒng)的升級來實現(xiàn)，顯著節(jié)省投資。

      本系統(tǒng)方案的優(yōu)點具體表現(xiàn)在以下方面：

      1) 綜合射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)的優(yōu)點，能精確記錄車輛行駛路徑并且使系統(tǒng)工作流程與現(xiàn)有收費模式兼容，非常適合存在多義性路徑的復(fù)雜路網(wǎng)收費。

　　2) 本系統(tǒng)的實施可通過在現(xiàn)有IC卡收費系統(tǒng)基礎(chǔ)上平滑升級來實現(xiàn)，并可與IC卡同時在路網(wǎng)內(nèi)混合使用，有效保護原有投資。

　　3) 本系統(tǒng)采用了433MHz無線鏈路進行通信，具有通信距離遠、饒過障礙物能力強的特點，且屬于公用頻段，無需申請無線電使用許可，易于應(yīng)用。

　　4) 路側(cè)天線設(shè)備覆蓋范圍大小可靈活設(shè)置，一個需要標(biāo)識的路段只需安裝一臺天線設(shè)備，有效節(jié)省投資。

　　5) 路側(cè)天線設(shè)備設(shè)置在路邊或采用龍門架安裝方式置于路面上方，不需額外土建工程，節(jié)省建設(shè)安裝費用。

　　6) 系統(tǒng)采用不停車、高速自由流通過的路徑標(biāo)識方式，在解決多義性路徑識別問題的同時不影響路網(wǎng)通行效率。

　　7) 路側(cè)天線設(shè)備與車載電子標(biāo)簽的無線通信靈敏度高達-109dBm,通信距離0~300m。當(dāng)車輛行駛速度在0 ~ 200km/h時，路側(cè)天線設(shè)備與車載電子標(biāo)簽之間的通信穩(wěn)定可靠，非常適合高速公路使用。

　　8) 桌面讀寫機具把IC卡讀寫功能和射頻通信功能融為一體，體積小、操作快捷便利。

　　9) 車載電子標(biāo)簽、桌面讀寫機具都支持目前已經(jīng)在交通收費行業(yè)廣泛使用的非接觸式邏輯加密卡等IC卡，使系統(tǒng)實施可以充分利用現(xiàn)有的收費模式和收費系統(tǒng)。

　　10) 車載電子標(biāo)簽采用了休眠模式和工作模式在不同情況下相互轉(zhuǎn)換的機制，極大的降低了功耗。

　　11) 車載電子標(biāo)簽體積小，成本低，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

2、設(shè)計原則

      本系統(tǒng)遵循以下基本設(shè)計原則：

　　1) 規(guī)范性原則――設(shè)計應(yīng)該遵循國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及相關(guān)規(guī)定。

　　2) 安全性原則――所設(shè)計的系統(tǒng)，必須達到安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　3) 方便用戶原則――開發(fā)的系統(tǒng)不僅能滿足業(yè)務(wù)需求，且具有較好的實用性；從用戶第一的角度進行設(shè)計，確保方便用戶使用。

　　4) 易于維護原則――系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，便于安裝、配置、維護和使用。

3、系統(tǒng)工作原理

      高速公路RFID多義性路徑識別系統(tǒng)的主要工作流程如下：

      車輛在路網(wǎng)內(nèi)的移動主要包括三個階段：路網(wǎng)入口、路上行駛、路網(wǎng)出口，系統(tǒng)通過車載電子標(biāo)簽、桌面讀寫機具和路側(cè)天線設(shè)備記錄車輛在每個階段的詳細路徑信息，精確計算出車輛應(yīng)繳納的通行費金額并根據(jù)車輛行駛路徑對收取的通行費進行精確拆分帳，使路網(wǎng)收費和利益分配變得非常公平合理。

      3.1 路網(wǎng)入口

      在路網(wǎng)入口，桌面讀寫機具在計算機控制下以無線通信方式與車載電子標(biāo)簽進行數(shù)據(jù)交互，清除車載電子標(biāo)簽存儲單元內(nèi)的信息，同時把車輛入口信息寫入車載電子標(biāo)簽的IC卡模塊中。車載電子標(biāo)簽隨后被放置在車上，隨車輛在路網(wǎng)內(nèi)移動。

      3.2 路上行駛

      如圖2所示，路側(cè)天線設(shè)備設(shè)置在路邊，持續(xù)對外播發(fā)所在路段的路徑標(biāo)識碼信息。車載電子標(biāo)簽隨車輛在路網(wǎng)內(nèi)移動時，不斷檢測有無路側(cè)天線設(shè)備發(fā)出的路徑標(biāo)識碼信息，如果有則接收路徑標(biāo)識碼信息并順序保存在存儲單元中。

在系統(tǒng)應(yīng)用軟件方面，則需要對入口信息寫入、出口路徑判斷與計費收費等功能模塊進行增設(shè)或改造，主要是增加新設(shè)備的接口模塊、對路徑信息進行采集和分析，并在原有數(shù)據(jù)庫中增加與路徑相關(guān)的數(shù)據(jù)字段等。

      4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與信息流

      4.2 入口車道發(fā)卡程序

      收費員把電子標(biāo)簽（OBU）放置在桌面雙頻讀卡器（ODU）上，ODU在車道軟件系統(tǒng)控制下對OBU進行發(fā)行處理，發(fā)行成功后，收費員把OBU交給車輛駕駛員。具體包括：

　　※ 收費員把OBU放在雙頻讀卡器（ODU）的刷卡區(qū)內(nèi)；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下完成OBU初始化；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下把OBU設(shè)置為工作模式；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下把入口信息寫入OBU；

　　※ 發(fā)行成功，系統(tǒng)記錄發(fā)行信息，形成流水；

　　※ 收費員把OBU交給車輛駕駛員；

　　※ 系統(tǒng)通過一定的機制和方式把入口流水上傳到數(shù)據(jù)中心。

      4.3 路徑標(biāo)識程序

      路側(cè)天線（RSU）控制軟件通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程設(shè)置RSU的路徑標(biāo)識編碼，設(shè)置成功后，RSU進入持續(xù)廣播路徑標(biāo)識碼信息的工作模式。

　　RSU設(shè)置程序如下：

　　※ RSU完成工程安裝后處于上電工作狀態(tài)，內(nèi)置SIM卡處于有效狀態(tài)；

　　※ RSU控制軟件通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程設(shè)置RSU的發(fā)射功率；

　　※ RSU控制軟件通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程設(shè)置RSU的路徑標(biāo)識碼；

　　※ RSU控制軟件通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程設(shè)置RSU進入持續(xù)發(fā)送路徑標(biāo)識碼信息工作模式；

　　※ 車載電子標(biāo)簽隨車輛在路網(wǎng)內(nèi)移動時，不斷檢測有無路側(cè)天線發(fā)出的路徑標(biāo)識碼信息，如果有則接收路徑標(biāo)識碼信息并順序保存在存儲單元中。

      4.4 出口車道收費程序

      車輛駕駛員把OBU交給收費員，收費員把OBU放置在桌面讀卡器（ODU）上，ODU在車道軟件系統(tǒng)控制下與OBU進行信息交互，完成收費應(yīng)用流程。
具體操作程序如下：

　　收費員把OBU放在讀卡器刷卡區(qū)內(nèi)；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下讀取OBU保存的入口信息；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下讀取OBU保存的路徑信息；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下完成清除OBU數(shù)據(jù)的操作；

　　※ ODU在軟件系統(tǒng)控制下把OBU設(shè)置為休眠模式；

　　※ 收費系統(tǒng)進行計費處理，成功后形成交易流水；

　　※ 系統(tǒng)通過一定的機制和方式把出口流水上傳到數(shù)據(jù)中心。

5、關(guān)鍵設(shè)備

      高速公路RFID多義性路徑識別系統(tǒng)中采用的關(guān)鍵設(shè)備主要有車載電子標(biāo)簽（OBU）、桌面讀寫機具（ODU）和路側(cè)天線設(shè)備（RSU）。

      金溢科技為高速公路RFID多義性路徑識別系統(tǒng)提供全套關(guān)鍵設(shè)備，其中：

      ※ 車載電子標(biāo)簽――可選用金溢DC200型雙頻電子標(biāo)簽（OBU）；

      ※ 桌面讀寫機具――可選用金溢iSpeedy-K2型雙頻讀卡器（ODU）；

      ※ 路側(cè)天線設(shè)備――可選用金溢Sharp-T10型信標(biāo)基站（RSU）。

      上述產(chǎn)品完全滿足既定的技術(shù)指標(biāo)和多義性路徑識別系統(tǒng)的實際需要。

      5.1 Sharp-T10型信標(biāo)基站（RSU）

      5.1.1 簡介

      3.3 路網(wǎng)出口

      在路網(wǎng)出口，設(shè)備連接與圖1相同。桌面讀寫機具在計算機控制下以無線通信方式讀取車載電子標(biāo)簽保存的車輛入口信息和路徑信息，并把相關(guān)信息發(fā)送到計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據(jù)這些信息計算收費金額和拆分帳。

4、系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

      高速公路RFID多義性路徑識別系統(tǒng)與現(xiàn)有的電子收費模式兼容，可通過對現(xiàn)有的IC卡收費系統(tǒng)的改造和升級來實現(xiàn)，顯著節(jié)省投資。由于現(xiàn)有的IC卡收費系統(tǒng)已有眾多成熟方案，因此，本章的描述重點集中在如何進行系統(tǒng)升級改造方面。

      RFID多義性車道系統(tǒng)具備了一般人工/電子收費車道系統(tǒng)的功能，包括數(shù)據(jù)采集、收費、車道設(shè)備控制、信息保存、設(shè)備檢測、工班管理等正常車道管理功能，也可對各種特殊情況自動作出判斷和處理。

      不同的是，需要把普通的車載IC卡換成同時具備433MHz無線通信功能和IC卡功能的電子標(biāo)簽；并把普通的IC卡讀寫器更換成同時具備433MHz無線通信功能和IC卡讀寫功能的雙頻讀卡器，另外，需要在各個路段分別設(shè)置具有433MHz無線通信功能、可獨立工作的路側(cè)天線設(shè)備。

Sharp-T10型信標(biāo)基站是一款專門設(shè)計定位于高速公路路徑識別、移動物體定位、無線自動識別、物資管理智能化等應(yīng)用領(lǐng)域的RFID射頻基站天線讀寫設(shè)備，能夠用來與符合國際主流433M、900M等ISM頻段的RFID通信系統(tǒng)制式的電子標(biāo)簽進行實時雙向通信，用以遠程讀取電子標(biāo)簽的信息，以及向電子標(biāo)簽安全寫入保密數(shù)據(jù)。

      Sharp-T10型信標(biāo)基站的主要功能模塊組成部件包括電源模塊、遠程控制模塊（GSM或CDMA）、主控制器、RF模塊、功率放大器和天線等。RSU的安裝一般在固定的場所，例如在高速公路多義性路徑應(yīng)用場合中，可架設(shè)在高速公路沿線的適當(dāng)?shù)攸c，連續(xù)對外發(fā)送所在路段的識別碼，實現(xiàn)車輛通過高速公路不同路段時的自動標(biāo)識。

      5.1.2 產(chǎn)品特點

      5.1.3 技術(shù)規(guī)格

      5.2 iSpeedy-K2型雙頻讀卡器（ODU）

      5.2.1 簡介

iSpeedy-K2型雙頻讀卡器

      iSpeedy-K2型雙頻讀卡器是一款專門設(shè)計定位于高速公路路徑識別、無線自動識別、物資管理智能化等應(yīng)用領(lǐng)域的讀寫設(shè)備，一般包括RFID讀寫模塊和IC卡讀寫模塊兩個主要部分。能夠用來與符合國際主流433M、900M等ISM頻段的RFID通信系統(tǒng)制式的電子標(biāo)簽進行實時雙向通信，也能夠用來讀寫MIFARE I非接觸式邏輯加密卡、MIFARE PRO及PRO-X系列雙界面CPU卡以及DESFIRE卡片。ODU一般放置在桌面進行操作。例如在高速公路多義性路徑應(yīng)用場合中，ODU放置在收費亭內(nèi)，實現(xiàn)對雙頻電子標(biāo)簽的讀寫操作。

      5.2.2 產(chǎn)品特點

      5.2.3 技術(shù)規(guī)格