金溢科技的高速公路RFID多義性路徑識(shí)別系統(tǒng)綜合了射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，采用無(wú)線路徑自動(dòng)標(biāo)識(shí)方式精確記錄車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)的行駛路徑，有效解決了路網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)多義性路徑識(shí)別問(wèn)題，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)收費(fèi)應(yīng)用功能和多義性路徑識(shí)別應(yīng)用功能。

      本系統(tǒng)由車(chē)載電子標(biāo)簽（OBU）、桌面讀寫(xiě)機(jī)具（ODU）和路側(cè)天線設(shè)備（RSU）組成。其中，車(chē)載電子標(biāo)簽由微處理器、存儲(chǔ)單元、射頻模塊、天線單元、高能電池、IC卡等構(gòu)成，具有433MHz無(wú)線通信功能和IC卡功能。桌面讀寫(xiě)機(jī)具由微處理器、射頻模塊、天線單元、IC卡讀寫(xiě)模塊、IC卡讀寫(xiě)天線、上位機(jī)通信模塊、電源等組成，具有433MHz無(wú)線通信功能和IC卡讀寫(xiě)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(yuǎn)程控制模塊、電源模塊組成，具有433MHz無(wú)線通信功能。

      整個(gè)系統(tǒng)具有通信距離遠(yuǎn)、靈敏度高、可靠性高、成本低的優(yōu)勢(shì)，此外，系統(tǒng)工作流程與現(xiàn)有電子收費(fèi)模式兼容，可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有IC卡收費(fèi)系統(tǒng)的升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯著節(jié)省投資。

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

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

　　2) 本系統(tǒng)的實(shí)施可通過(guò)在現(xiàn)有IC卡收費(fèi)系統(tǒng)基礎(chǔ)上平滑升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可與IC卡同時(shí)在路網(wǎng)內(nèi)混合使用，有效保護(hù)原有投資。

　　3) 本系統(tǒng)采用了433MHz無(wú)線鏈路進(jìn)行通信，具有通信距離遠(yuǎn)、饒過(guò)障礙物能力強(qiáng)的特點(diǎn)，且屬于公用頻段，無(wú)需申請(qǐng)無(wú)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(gè)需要標(biāo)識(shí)的路段只需安裝一臺(tái)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(mén)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(fèi)用。

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

　　7) 路側(cè)天線設(shè)備與車(chē)載電子標(biāo)簽的無(wú)線通信靈敏度高達(dá)-109dBm,通信距離0~300m。當(dāng)車(chē)輛行駛速度在0 ~ 200km/h時(shí)，路側(cè)天線設(shè)備與車(chē)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(xiě)機(jī)具把IC卡讀寫(xiě)功能和射頻通信功能融為一體，體積小、操作快捷便利。

　　9) 車(chē)載電子標(biāo)簽、桌面讀寫(xiě)機(jī)具都支持目前已經(jīng)在交通收費(fèi)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(shí)施可以充分利用現(xiàn)有的收費(fèi)模式和收費(fèi)系統(tǒng)。

　　10) 車(chē)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(jī)制，極大的降低了功耗。

　　11) 車(chē)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(jì)原則

      本系統(tǒng)遵循以下基本設(shè)計(jì)原則：

　　1) 規(guī)范性原則――設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循國(guó)際和國(guó)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(jì)的系統(tǒng)，必須達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。

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

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

3、系統(tǒng)工作原理

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

      車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)的移動(dòng)主要包括三個(gè)階段：路網(wǎng)入口、路上行駛、路網(wǎng)出口，系統(tǒng)通過(guò)車(chē)載電子標(biāo)簽、桌面讀寫(xiě)機(jī)具和路側(cè)天線設(shè)備記錄車(chē)輛在每個(gè)階段的詳細(xì)路徑信息，精確計(jì)算出車(chē)輛應(yīng)繳納的通行費(fèi)金額并根據(jù)車(chē)輛行駛路徑對(duì)收取的通行費(fèi)進(jìn)行精確拆分帳，使路網(wǎng)收費(fèi)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(xiě)機(jī)具在計(jì)算機(jī)控制下以無(wú)線通信方式與車(chē)載電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，清除車(chē)載電子標(biāo)簽存儲(chǔ)單元內(nèi)的信息，同時(shí)把車(chē)輛入口信息寫(xiě)入車(chē)載電子標(biāo)簽的IC卡模塊中。車(chē)載電子標(biāo)簽隨后被放置在車(chē)上，隨車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)。

      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(duì)外播發(fā)所在路段的路徑標(biāo)識(shí)碼信息。車(chē)載電子標(biāo)簽隨車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，不斷檢測(cè)有無(wú)路側(cè)天線設(shè)備發(fā)出的路徑標(biāo)識(shí)碼信息，如果有則接收路徑標(biāo)識(shí)碼信息并順序保存在存儲(chǔ)單元中。

在系統(tǒng)應(yīng)用軟件方面，則需要對(duì)入口信息寫(xiě)入、出口路徑判斷與計(jì)費(fèi)收費(fèi)等功能模塊進(jìn)行增設(shè)或改造，主要是增加新設(shè)備的接口模塊、對(duì)路徑信息進(jìn)行采集和分析，并在原有數(shù)據(jù)庫(kù)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(chē)道發(fā)卡程序

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

　　※ 收費(fèi)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(xiě)入OBU；

　　※ 發(fā)行成功，系統(tǒng)記錄發(fā)行信息，形成流水；

　　※ 收費(fèi)員把OBU交給車(chē)輛駕駛員；

　　※ 系統(tǒng)通過(guò)一定的機(jī)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(shí)程序

      路側(cè)天線（RSU）控制軟件通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置RSU的路徑標(biāo)識(shí)編碼，設(shè)置成功后，RSU進(jìn)入持續(xù)廣播路徑標(biāo)識(shí)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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置RSU的發(fā)射功率；

　　※ RSU控制軟件通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置RSU的路徑標(biāo)識(shí)碼；

　　※ RSU控制軟件通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置RSU進(jìn)入持續(xù)發(fā)送路徑標(biāo)識(shí)碼信息工作模式；

　　※ 車(chē)載電子標(biāo)簽隨車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，不斷檢測(cè)有無(wú)路側(cè)天線發(fā)出的路徑標(biāo)識(shí)碼信息，如果有則接收路徑標(biāo)識(shí)碼信息并順序保存在存儲(chǔ)單元中。

      4.4 出口車(chē)道收費(fèi)程序

      車(chē)輛駕駛員把OBU交給收費(fèi)員，收費(fèi)員把OBU放置在桌面讀卡器（ODU）上，ODU在車(chē)道軟件系統(tǒng)控制下與OBU進(jìn)行信息交互，完成收費(fèi)應(yīng)用流程。
具體操作程序如下：

　　收費(fèi)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(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)費(fèi)處理，成功后形成交易流水；

　　※ 系統(tǒng)通過(guò)一定的機(jī)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(shí)別系統(tǒng)中采用的關(guān)鍵設(shè)備主要有車(chē)載電子標(biāo)簽（OBU）、桌面讀寫(xiě)機(jī)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(shí)別系統(tǒng)提供全套關(guān)鍵設(shè)備，其中：

      ※ 車(chē)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(xiě)機(jī)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(shí)別系統(tǒng)的實(shí)際需要。

      5.1 Sharp-T10型信標(biāo)基站（RSU）

      5.1.1 簡(jiǎn)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(xiě)機(jī)具在計(jì)算機(jī)控制下以無(wú)線通信方式讀取車(chē)載電子標(biāo)簽保存的車(chē)輛入口信息和路徑信息，并把相關(guān)信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據(jù)這些信息計(jì)算收費(fèi)金額和拆分帳。

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      高速公路RFID多義性路徑識(shí)別系統(tǒng)與現(xiàn)有的電子收費(fèi)模式兼容，可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的IC卡收費(fèi)系統(tǒng)的改造和升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯著節(jié)省投資。由于現(xiàn)有的IC卡收費(fèi)系統(tǒng)已有眾多成熟方案，因此，本章的描述重點(diǎn)集中在如何進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)改造方面。

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

      不同的是，需要把普通的車(chē)載IC卡換成同時(shí)具備433MHz無(wú)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(xiě)器更換成同時(shí)具備433MHz無(wú)線通信功能和IC卡讀寫(xiě)功能的雙頻讀卡器，另外，需要在各個(gè)路段分別設(shè)置具有433MHz無(wú)線通信功能、可獨(dú)立工作的路側(cè)天線設(shè)備。

Sharp-T10型信標(biāo)基站是一款專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)定位于高速公路路徑識(shí)別、移動(dòng)物體定位、無(wú)線自動(dòng)識(shí)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(xiě)設(shè)備，能夠用來(lái)與符合國(guó)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(jìn)行實(shí)時(shí)雙向通信，用以遠(yuǎn)程讀取電子標(biāo)簽的信息，以及向電子標(biāo)簽安全寫(xiě)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(yuǎn)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(chǎng)所，例如在高速公路多義性路徑應(yīng)用場(chǎng)合中，可架設(shè)在高速公路沿線的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，連續(xù)對(duì)外發(fā)送所在路段的識(shí)別碼，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛通過(guò)高速公路不同路段時(shí)的自動(dòng)標(biāo)識(shí)。

      5.1.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

      5.1.3 技術(shù)規(guī)格

      5.2 iSpeedy-K2型雙頻讀卡器（ODU）

      5.2.1 簡(jiǎn)介

iSpeedy-K2型雙頻讀卡器

      iSpeedy-K2型雙頻讀卡器是一款專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)定位于高速公路路徑識(shí)別、無(wú)線自動(dòng)識(shí)別、物資管理智能化等應(yīng)用領(lǐng)域的讀寫(xiě)設(shè)備，一般包括RFID讀寫(xiě)模塊和IC卡讀寫(xiě)模塊兩個(gè)主要部分。能夠用來(lái)與符合國(guó)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(jìn)行實(shí)時(shí)雙向通信，也能夠用來(lái)讀寫(xiě)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(jìn)行操作。例如在高速公路多義性路徑應(yīng)用場(chǎng)合中，ODU放置在收費(fèi)亭內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙頻電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作。

      5.2.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

      5.2.3 技術(shù)規(guī)格