1  引言

    随着我国经济的高速发展，高速公路的建设需求也越来越大。由于投资巨大，单靠国家的投入有时不能及时解决经济发展与高速公路建设的矛盾，在东南沿海某些省份，往往采用国家建设和私人投资相结合，收益按比例分配的方式。这种方式虽然解决了建设需求，但随着高速公路建设的网络化发展，汽车在公路网络行驶的不确定性，使利益分配变得越来越困难。例如：某省内有1000多条高速公路，分属几百个业主，其收费是按车主在高速公路行驶的短路径进行，但在利益分帐时却很难，因为如果在每个属不同业主的路段设收费站，投资巨大，也会影响高速公路的效率。如果按投资的比例进行分配，不同道路的行车流量又不能完全等同，因此这种分帐方式也有失公平。正是基于这种情况，我们开发了基于RFID的多义性路径识别系统，利用RFID技术，自动收集汽车在高速公路的行车路线，作为业主利益分配的依据。

2 多义性路径识别系统组成

2.1 系统构成
　　整个多义性路径识别系统主要由双频电子标签（OBU）、双频读卡器（ODU）、信标基站（RSU）以及后台服务系统（包括服务器、前制机、终端机、SMS modem等）组成，如下图。

　　各部分设备功能如下：

　　入口/出口站点：

　　双频电子标签（OBU）：用于存储车辆相关信息以及车辆在高速公路路网内行驶的路径信息。

　　双频读卡器（ODU）：用于读写双频电子标签或IC卡信息。

　　标记站点：

　　※  双频电子标签（OBU）：用于存储车辆相关信息以及车辆在高速公路路网内行驶的路径信息。

　　※  信标基站（RSU）：安装在路边或车道上方，与双频电子标签进行信息交互，实现路径标识功能。

　　※  光端机：RS232数据转接。

　　后台管理系统：

　　※  SMS modem（短信息调制解调器）：短信息收发，实现后台管理系统与RSU之间的通讯。

　　※  光端机：RS232数据转接。

　　※  前置机：RSU管理。

　　※  串口池：RS232转以太网。

　　※  后台服务器：宽带接入，数据管理。

　　※  宽带调制解调器：宽带接入。

　　※  路由器：宽带连接拨号，端口数据分发。

2.2 通讯系统设备列表与要求

　　见下表：

系统关键设备工作机理

　　多义性路径识别系统关键设备包括：双频电子标签（OBU）、双频读卡器（ODU）、信标基站（RSU）。

3.1 OBU工作机理

　　OBU与ODU通过433HMz/13.56MHz无线链路进行通信；OBU与RSU通过433MHz无线链路进行通信。

3.1.1 OBU与ODU工作机理

　　（1）OBU与ODU应用流程如下：

　　※  OBU初始状态为低功耗休眠模式；

　　※  OBU接收ODU 13.56MHz唤醒信号后被激活进入工作模式；

　　※  OBU与ODU进行数据通讯；在路径网络入口，ODU将入口信息写入OBU；在路径网络出口，ODU从OBU读取入口信息以及路径信息；

　　※  OBU进入低功耗休眠模式。

　　（2）OBU与ODU应用流程图：

3.1.2 OBU与RSU工作机理

　　（1）OBU与RSU应用流程如下

　　※  OBU处于低功耗睡眠模式；

　　※  OBU接收RSU 433MHz唤醒信号后被激活进入工作模式；

　　※  OBU与RSU进行数据通讯，RSU将路径信息写入OBU；

　　※  OBU进入低功耗睡眠模式

　　（2）OBU与RSU应用流程图

3.1.3 OBU唤醒机制模式说明

　　（1）433M ASK信号唤醒

　　电子标签在路上工作时，一旦进入唤醒信号覆盖区域，将激活电子标签，启动电子标签接收路径信息。

　　（2）13.56M信号唤醒

　　通过计算机控制的读卡器发出的13.56M信号唤醒电子标签，标签将进入接收读卡器命令的状态，并根据相应的命令作出处理。

　　（3）定时唤醒

　　电子标签在路上工作时，定时监测信标基站无线链路通信数据，若监测到有效数据则接收路径信息。

3.1.4 OBU唤醒机制控制说明

　　（1）路上工作模式时，有两种唤醒方式：433M ASK信号唤醒和定时唤醒；这两种唤醒方式都能满足路径标识要求；

　　（2）唤醒方式的切换由读写器控制，车道软件通过计算机接口操作读写器，通过读写器把唤醒方式的配置参数发送到电子标签，从而设定电子标签的唤醒机制；

　　（3）唤醒机制变换过程中，电子标签、读写器均不需要变更软件。

　　（4）双频电子标签兼容定时唤醒模式。

3.2 ODU工作机理

　　ODU与PC通过RS232接口进行通信；ODU与OBU通过433MHz/13.56Mhz无线链路进行通信，工作机理参见3.1.1。

3.2.1 ODU与PC工作机理

　　（1）ODU与PC应用流程如下

　　※  ODU接收PC控制指令；

　　※  ODU接收指令进行数据处理后向PC返回操作结果；

　　（2）ODU与PC应用流程图

3.3 RSU工作机理

　　RSU与后台管理中心通过GPRS、SMS或者RS232进行通信；RSU与OBU通过433MHz无线链路进行通信，工作机理参见3.1.2。

　　（1）RSU与后台管理中心应用流程如下

　　※  RSU接收后台管理中心控制指令；

　　※  RSU接收指令进行数据处理后向后台管理中心返回操作结果；

　　（2）RSU与后台管理中心应用流程图

4. 系统关键设备说明

4.1双频电子标签（OBU）说明

4.1.1 双频电子标签（OBU）外观

　　产品外观见下图：

4.1.2 双频电子标签（OBU）电气性能

4.1.3 双频电子标签（OBU）方案特点

    　　我司研发的双频电子标签，是基于433MHz、13.56MHz双频唤醒，基于高质量高性能半导体芯片的解决方案，运用了前沿的软/硬件设计理念，特点见下表。：

4.2 双频读卡器（ODU）说明

4.2.1 双频读卡器（ODU）外观
 产品外观见下图：

4.2.2 双频读卡器（ODU）电气性能

4.2.3 双频读卡器（ODU）方案特点

    我司研发的双频读卡器，是基于433MHz、13.56MHz RF技术，基于高质量高性能半导体芯片的解决方案，运用了前沿的软/硬件设计理念，特点见下表：

4.3信标基站（RSU）说明

4.3.1 信标基站（RSU）外观

信标基站由唤醒基站和通信基站组成。
 唤醒基站外观见下图：

通信基站外观见下图：

4.3.2 信标基站（RSU）电气性能

4.3.3 信标基站应用

    信标基站由唤醒基站和通信基站组成，在标识站应用中，通常采用两套唤醒基站和一套通信基站配合使用的方式。安装示意图如下：

4.3.4信标基站方案特点

      我司研发的信标基站，是基于433MHz RF技术，基于高质量高性能半导体芯片的解决方案，运用了前沿的软/硬件设计理念，特点见下表：