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随着我国汽车保有量的飞速增长以及高速公路建设的步伐加快,原始的人工半人工的收费方式已经不适应现有的交通状况,因此不停车收费系统(Electronic Toll Collection,ETC)将会成为未来收费系统的主流,并可广泛用于停车场、智能交通管理等各个方面。不停车收费系统中读写器和电子标签之间的非接触式收费是通过射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术实现的,因此RFID技术是不停车收费系统的基础。本文旨在研究UHF(Ultra-High-Frequency)RFID在不停车收费系统应用时所需要解决的关键技术,包括UHF RFID的防碰撞算法的研究,基于UHF RFID的ETC嵌入式终端读写控制器的设计以及ETC系统软件的开发。
论文针对ETC系统中读写效率、可靠性要求高的特点,对现有RFID防碰撞算法进行了研究和优化,在二进制搜索法的基础之上,提出了一种基于动态二进制搜索法的改进算法,利用对碰撞位进行堆栈,并将其作为阅读器请求数据进行问询。通过仿真分析及实验验证,该算法大大缩短了传输数据所需的时间,从而更加符合了系统高效性的要求。论文在分析ETC的关键组成部件的基础上,提出了基于嵌入式实时系统的UHFRFID读写终端控制器架构,并根据ETC对RFID读写终端的功能需求,利用LPC2214为主控制器,设计开发了基于UHF RFID的读写器,实现了RFID标签读写、通讯、显示等基本的功能;根据ETC后台管理的特点,利用Visual C++编写了ETC后台计算机的应用程序,实现了基本的显示车辆收费相关信息、保存车辆收费相关信息、设置读写器功率以及设置读写器的工作状态等功能。通过实验验证,本文构建的基于UHF RFID的ETC系统,实现了非接触式读写、液晶屏显示、道闸控制以及后台计算机管理等基本功能,论文的研究成果为以后研究开发具有高效性的产品级不停车收费系统打下了基础。