基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統設計

摘要：基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統采用ARM9作為微控制器，RFID讀寫(xiě)器接收電子標簽的信息，以圖形界面的形式，通過(guò)GPRS技術(shù)與監控中心進(jìn)行數據的傳輸，對違章司機進(jìn)行懲處。在此主要從硬件和軟件方面，介紹了系統所用RFID技術(shù)及其實(shí)現的過(guò)程和方法。實(shí)驗表明，設計的系統能準確地讀取標簽，能很好地取代交警手寫(xiě)罰單的繁雜過(guò)程，很大程度地改善和方便了交通違章的處理，具有廣泛的應用前景。
關(guān)鍵詞：手持式；射頻識別；ARM9；GPRS

0 引言
以往，對交通違章者的處罰是通過(guò)交警手工開(kāi)罰單完成的，違章者再持罰單到指定收款處交罰款。這種方式有幾個(gè)缺點(diǎn)：一是，開(kāi)罰單時(shí)要記錄違章者的駕照號、姓名、違章地點(diǎn)、類(lèi)型、罰款金額等諸多內容，需要花費大量的時(shí)間，影響交警的正常值勤；二是，由于人為筆誤經(jīng)常造成違章者與收款人員的糾紛；三是，值勤交警無(wú)法準確掌握違章者的背景、違章記錄等，更有不法者持假照蒙混過(guò)關(guān)，躲避處罰；四是，無(wú)法對交警執法的正確性進(jìn)行考核；五是，有些“人情款”難以處罰。
基于ARM9的915 MHz超高頻射頻技術(shù)(Radio Frequeney Identification，RFID)的手持式交通違章處罰終端系統是在現有交通管理中引入RFID技術(shù)，當交警發(fā)現可疑車(chē)輛時(shí)，用手勢動(dòng)作讓車(chē)輛停下來(lái)，在射頻卡讀寫(xiě)器的有效作用范圍內，交警采用手持式終端機對該車(chē)輛進(jìn)行檢查，省去了交警手工開(kāi)罰單的繁瑣過(guò)程，保證速度準確性和高效性，從而帶來(lái)了便利。

1 系統設計
在處理違章事故時(shí)，只需車(chē)輛上的電子標簽在射頻卡讀寫(xiě)器的有效作用范圍內，則司機的自然狀況及違章記錄等信息均輸入到終端機上，并可通過(guò)GPRS通信從監控中心調出并查看其違章記錄。若交警判斷司機違章了，就在手持式終端機上選擇一下違章種類(lèi)代碼，并通過(guò)GPRS通信將相關(guān)信息發(fā)送到監控中心，監控中心以短信的方式通知違章司機其違章情況。交罰款時(shí)，司機到指定地點(diǎn)，工作人員根據數據庫中記錄的信息對司機進(jìn)行罰款。實(shí)現了交通違章處罰管理的科學(xué)化、公開(kāi)化，更重要的是此系統通過(guò)在駕照上記錄司機的違章檔案，大大加強了對司機的監督力度，可減少違章次數。
本設計需要建立的是基于RFID的手持式交通違章處罰終端系統，該系統由服務(wù)器端和客戶(hù)端組成。服務(wù)器端即監控中心，主要是通過(guò)GPRS與手持式終端進(jìn)行數據傳輸。在客戶(hù)端，RFID讀寫(xiě)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸讀取安裝在車(chē)輛上的電子標簽來(lái)搜集車(chē)輛信息，并進(jìn)行相應的處理，之后通過(guò)GPRS將信息發(fā)送到服務(wù)器端，在服務(wù)器端對接收到的這些信息進(jìn)行處理并存儲到數據庫，同時(shí)發(fā)短信通知司機其違章情況并催促交罰款。系統的總體結構框圖如圖1所示。

2 硬件設計
手持式交通違章處罰終端的硬件結構圖如圖2所示，可以將其分為ARM核心及外圍部分和RFID部分。
2．1 ARM核心及外圍部分
該部分包括ARM微控制器、存儲器(SRAM、FLASH和SDRAM)、輸入輸出設備(LCD、觸摸屏TOUCH)和接口設備(RS 232、USB、網(wǎng)卡DM9000和JTAG)。ARM微控制器采用了ARM920T內核，是由ARM公司設計的16／32ARM920T RISC處理器，它的低功耗、精簡(jiǎn)和出色的全靜態(tài)設計特別適用于對成本和功耗敏感的應用。存儲器包括SRAM，FLASH和SDRAM可以支持Linux系統的運行，其中SDRAM是Hynix公司的HY57V651620，容量為64 MB；常用的FLASH類(lèi)型有NOR FLASH和NAND FLASH2種，這里用到的FALSH主要是NAND FLASH，它是三星公司生產(chǎn)的容量為64 MB，常用于手持設備等消費電子產(chǎn)品。LCD是東華TFT液晶屏(WXCAT35)，配置為常用的16BPP模式。DM9000是DAVICOM公司推出的一種高度集成、功能強大、少引
腳、性?xún)r(jià)比高的單片快速以太網(wǎng)控制芯片，非常適用于嵌入式系統設計，具有一個(gè)通用的微處理器接口，內部集成了16 KB SRAM(其中13 KB用作接收緩沖區，3 KB作為發(fā)送緩沖區)，對內部存儲器訪(fǎng)問(wèn)支持8位和16位數據接口以適用于不同的微處理器。
2．2 RFID部分
2．2．1 RFID技術(shù)
射頻技術(shù)是20世紀90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。
2．2．2 RFID系統及其工作原理
最基本的RFID系統由3部分組成：讀寫(xiě)器(Reader)、電子標簽(Tag)、天線(xiàn)(Antenna)。讀寫(xiě)器是讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式(本系統為手持式)。電子標簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標簽具有惟一的電子編碼，附著(zhù)在物體上標識目標對象。天線(xiàn)在標簽和讀寫(xiě)器間傳遞信號。