基于nRf2401無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片的ETC系統

　　RFID(Radio Frequency Identification；無(wú)線(xiàn)射頻識別)技術(shù)有非接觸、閱讀速度快、閱讀信息量大、可讀可寫(xiě)、識別率極高、不受環(huán)境的影響、便于調試和安裝、保密性強、無(wú)磨損、壽命長(cháng)、能同時(shí)識別多個(gè)目標等特點(diǎn)和優(yōu)勢。將RFID應用于車(chē)輛的自動(dòng)收費系統是十分理想的。

　　在國外RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛地應用于高速公路的車(chē)輛不停車(chē)自動(dòng)收費系統。山西省高速公路網(wǎng)規劃將在原有基礎上增加2 110 km，2009年高速公路建設里程將超2 000 km。隨著(zhù)中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展及2009年經(jīng)濟危機背景下發(fā)布的汽車(chē)工業(yè)發(fā)展計劃，車(chē)輛保有量出現了飛速的增長(cháng)，也推動(dòng)了我省的高速公路發(fā)展。與此同時(shí)，原有的以人工為主的收費系統因為效率低下，逐漸無(wú)法適應當前的狀況?；谏漕l識別(RFID)技術(shù)的自動(dòng)收費系統為解決這一矛盾提供了可能。本文提出了一種基于nRf2401無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片的ETC系統。

1 硬件設計

　　考慮到安全，車(chē)輛通過(guò)收費口時(shí)車(chē)速時(shí)速不應超過(guò)60 km／h。本系統采用的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊通信距離為30 m，則總的通信時(shí)間應控制在1．8 S以?xún)??？紤]到環(huán)境干擾等因素，應將總的通信時(shí)間控制在1 S以?xún)?。識別率為99．9 。

　　1．1 系統總體結構

　　系統分為讀寫(xiě)器、上位機及電子標簽三部分。電子標簽安置在車(chē)輛前檔風(fēng)玻璃下，讀寫(xiě)器安裝在收費口外側，共兩個(gè)。上位機安裝在高速入口原收費崗內，便于保護貴重的電腦系統。讀寫(xiě)器和電子標簽8O 硬件電路相同，可以減少開(kāi)發(fā)費用、降低生產(chǎn)成本。如圖1所示：

　　1．2 電子標簽硬件設計

　　無(wú)線(xiàn)通信采用nRF2401單片射頻收發(fā)芯片，工作頻率2．4 GHz ISM 頻段。芯片能耗非常低，以0．032 mW 的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有lO．5 mA，接收時(shí)工作電流只有18 mA，其DuoCeiverTM 技術(shù)使nRF2401可以使用同一天線(xiàn)，同時(shí)接收兩個(gè)不同頻道的數據。

　　nRF2401有工作模式有四種：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機模式。