黄 涛，陈广辉 （江西方兴科技有限公司，江西 南昌 330025）
摘 要：在全国联网收费的情况下，跟着高速公路不断建造，路网越来越杂乱，二义性途径问题已经成为高速 公路联网收费普遍性存在的问题。本文描绘了根据LBS基站定位在二义性途径辨认的原理，并经过与其他途径 辨认计划比照，别离描绘它们的优缺陷，为高速公路二义性途径辨认供给一种可行的计划。
要害词：双界面CPU卡；途径辨认；通行卡
0 导言
近年来，跟着我国高速公路建造的快速开展，很多 路网衔接形成多途径问题，也便是车辆从路网内的甲 地行进到乙地往往存在多条可选途径，二义性途径路环 不断增多，导致车辆通行费的收取和拆分问题也越来越 杰出[1]。为了处理二义性途径辨认问题，现在一般选用 ETC电子标签辨认、RFID复合通行卡辨认和车牌辨认 三种办法，前两者无外乎都是通行卡（ETC为车载设备 OBU）经过无线通讯技能接纳来自路面标识站的标识 信息，后一种的车牌辨认办法则经过路面上的高速摄像 机辨认车辆的车牌，了解车辆详细经过哪些路段，然后 判别车辆的行进途径，这三种办法最大的特色便是都必 须在高速公路要害点装置路面标识站或车牌抓拍体系。 选用根据LBS基站定位的高速公路通行卡能够不要专门 装置路面标识站，每距离一段时刻实时定位车辆行进位 置，然后实在的反响车辆行进途径。
1 现在各种二义性途径辨认技能介绍
1.1 车牌辨认法
因为车辆的车牌具有唯一性，能够作为在高速公路 中行进车辆身份确认的根据。居于车牌具有“唯一性” 这一显著特色，在高速公路要害点装置高速摄像机对行 驶的每一车辆进行抓拍并辨认车牌，了解哪些车辆经过 了该路段，然后判别车辆的行进途径，二义性途径问题 则得到了处理。 长处：只需在高速公路要害点装置车牌抓拍体系， 通行卡不需要更改，体系投入最低。 缺陷：因为车牌辨认体系技能的原因，准确率不行 能到达100%，尤其在雨雪、大雾气候或车辆车牌有污 渍的情况下辨认率更低，导致途径辨认率也不高。
1.2 ETC电子标签和RFID复合通行
卡辨认法 ETC全称为电子收费体系（Electronic Toll Collection System）的英文缩写，经过设置在高速公路收费站的进口和出口车道上方的ETC天线与车载单元OBU树立专用 短程通讯，在不需要司机泊车和收费人员操作的情况下 主动完结进口的写入和出口的读取以及通行费扣除等一 些列收费处理进程。
高速公路RFID复合通行卡在一般IC卡中添加射频 辨认单元，RFID射频辨认单元首要用于接纳和处理二 义性途径信息，而非触摸式IC卡跟传统通行卡功用一 样，首要记载收费相关的数据，两者作业相对独立。在 车辆出高速公路刷卡缴费时，二义性途径数据和收费数 据经过读卡器一起读取。
ETC电子标签和RFID复合通行卡在二义性途径识 别实质的原理是相同的，都是在高速公路要害点装置路 面标识站,当车辆经过期，经过短距离无线通讯技能将 途径标识信息写入自在流车辆内的车载单元（ETC电子 标签或复合通行卡），只不过两者的技能标准不相同， ETC电子标签选用路途收费范畴世界通用和搅扰源较少 的5.8G Hz频段，而RFID复合通行卡一般选用绕射才干 强和传输距离更远的433M Hz频段。
长处：跟着无线通讯技能越来越老练，即便车辆高 速行进情况下路面标识站仍然能准确的将途径标识信息 写入车载单元，表明准确率高，能够完成准确收费。另 外，选用该辨认技能的车载单元在高速公路上行进大部 分时刻都处于功耗极低（几个微安以内）的休眠形式， 一般每距离1 s激活5 ms，用来接纳路面标识站播送宣布 的标识信息，所以该技能具有功耗低的长处，复合通行 卡的内置电池一般能够运用3～5年。
缺陷：需要在高速公路要害点装置路面标识站，增 加体系建造的投入本钱，相应的保护本钱也会添加。
1.3 GPS定位法
GPS是全球定位体系（Global Positioning System） 的英文缩写，运用全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星 供给全天候、高精度、接连和实时的三维（经度、维度 和海拔）立体定位。其途径辨认原理是经过通行卡内 置的GPS模块接纳到的方位信息确认车辆的详细行进路 径，从理论上看GPS定位法能够有用处理高速公路二义 性途径问题。
长处：GPS定位具有精度高的长处，定位精度可达2.5米，能准确反映车辆详细在哪条高速公路上行进， 与ETC电子标签和RFID复合通行卡辨认法相比较，不需 要装置路面标识站，削减了体系建造费用，一起也免除 路面标识站后期的保护费用。
缺陷：对卫星信号的依靠较强，要至少捕捉到三颗 卫星信号才干完成有用定位，车内、阴雨气候卫星信号 较弱的时分比较难定位，信号盲区较多。别的GPS模块 作业时功耗较大，电池电量耗费很快，需要对通行卡经 常充电，运用不方便。
2 LBS基站定位二义性途径辨认体系
LBS基站定位是根据方位服务（Location Based Service）的英文缩写，一般使用于移动通讯的用户，通 过移动通讯运营商的无线通讯网络（如GSM、CDMA 网）获取移动终端用户方位信息，在GIS（Geographic Information System）地理信息体系渠道的支持下，为用 于供给根据方位服务的一种事务。
在高速公路通行卡中嵌入GSM移动通讯模块，当 车辆在高速公路行进时通行卡每距离一段时刻守时翻开 GSM模块并接纳途经基站数据，将接纳到的基站区域码 （LAC）和移动基站码（Cell ID）保存在双界面CPU卡 内。出站时，收费站读卡器读取通行卡内保存的进口信 息、出口信息和基站号（LAC和Cell ID），收费软件通 过基站号判别车辆实践行进途径，算出该车辆实践通行 费金额。
LBS基站定位途径辨认通行卡首要由GSM模块、 双界面CPU卡芯片、单片机、13.56 MHz读写线圈、无 线充电电路、锂电池和电源模块等电路组成，如图1。 MCU选用TI公司的以低功耗著称的MSP430系列单片 机，平常处于休眠状况，车辆进站取卡时读写器将进口 信息写入通行卡，一起激活通行卡，单片机每距离一段 时刻翻开GSM模块，经过串口接纳基站信息，并经过接 触式接口将基站信息写入双界面CPU卡芯片。通行卡采 用充电锂电池供电，CPU卡芯片的读写线圈可作为无线 充电的感应线圈，能够经过对高速公路进口处的发卡机 进行改造，在通行卡装入发卡机的卡夹内及时对通行卡 进行充电。
3 通行卡软件规划
通行卡平常处于休眠状况，在收费站进口经过读写 器非触摸写卡时发生的电磁波唤醒通行卡，通行卡进入 激活状况，激活后通行卡每距离一段时刻收集一次GSM 基站的ID和通行卡内电池的剩下电量信息，并将基站 ID和电池剩下容量写入通行卡内部的双界面CPU卡芯片 中，每次收集完一次数据后通行卡进入低功耗状况，以 节约电池耗费量。在收费站出口时，收费体系经过读卡 器读取通行卡内保存的进口站信息及沿途收集到的一系 列的GSM基站ID信息，经过收费软件运算、判别、比 对，确认行进途径并核算收费金额，然后将通行卡置休 眠状况。此外，通行卡在进口和出口收费站进行读写数 据时收费软件都将读取通行卡的电量信息，当剩下电量 缺乏时提示收费员及时对通行卡进行充电，详细的软件 流程图见图2，图中的GPC为GSM途径辨认通行卡的英 文缩写（GSM pass card）。
为契合交通部拟定的《全国高速公路电子不泊车收 费联网用户卡、ESAM文件结构和数据界说》的规则， 电池剩下容量和收集到的系列GSM基站ID有必要经过双 界面CPU卡的触摸式接点保存到双界面CPU卡内的0009 文件内，该文件巨细为512字节，可自在读，自在写。
4 路测
为了测验通行卡对途径辨认的作用，模仿通行卡在 高速公路收费中的全进程。详细操作是，将通行卡通 过读写器激活放入车中，沿高速公路行进一段旅程后， 再经过读写器读取通行卡内保存的沿途基站信息，然后 将每个基站的方位标示在地图上，如图3。从图3能够看 出，通行卡收集到的基站一般都在高速公路邻近，而且 明晰的显示出车辆行进轨道。
5 结语
根据LBS移动通讯基站定位技能的通行卡能有用的 处理车辆行进路线的二义性途径无法准确辨认的问题， 对削减高速公路通行费的丢失，完成通行费在各出资 主体之间合理、公正的拆账情分具有重要的含义。同 时，本计划中通行卡内部集成GSM模块，收集沿途现有的GSM基站数据，无需新建标识站，计划可行且本钱 较低。
参考文献：
[1]何鹏,史望聪,陈辉. RFID技能在电子收费体系途径辨认的使用 规划[J].电子规划工程. 2009,17（8）:15-17.
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第03期第76页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
