ETC中射频识别系统的研究与开发

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1、北京交通大学硕士学位论文ETC中射频识别系统的研究与开发姓名：吴京蓬申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王爽心20061201北京交通大学硕士学位论文中文摘要摘要：我国的高速公路正处在一个飞速发展的时期，以射频识别(I沛ID)技术为核心的电子不停车收费系统(ETC)能够有效提高高速公路收费的工作效率．本文主要研究射频识别技术，设计开发用于ETC的射频识别系统。RFID是近年来逐渐兴起的一项多学科综合性的自动识别技术，读写器和电子标签是两个最主要的组成部分，目前高速公路上的主流系统均工

2、作于5．8GHz，防碰撞算法则是RFID能否有效识别多个标签的关键所在。本文受Intel奔腾D双核处理器的启发，采用双核冗余控制的思想设计开发了射频识别系统的硬件电路，又在常用防碰撞算法的基础上提出了一种改进型算法，并已应用到读写器的软件设计中，系统测试结果证明该算法对系统的防碰撞性能有较为明显的提高，而且读写器性能也达到了设计的要求。本文主要开展了以下几方面的研究工作：1．对RFID的基础知识包括物理学基础、无线通信原理基础、编码技术、信息安全技术等进行了较为全面、系统的学习，为读写器的设计奠定了理

3、论基础；2．对防碰撞算法进行了较为深入的研究。在动态二进制搜索算法的基础上进行了改进，并根据数值仿真的结果对其进行了性能分析；3．在详细地分析比较了各种电子标签及天线的特点后，选择了被动式读写型双片式的电子标签和垂直极化的平板天线，为读写器的设计作好了硬件上的准备；4．采用双核(ARM和MSP430单片机)冗余的思想，选用nRF905收发芯片设计并开发了RFID系统的核心部件之一的读写器；并用C语言编写了系统各部分的程序模块。在软硬件的设计过程中都采用了一些必要的防干扰措施。关键字：电子不停车收费；射

4、频识别；防碰撞算法；读写器分类号：TN92些室窒望盔竺堡主堂鱼丝塞垒里坠璺苎璺ABSTRACTABSTRACr．Oureounu-yismakinggreateffortstodevelop雠曲蹦way．翻陀(EiecuDnicToHCollection)system,whichusestheRFID(RadioFrequencyIdentification)asthemainautomaticidentificationtechnology,锄improvethethruway’sefficienc

5、ymarkedly．Inthisthesis，researchworksfocusOiltheRFIDtechnologyandthedesignofRHDsysteminETC．RFIDisanewlyarisentedmologytllatin喇esanumberofsubjeoa．Readerandtagato蛔paftsofRFID．RFIDsystemonthesuperhighwaymostlylI瞄5．8GHz船itsworkfrequency．Theanti=collisionarit

6、hmetic咖heIpic幻ident=irymanytagsatOnetilnc．ThispaperisilluminedbytheInlclPantiumDCPU。∞itutilizesthedouble-co∞redundancyideatodesignthehaxdwal孵．Andananti-colfisionmethodisimprovedandanalyzed．珏e血畔ovedoneiscombinedwithpracticalsoftware,which啪giveeffectiveim

7、provementtothesystem’s删i-eollisioncapacity．Andsystemtestresultsalsoshowthatthereaderhasreachedthedesign他qlIil蝴￡Themaincontributionofthisthesisisasfollows：Firstly,曲屺correlativebasicthlX岫ofRFID．suchasphysicsbasictheory．wirelesscommunicationtheory，codingte

8、chnique、informationsafetytechniqueandcl【c．areexpatiatedandstudiedfullyandsystematically．TheseprovidetheoreticbasisforthelatterRFIDproject．’Secondly,byanalysisandconclusionofanumberofg∞eratanti-collisionmethods,aglewarithmetic,bas