基于nRf2401無線收發芯片的ETC系統

　　RFID(Radio Frequency Identification；無線射頻識別)技術有非接觸、閱讀速度快、閱讀信息量大、可讀可寫、識別率極高、不受環境的影響、便于調試和安裝、保密性強、無磨損、壽命長、能同時識別多個目標等特點和優勢。將RFID應用于車輛的自動收費系統是十分理想的。

　　在國外RFID技術已經廣泛地應用于高速公路的車輛不停車自動收費系統。山西省高速公路網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。隨著中國經濟的飛速發展及2009年經濟危機背景下發布的汽車工業發展計劃，車輛保有量出現了飛速的增長，也推動了我省的高速公路發展。與此同時，原有的以人工為主的收費系統因為效率低下，逐漸無法適應當前的狀況。基于射頻識別(RFID)技術的自動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無線收發芯片的ETC系統。

1 硬件設計

　　考慮到安全，車輛通過收費口時車速時速不應超過60 km／h。本系統采用的無線收發模塊通信距離為30 m，則總的通信時間應控制在1．8 S以內。考慮到環境干擾等因素，應將總的通信時間控制在1 S以內。識別率為99．9 。

　　1．1 系統總體結構

　　系統分為讀寫器、上位機及電子標簽三部分。電子標簽安置在車輛前檔風玻璃下，讀寫器安裝在收費口外側，共兩個。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。讀寫器和電子標簽8O 硬件電路相同，可以減少開發費用、降低生產成本。如圖1所示：

　　1．2 電子標簽硬件設計

　　無線通信采用nRF2401單片射頻收發芯片，工作頻率2．4 GHz ISM 頻段。芯片能耗非常低，以0．032 mW 的功率發射時，工作電流只有lO．5 mA，接收時工作電流只有18 mA，其DuoCeiverTM 技術使nRF2401可以使用同一天線，同時接收兩個不同頻道的數據。

　　nRF2401有工作模式有四種：收發模式、配置模式、空閑模式和關機模式。