基于射频技术的高速公路不停车收费系统的软件设计与实现

论文摘要

本文源于感易(上海)传感技术有限公司高速公路不停车收费工程项目。智能交通(ITS)将计算机、通信、传感、以及电子技术融入到传统的交通管理技术中。通过这些高新技术的有机结合,能为传统的人工交通管理中存在的各类问题(例如高速公路入口的瓶颈问题等)带来完美的解决方案。由于人们的日常生活、工作、学习都离不开交通,因此,交通的有效管理能够使我们的日常生活更为高效。电子不停车收费系统(ElectronicTollCollection)是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。ETC技术利用车载电子标签,自动与安装在路侧或门架上的RFID天线进行信息交换,中心控制计算机根据电子标签中存储的信息识别出道路使用者,然后自动从道路使用者的预先储值或银行账号中扣除通行费,其最明显的优点是可以不停车收费,从而大幅度提高了车道收费站的处理效率和收费公路的通行能力。智能交通系统要有一套可行的通信技术解决方案,它是整个不停车收费的一项核心内容、是不停车收费系统的一个重要组成部分。专用短程通信协议(DSRC)是目前国际上在智能交通技术领域较为主流的一种通信协议。该协议定义了两个实体:车载设备(OBU)及路边设备(RSU),协议中定义的所有通信都是基于这两个实体之间的。目前该协议主要应用与电子费用收集(ETC),而ETC主要针对高速公路的不停车收费系统。目前许多欧洲国家、美国、日本等都已经在部分或全部实现了不停车收费系统。我国目前正加紧这方面的研究和测试工作。同时也在研究和制定适合我国国情的DRRC协议标准。本文详细介绍了DSRC协议中的具体内容,对车载单元OBU、路边单元RSU、OBU与RSU接口、RSU与PC接口的设计进行了详尽分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 ETC的现行标准
• 1.2.1 国外标准化工作进展情况
• 1.2.2 ETC在我国的发展
• 1.3 ETC在实际中的应用
• 1.3.1 ETC在国外应用情况
• 1.3.2 ETC在我国应用简介
• 1.4 ETC的发展趋势
• 1.5 ETC在国内外的现存问题及本设计的创新点
• 1.6 本文主要的研究工作
• 2 DSRC协议内容分析
• 2.1 DSRC协议概述
• 2.2 数据链路层
• 2.2.1 MAC子层
• 2.2.2 LLC子层
• 3 系统软件的总体设计
• 3.1 系统概况
• 3.2 软硬件开发平台简介
• 3.2.1 硬件开发平台
• 3.2.2 软件开发平台
• 3.3 系统总体软件交易流程设计
• 3.4 车载单元/路边单元软件大框架的设计
• 3.4.1 常见嵌入式软件结构的设计
• 3.4.2 RSU/OBU具体软件总体框架设计
• 3.5 OBU单元的唤醒部分的软件设计
• 3.6 RSU单元与PC通讯的接口软件的设计
• 4 系统软件的各部分具体实现
• 4.1 OBU唤醒部分软件实现
• 4.2 OBU主控单元软件实现
• 4.2.1 系统初始化部分实现
• 4.2.2 OBU物理层实现
• 4.2.3 OBU MAC子层实现
• 4.2.4 OBU LLC子层实现
• 4.2.5 OBU应用层实现
• 4.3 RSU单元软件实现
• 4.3.1 RSU应用层实现
• 4.3.2 RSU单元LLC子层实现
• 4.4 RSU与车道PC通讯接口软件的实现
• 4.4.1 RSU向PC发送帧
• 4.4.2 RSU接收PC的响应帧
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介