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基于RFID的不停车收费系统设计

作者: 时间:2008-10-09
    随着我国ITS系统研究开发的进展,部分地区已经开始了公路不停车收费系统的实践尝试。但却存在着一定的缺陷与不足,如通关的车速不高,网络化运营不够等。本系统是在考虑我国目前的技术和经济条件下,综合利用多种先进技术开发的一种新型公路不停车收费系统。经过试验证明,它能够在更大的范围内实现联网运行,具有较高的推广价值。
1 系统的组成与功能
本系统主要实现车辆途经公路收费站时,在不停车状态下自动完成信息确认、缴费等相关操作。
1.1 收费站车道工作系统
收费站车道工作系统是本系统的主要组成部分,也是本系统的核心部分_4一。它主要完成对过往车辆进行收费和监视管理的功能。电子收费功能是利用射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID),当车辆进入收费站的射频天线扫描范围时,射频卡读写器通过射频天线读取存储在汽车电子标签(射频卡)里的数据,并把数据上传给工作计算机,工作计算机再调用数据库中相关数据做出相应处理,然后将收费信息及时回传给数据库服务器和汽车电子标签(射频卡),以此完成不停车收费过程。车道控制器控制显示牌和信号灯做相应变化,便于驾驶员及时了解收费状态和收费信息。在收费的同时,系统还将通过从电子标签采集到的信息对过往车辆进行监控,对于无牌照车辆、违章车辆和被盗车辆进行跟踪记录、录像、拍照,为公安和交通管理部门提供重要资料 系统还能根据设定的任务在发现通缉车辆时立即报警,同时启动录音录像设备,控制车道栅栏进行实时拦截,以此完成系统的电子警察功能。车道工作系统的示意图如图2所示。
1.2 收费站信息管理系统
收费站信息管理系统也是本系统的重要组成部分,它主要完成对本站数据库的维护,提供对相关车辆信息的查询服务,为用户提供充值和账单发票打印服务,统计本站的交通流量等。收费站数据库是整个不停车收费系统数据库的基础,它包含了系统的账目结算和费率等大量重要的系统信息。它的稳定、安全、准确运行对整个系统有重大意义,因为上级各个数据库的很多数据都是从这里得到的。车辆信息查询服务可以根据客户的需要,利用内嵌的SQL查询语言查询到相关车辆的基本信息。该子系统中对车辆的查询有3种方式:按电子标签号码查询,按车牌号码查询和按客户姓名查询,可以对车主信息、车型、收费信息、欠费信息等进行查询并打印输出。为了给用户提供方便,在收费站的管理系统中还提供充值服务,这样用户就可以在途径任何一个收费站时进行充值并索要发票,打印消费清单。报表使用VB的快速报表组件Data Report来实现。
1.3 区域信息管理系统
区域信息管理系统是一个地区内的不停车收费系统的管理中心,它主要完成对本区域内各数据库的管理,提供对相关车辆信息的查询服务,提供电子标签的发放、挂失、回收、充值和客户账单发票打印服务,统计本区域内各个时段和各个监控点的交通流量等。电子标签的发放等服务是整个不停车收费系统的关键一环,通过登记一系列的信息,客户才可以领取到汽车电子标签,从而使用不停车收费系统。客户还可以通过办理相关手续,进行汽车电子标签的挂失等。与收费站信息管理系统相同,区域信息管理系统也为客户提供充值和账单发票打印服务,从而方便客户的使用。交通流监视是整个不停车收费系统的附加功能。它通过对各个收费站点的车辆过往记录信息进行统计、汇总并分时段计算出各相应路段的交通流量。交通流量包括年交通流量、月交通流量、日交通流量、小时交通流量等。交通流量是描述交通流特性的最重要参数之一,通过了解交通流在时间、空间上的变化和分布规律,可以为交通规划、道路建设、交通控制与管理、工程经济分析等项目提供必要的参考数据。数据的统计使用了MSChart控件,利用柱状图和折线图表达交通流信息。由于采用了动态SQL语句编程,系统可以统计任意时间段的交通流信息。
1.4 总服务器信息管理系统
总服务器信息管理系统是整个公路不停车系统的控制中心。它与区域信息管理系统一样提供对数据库的管理,提供对相关车辆信息的查询服务,统计各个时段和各个监控点的交通流量等。所不同的是总服务器管理系统的数据管理是对全区内的各个数据库进行管理,总服务器信息管理系统可以访问各区域的数据库信息,而区域信息管理系统要经过申请后才可以访问总服务器和其他区域的数据库。此外区域信息管理系统为用户提供充值和账单发票打印服务,用户可以在各个区域的信息服务站进行充值等,而总服务器信息管理系统不提供这种服务。
2 系统的开发
2.1 系统软件前台界面开发工具的选择
本系统硬件设备使用了美国Intermec公司的Intellitag5o 系列ITRF91501型读写器,此读写器利用RS-232串口与计算机主机进行数据传输,串1:3通讯模块设计过程中应用了COM API(Common ObjectModel Application Progmnming Interface)控件。由于到目前为止此COM API控件适用的开发环境只有Visual Basic 6.0及其高级版本和Visual C++6.0及其高级版本,而VB又具有可视化、面向对象、事件驱动、易学易用和支持多种数据库系统的访问等优点,其已经成为快速应用程序开发(Rapid Application Development,简称RAD)工具的代表,所以我们本次设计软件界面采用Microsoft Visual Basic 6.0作为软件系统开发环境 J,操作系统为Windows XP professional SP2。
2.2 系统后台数据库开发工具的选择
由于本不停车收费系统是个比较庞大的系统,要涉及大量的数据管理,因此也必须要构建大型的数据库,并且由于工程实际的需要,数据库对网络支持的要求也很高。为保证系统的安全性和稳定性,整个网络的数据库管理系统采用了Microsoft公司推出的SQLServer 2000数据库管理系统。它功能强大、操作简单,具有使用方便、可伸缩性好、与相关软件集成程度高等优点,可跨越从MicrosoftWindows 98的膝上型电脑到运行Microsoft Windows 2003的大型多处理器的服务器等多种平台使用。众多的开发工具提供了与SQLServer的接1:3,其也深受广大数据库用户的喜爱。SQL Server 2000的常见版本有以下4种:
1)企业版(Enterprise Edition)。支持所有的SQL Server 2000特性,可作为大型Web站点,企业OLTP联机事务处理,以及数据仓库系统等的产品数据库服务器。
2)标准版(Standard Edition)。用于小型的工作组或部门。
3)个人版(Personal Edition)。用于单机系统或客户机。
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