唐銘

摘要文章分析了在現(xiàn)代交通環(huán)境下建立一種具備隱蔽性、移動性的速度監(jiān)測點的必要性，介紹了利用近場通信主動RFID收發(fā)系統(tǒng)，搭建一個車輛與道路卡點的信息傳遞點，通過信息點收集車輛速度信息、報警信息。

關鍵詞近場通信；限速檢測；解決對策

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0114-01

1現(xiàn)目前道路速度監(jiān)測弊端

近年來，“智慧交通”項目在眾多城市興起，它們通過前端視頻監(jiān)測、其它感應設備、后端視頻智能分析和后臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)車輛流量監(jiān)控、軌跡跟蹤和違章抓拍三種主要功能。流量監(jiān)控主要是通過安裝在交通卡口的視頻抓拍系統(tǒng)進行，辨別率高。軌跡跟蹤主要依托各路段視頻監(jiān)控進行人工分析，特點是數(shù)據(jù)分析量多，勞動強度大。但只有較少車輛需要進行軌跡跟蹤。違章抓拍分為人工圖像抓拍和傳感器觸發(fā)圖像抓拍，車輛限速檢測使用的就是傳感器觸發(fā)圖像抓拍方式。

現(xiàn)目前，車輛限速檢測主要方式是地感線圈感應觸發(fā)圖像抓拍。這種方式優(yōu)勢是抓拍準確，抗干擾能力強。其缺點，一是必須要定點安裝，抓拍裝置必須暴露在路面?zhèn)攘⒅?；二是地感線圈的安裝必須破壞路面；三是抓拍閃光燈會對人眼造成視角干擾；四是借助電子地圖標注，部分駕駛員容易采取方法規(guī)避抓拍。另一種速度監(jiān)測方式是基于多普勒效應的微波測速系統(tǒng)。這種方式由于功耗、成本和修理的原因，主要用于專人看守的可移動測速點，同時也面臨“電子狗”的反偵查，所以在實際道路速度監(jiān)測中沒有廣泛的推廣。還有一種方式是在車輛上面速度安裝檢測設備，檢測精度雖然高，但檢測設備容易被駕駛?cè)藛T卸載。這三種主要監(jiān)測方式的弊端造成了現(xiàn)目前交通限速管制不靈活，不能全面覆蓋，可以規(guī)避的現(xiàn)象。

2解決對策

面對以上弊端，我們需要解決四個問題。一是前端檢測系統(tǒng)能夠隱蔽，可移動；二是數(shù)據(jù)采集不需借助攝像抓拍；三是信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性不受車輛高速移動的影響；四是能夠避免駕駛?cè)藛T對檢測系統(tǒng)的規(guī)避和干擾。

研究發(fā)現(xiàn)，利用近場通信可以解決這四個問題。在車輛電子系統(tǒng)總線中安裝主動式RFID標簽，采集車輛的速度信號和駕駛員觸發(fā)的報警信號。RFID標簽把采集的信號發(fā)射到安裝在路邊或是移動的RFID接收器中。RFID接收器通過有線或無線的方式上傳到交管數(shù)據(jù)平臺中，實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)的記錄和報警數(shù)據(jù)的處理。報警功能作為測速系統(tǒng)的一個附加功能為車主提供服務，以避免車主撤除檢測系統(tǒng)。

3系統(tǒng)設計

3.1 RFID傳輸系統(tǒng)設計

RFID（radio frequency identification）技術是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸自動識別技術，它具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別、體積小、安裝方便等特點，能實時、快速、準確地采集和處理信息。本方案選用有源式RFID標簽，以滿足發(fā)射距離較遠、信息傳輸要求要的特點。

RFID采用nrf2401芯片+AT89C51架構(gòu)。nrf2401采用開放的2.4 GHz頻段，有125個頻道，速率最高可達1 Mbps，可滿足本應用的數(shù)據(jù)吞吐，可以滿足多地址、多頻及跳頻需要。其外圍元件可只需一個晶振和一個電阻形成射頻電路。芯片內(nèi)部設置有專門的穩(wěn)壓電路，內(nèi)置CRC糾檢錯硬件電路和協(xié)議。電源電壓范圍為1.9 V～3.6 V，功耗很低，-5 dBm輸出功率時典型峰值電流為10.5 mA。其工作參數(shù)可通過相應軟件設置。

AT89C51作為一款常用的低耗高能含F(xiàn)lash可編擦除只讀存儲器的8位單片機，采用了CMOS工藝和高密度非易失性存儲器技術。其中央處理器由ALU、專用寄存器組、定時控制部件等組成，具有較強的調(diào)用、跳轉(zhuǎn)、判斷，豐富的數(shù)據(jù)傳輸功能，以及提供存放中間結(jié)果、常用參數(shù)等功能。

RFID標簽安裝在車窗靠上或集成于外置車輛天線中，其電源由車載電源供給。電子標簽儲存、收集車輛基本信息、車輛通信總線中速度傳感器信號和安裝于車輛上一個或多個報警按鍵發(fā)出的報警信號，并主動向RFID識讀器發(fā)射信號，完成車輛速度信息上報和緊急情況報警。

3.2 RFID識讀器設計

RFID識讀器安裝于道路固定點或移動設備中，選用基于ARM7TDMI-S核的微處理器S3C44B0X，其工作電壓為2.5 V，可外擴SDRAM，F(xiàn)LASH，有71個通用I/O，包括8個外部中斷。車輛信息、速度信息和報警信息通過RS-485總線傳給現(xiàn)場控制機進行現(xiàn)場信息處理，也可通過RTL8019網(wǎng)絡通信接口傳遞，實現(xiàn)交管平臺統(tǒng)一處理。

3.3 信息系統(tǒng)搭建

本系統(tǒng)主體分為安裝在車輛中的RFID發(fā)射器和安裝在道路點位或移動使用的RFID識讀器，這兩部分構(gòu)成信息傳遞，供交通信息聯(lián)網(wǎng)平臺使用。

圖1系統(tǒng)框圖

4結(jié)束語

本系紡能實現(xiàn)車輛速度信息準確、即時傳遞到交管系統(tǒng)平臺中，能實現(xiàn)集成安裝和隱密安裝。硬件成本低、利于推廣，若有成熟條件可集成于車輛通信總線中，以避免車主對檢測系統(tǒng)的破壞。

參考文獻

[1]邱自學，李娟.機動車車速監(jiān)測的RFID傳感標簽及其系統(tǒng)設計[J].自動化儀表，2010（07）.

[2]馮春貴.基于RFID的車輛超速自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[D].西南大學，2013.

endprint

摘要文章分析了在現(xiàn)代交通環(huán)境下建立一種具備隱蔽性、移動性的速度監(jiān)測點的必要性，介紹了利用近場通信主動RFID收發(fā)系統(tǒng)，搭建一個車輛與道路卡點的信息傳遞點，通過信息點收集車輛速度信息、報警信息。

關鍵詞近場通信；限速檢測；解決對策

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0114-01

1現(xiàn)目前道路速度監(jiān)測弊端

近年來，“智慧交通”項目在眾多城市興起，它們通過前端視頻監(jiān)測、其它感應設備、后端視頻智能分析和后臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)車輛流量監(jiān)控、軌跡跟蹤和違章抓拍三種主要功能。流量監(jiān)控主要是通過安裝在交通卡口的視頻抓拍系統(tǒng)進行，辨別率高。軌跡跟蹤主要依托各路段視頻監(jiān)控進行人工分析，特點是數(shù)據(jù)分析量多，勞動強度大。但只有較少車輛需要進行軌跡跟蹤。違章抓拍分為人工圖像抓拍和傳感器觸發(fā)圖像抓拍，車輛限速檢測使用的就是傳感器觸發(fā)圖像抓拍方式。

現(xiàn)目前，車輛限速檢測主要方式是地感線圈感應觸發(fā)圖像抓拍。這種方式優(yōu)勢是抓拍準確，抗干擾能力強。其缺點，一是必須要定點安裝，抓拍裝置必須暴露在路面?zhèn)攘⒅希欢堑馗芯€圈的安裝必須破壞路面；三是抓拍閃光燈會對人眼造成視角干擾；四是借助電子地圖標注，部分駕駛員容易采取方法規(guī)避抓拍。另一種速度監(jiān)測方式是基于多普勒效應的微波測速系統(tǒng)。這種方式由于功耗、成本和修理的原因，主要用于專人看守的可移動測速點，同時也面臨“電子狗”的反偵查，所以在實際道路速度監(jiān)測中沒有廣泛的推廣。還有一種方式是在車輛上面速度安裝檢測設備，檢測精度雖然高，但檢測設備容易被駕駛?cè)藛T卸載。這三種主要監(jiān)測方式的弊端造成了現(xiàn)目前交通限速管制不靈活，不能全面覆蓋，可以規(guī)避的現(xiàn)象。

2解決對策

面對以上弊端，我們需要解決四個問題。一是前端檢測系統(tǒng)能夠隱蔽，可移動；二是數(shù)據(jù)采集不需借助攝像抓拍；三是信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性不受車輛高速移動的影響；四是能夠避免駕駛?cè)藛T對檢測系統(tǒng)的規(guī)避和干擾。

研究發(fā)現(xiàn)，利用近場通信可以解決這四個問題。在車輛電子系統(tǒng)總線中安裝主動式RFID標簽，采集車輛的速度信號和駕駛員觸發(fā)的報警信號。RFID標簽把采集的信號發(fā)射到安裝在路邊或是移動的RFID接收器中。RFID接收器通過有線或無線的方式上傳到交管數(shù)據(jù)平臺中，實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)的記錄和報警數(shù)據(jù)的處理。報警功能作為測速系統(tǒng)的一個附加功能為車主提供服務，以避免車主撤除檢測系統(tǒng)。

3系統(tǒng)設計

3.1 RFID傳輸系統(tǒng)設計

RFID（radio frequency identification）技術是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸自動識別技術，它具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別、體積小、安裝方便等特點，能實時、快速、準確地采集和處理信息。本方案選用有源式RFID標簽，以滿足發(fā)射距離較遠、信息傳輸要求要的特點。

RFID采用nrf2401芯片+AT89C51架構(gòu)。nrf2401采用開放的2.4 GHz頻段，有125個頻道，速率最高可達1 Mbps，可滿足本應用的數(shù)據(jù)吞吐，可以滿足多地址、多頻及跳頻需要。其外圍元件可只需一個晶振和一個電阻形成射頻電路。芯片內(nèi)部設置有專門的穩(wěn)壓電路，內(nèi)置CRC糾檢錯硬件電路和協(xié)議。電源電壓范圍為1.9 V～3.6 V，功耗很低，-5 dBm輸出功率時典型峰值電流為10.5 mA。其工作參數(shù)可通過相應軟件設置。

AT89C51作為一款常用的低耗高能含F(xiàn)lash可編擦除只讀存儲器的8位單片機，采用了CMOS工藝和高密度非易失性存儲器技術。其中央處理器由ALU、專用寄存器組、定時控制部件等組成，具有較強的調(diào)用、跳轉(zhuǎn)、判斷，豐富的數(shù)據(jù)傳輸功能，以及提供存放中間結(jié)果、常用參數(shù)等功能。

RFID標簽安裝在車窗靠上或集成于外置車輛天線中，其電源由車載電源供給。電子標簽儲存、收集車輛基本信息、車輛通信總線中速度傳感器信號和安裝于車輛上一個或多個報警按鍵發(fā)出的報警信號，并主動向RFID識讀器發(fā)射信號，完成車輛速度信息上報和緊急情況報警。

3.2 RFID識讀器設計

RFID識讀器安裝于道路固定點或移動設備中，選用基于ARM7TDMI-S核的微處理器S3C44B0X，其工作電壓為2.5 V，可外擴SDRAM，F(xiàn)LASH，有71個通用I/O，包括8個外部中斷。車輛信息、速度信息和報警信息通過RS-485總線傳給現(xiàn)場控制機進行現(xiàn)場信息處理，也可通過RTL8019網(wǎng)絡通信接口傳遞，實現(xiàn)交管平臺統(tǒng)一處理。

3.3 信息系統(tǒng)搭建

本系統(tǒng)主體分為安裝在車輛中的RFID發(fā)射器和安裝在道路點位或移動使用的RFID識讀器，這兩部分構(gòu)成信息傳遞，供交通信息聯(lián)網(wǎng)平臺使用。

圖1系統(tǒng)框圖

4結(jié)束語

本系紡能實現(xiàn)車輛速度信息準確、即時傳遞到交管系統(tǒng)平臺中，能實現(xiàn)集成安裝和隱密安裝。硬件成本低、利于推廣，若有成熟條件可集成于車輛通信總線中，以避免車主對檢測系統(tǒng)的破壞。

參考文獻

[1]邱自學，李娟.機動車車速監(jiān)測的RFID傳感標簽及其系統(tǒng)設計[J].自動化儀表，2010（07）.

[2]馮春貴.基于RFID的車輛超速自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[D].西南大學，2013.

endprint

摘要文章分析了在現(xiàn)代交通環(huán)境下建立一種具備隱蔽性、移動性的速度監(jiān)測點的必要性，介紹了利用近場通信主動RFID收發(fā)系統(tǒng)，搭建一個車輛與道路卡點的信息傳遞點，通過信息點收集車輛速度信息、報警信息。

關鍵詞近場通信；限速檢測；解決對策

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0114-01

1現(xiàn)目前道路速度監(jiān)測弊端

近年來，“智慧交通”項目在眾多城市興起，它們通過前端視頻監(jiān)測、其它感應設備、后端視頻智能分析和后臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)車輛流量監(jiān)控、軌跡跟蹤和違章抓拍三種主要功能。流量監(jiān)控主要是通過安裝在交通卡口的視頻抓拍系統(tǒng)進行，辨別率高。軌跡跟蹤主要依托各路段視頻監(jiān)控進行人工分析，特點是數(shù)據(jù)分析量多，勞動強度大。但只有較少車輛需要進行軌跡跟蹤。違章抓拍分為人工圖像抓拍和傳感器觸發(fā)圖像抓拍，車輛限速檢測使用的就是傳感器觸發(fā)圖像抓拍方式。

現(xiàn)目前，車輛限速檢測主要方式是地感線圈感應觸發(fā)圖像抓拍。這種方式優(yōu)勢是抓拍準確，抗干擾能力強。其缺點，一是必須要定點安裝，抓拍裝置必須暴露在路面?zhèn)攘⒅?；二是地感線圈的安裝必須破壞路面；三是抓拍閃光燈會對人眼造成視角干擾；四是借助電子地圖標注，部分駕駛員容易采取方法規(guī)避抓拍。另一種速度監(jiān)測方式是基于多普勒效應的微波測速系統(tǒng)。這種方式由于功耗、成本和修理的原因，主要用于專人看守的可移動測速點，同時也面臨“電子狗”的反偵查，所以在實際道路速度監(jiān)測中沒有廣泛的推廣。還有一種方式是在車輛上面速度安裝檢測設備，檢測精度雖然高，但檢測設備容易被駕駛?cè)藛T卸載。這三種主要監(jiān)測方式的弊端造成了現(xiàn)目前交通限速管制不靈活，不能全面覆蓋，可以規(guī)避的現(xiàn)象。

2解決對策

面對以上弊端，我們需要解決四個問題。一是前端檢測系統(tǒng)能夠隱蔽，可移動；二是數(shù)據(jù)采集不需借助攝像抓拍；三是信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性不受車輛高速移動的影響；四是能夠避免駕駛?cè)藛T對檢測系統(tǒng)的規(guī)避和干擾。

研究發(fā)現(xiàn)，利用近場通信可以解決這四個問題。在車輛電子系統(tǒng)總線中安裝主動式RFID標簽，采集車輛的速度信號和駕駛員觸發(fā)的報警信號。RFID標簽把采集的信號發(fā)射到安裝在路邊或是移動的RFID接收器中。RFID接收器通過有線或無線的方式上傳到交管數(shù)據(jù)平臺中，實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)的記錄和報警數(shù)據(jù)的處理。報警功能作為測速系統(tǒng)的一個附加功能為車主提供服務，以避免車主撤除檢測系統(tǒng)。

3系統(tǒng)設計

3.1 RFID傳輸系統(tǒng)設計

RFID（radio frequency identification）技術是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸自動識別技術，它具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別、體積小、安裝方便等特點，能實時、快速、準確地采集和處理信息。本方案選用有源式RFID標簽，以滿足發(fā)射距離較遠、信息傳輸要求要的特點。

RFID采用nrf2401芯片+AT89C51架構(gòu)。nrf2401采用開放的2.4 GHz頻段，有125個頻道，速率最高可達1 Mbps，可滿足本應用的數(shù)據(jù)吞吐，可以滿足多地址、多頻及跳頻需要。其外圍元件可只需一個晶振和一個電阻形成射頻電路。芯片內(nèi)部設置有專門的穩(wěn)壓電路，內(nèi)置CRC糾檢錯硬件電路和協(xié)議。電源電壓范圍為1.9 V～3.6 V，功耗很低，-5 dBm輸出功率時典型峰值電流為10.5 mA。其工作參數(shù)可通過相應軟件設置。

AT89C51作為一款常用的低耗高能含F(xiàn)lash可編擦除只讀存儲器的8位單片機，采用了CMOS工藝和高密度非易失性存儲器技術。其中央處理器由ALU、專用寄存器組、定時控制部件等組成，具有較強的調(diào)用、跳轉(zhuǎn)、判斷，豐富的數(shù)據(jù)傳輸功能，以及提供存放中間結(jié)果、常用參數(shù)等功能。

RFID標簽安裝在車窗靠上或集成于外置車輛天線中，其電源由車載電源供給。電子標簽儲存、收集車輛基本信息、車輛通信總線中速度傳感器信號和安裝于車輛上一個或多個報警按鍵發(fā)出的報警信號，并主動向RFID識讀器發(fā)射信號，完成車輛速度信息上報和緊急情況報警。

3.2 RFID識讀器設計

RFID識讀器安裝于道路固定點或移動設備中，選用基于ARM7TDMI-S核的微處理器S3C44B0X，其工作電壓為2.5 V，可外擴SDRAM，F(xiàn)LASH，有71個通用I/O，包括8個外部中斷。車輛信息、速度信息和報警信息通過RS-485總線傳給現(xiàn)場控制機進行現(xiàn)場信息處理，也可通過RTL8019網(wǎng)絡通信接口傳遞，實現(xiàn)交管平臺統(tǒng)一處理。

3.3 信息系統(tǒng)搭建

本系統(tǒng)主體分為安裝在車輛中的RFID發(fā)射器和安裝在道路點位或移動使用的RFID識讀器，這兩部分構(gòu)成信息傳遞，供交通信息聯(lián)網(wǎng)平臺使用。

圖1系統(tǒng)框圖

4結(jié)束語

本系紡能實現(xiàn)車輛速度信息準確、即時傳遞到交管系統(tǒng)平臺中，能實現(xiàn)集成安裝和隱密安裝。硬件成本低、利于推廣，若有成熟條件可集成于車輛通信總線中，以避免車主對檢測系統(tǒng)的破壞。

參考文獻

[1]邱自學，李娟.機動車車速監(jiān)測的RFID傳感標簽及其系統(tǒng)設計[J].自動化儀表，2010（07）.

[2]馮春貴.基于RFID的車輛超速自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[D].西南大學，2013.

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