基于FPGA的新型不停車收費系統中RSU設計

摘要：文章提出了一種電子不停車收費系統(ETC)中路邊設備(RSU)的實現方案。系統以PowerPC 405處理器為核心，射頻電路選用5.8GHz通信芯片ML5830，在短程通信過程中引入跳頻技術，從而實現了抗干擾、高穩定性的電子不停車收費。其測試結果表明，各項指標均達到或超過ETC國家標準GB／T20851－2007和DSRC協議ISO／IEC9646規定的要求，成本低廉、新穎實用。

關鍵詞：不停車收費系統；路邊設備；FPGA；跳頻技術

RSU系統概述

RSU和OBU(On-Board Unit，車上電子標簽)、收費站管理系統、收費管理控制中心、金融機構及傳輸網絡等一起組成網絡環境下的ETC系統。根據分工的不同，ETC系統又可分為前臺和后臺兩大部分。其中后臺部分由收費管理控制中心和金融機構組成，完成系統運行參數的制定與修改，系統運行管理和監控，通行費用的匯總、拆分、清算，交通信息的分類、統計，與金融機構進行帳務結算和客戶服務等功能。ETC系統的前臺部分則由RSU和車載設備組成，完成對過往車輛車型的判別。收費信息的采集與處理，違章車輛圖像抓拍與處理等功能。ETC系統框架結構如圖1所示。

路邊設備RSU是整個ETC系統的核心，不但負責與車載單元進行通信，還具備與后端各系統進行聯網通信，進行數據處理的功能。RSU包括了射頻通信模塊、網絡通信模塊、基帶數據處理模塊、電源模塊。RSU中采用DSRC(Dedicated Short RangeCommunication，專用短程通信)作為通信協議標準。

RSU系統設計

RSU是ETC系統的關鍵部位和聯系用戶與交易系統的紐帶。RSU負責主動與OBU進行通信并完成收費交易，同時還要通過交互界面與收費站人員進行交互，并且還能通過以太網、CAN總線，無線寬帶或者電信運營商網絡等通信方式向ETC后端部分報送交易數據、系統運行狀態以及接受后端部分的監控操作。……