基于物联网ETC闸口节点管理系统技术方案

基于物联网ETC闸口节点管理系统技术方案目录TOC\o"1-3"\h\u2687第一章系统概述1514718127ETC车辆管理系统的作用和意义 120064第二章系统设计原那么3115213296942.2总体设计原那么及目标 420251第三章系统整体功能及特点5254613.1系统实现的整体功能 5213783.2系统的设计特点 5249563.3工程风险评估及对策： 511486第四章系统模块介绍7316734.1RFID射频识别模块 723894.2车辆检查模块〔地感触发〕 82671第五章系统构成1261242211214226122978513137265.5模拟场景图 138692第六章技术效劳和维护控制 14第一章系统概述高速公路闸口现状和问题传统的车辆管理模式，是人工半自动收费，即“人工收费、计算机管理、闭路电视监视〞方式，该方式是目前路桥收费的主要方式，但对交通量大的收费站点，该方式不能解决交通瓶颈问题。给闸口工作带来极大的压力，通行效率低下。加速能源消耗，加大环境污染。而人们对管理的要求也越来越高、对汽车尾气污染越来越重视，为减轻汽车尾气对环境的污染程度，提升闸口的工作效率，经济利益、智能化程度，最大限度的杜绝各个环节的漏洞。更加方便快捷的节点系统，不仅提高了管理水平和工作效率，而且大大地节约了人力物力，有效的减少了汽车尾气的排放，同时降低了公司的运营本钱，并使得整个管理系统平安可靠。因此，针对闸口管理的特点，借助RFID等科学技术，在原有通道设施根底上增加RFID读卡模块、车辆检测模块。以RFID卡作为信息流传递的主线，实现不停车收费功能。大大提高了闸口通行效率。ETC车辆管理系统的作用和意义该方案采用远距离感应式射频技术、车辆检测技术、自动数据读写等技术，当ETC用户车辆进入地感线圈检测范围，车辆检测器检测到车辆到来并把信号传递给节点计算机，节点计算机控制RFID读写器开始读写，天线控制器从车道RFID读写器接受通信请求，形成符合某种通信协议的数据帧，通过车道天线将数据帧发送给车载电子标签，同时接收、分析从电子标签返回的数据，车道RFID读写器根据接收的信息发出相关指令，完成对电子标签的读写操作，读取卡中信息能够被供作业系统进行处理。实现整个车辆车辆出入闸口的平安管理，到达减少人为操作、防止人为犯错的应用目的，从而减少企业的管理漏洞，最大程度的防止人为的跑、冒、滴、漏现象。该系统具有先进、可靠、平安、方便、快捷等特点，有效的解决了闸口通行效率低下的难题。实现了对出入闸口车辆的现代化高效管理、无缝管理、科学化管理。使得公司的组织运行更加高效、业务流程更加顺畅、资源配置更加合理，从整体上提高业务管理水平以及企业形象。第二章系统设计原那么工程规划原那么(1)本次系统集成设计既要保证技术上的可行性与经济上的可能性，又要考虑适应公司未来的环境变化，即同时对可行性、可能性和适应性全面考量。(2)方案设计必须充分考虑系统今后的延伸。把企业的经营环境定位在全球经济一体化上，最终形成与上、下游合作伙伴紧密连接的高效信息系统。与此同时，信息化工程的实施过程应始终贯彻面向应用，注重实效的方针。必须全面考虑企业内部各业务部门与上下游合作伙伴、与外部市场和客户之间的信息传递和业务往来，实现各环节业务运作在信息系统中的全面集成。(3)方案设计既要采用先进实用的管理理念，又要注意软件系统、硬件系统、开发工具的相对成熟。不仅能反映当今的先进水平，而且要具有开展潜力，能保证在未来假设干年内占主导地位，并能顺利地过渡到下一代技术,提高企业投资效益。必须充分考虑其开放性和标准性。也就是要考虑到各系统间数据传递和接口开发的可实现性。(4)在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，到达最大的平均无故障时间。(5)在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统平安机制、数据存取的权限控制等。为了适应未来的业务拓展和业务的变化要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。2.2总体设计原那么及目标车辆快速通过出／入口：使用该系统，车辆通过出入口读卡器时速在20KM以下，读卡距离到达10米，可以实现车辆的不停车通过。保持出入口的畅通无阻，实现车辆的现代化管理。无源卡技术：采有无源卡，不存在卡片无电读不到的缺点。模块化设计：管理系统的硬件和软件都由假设干功能模式块组成，这样可以根据用户的不同要求，灵活地组成功能不同的系统。利用不同的读卡距离的设备组合成多种类型的系统，系统软件和应用软件没有大的变化，大大方便了用户，也缩短了工程周期，提高了系统的可靠性。高保密性:本系统的设备和识别卡为用户提供了独一无二的识别编码，从根本上消除了复制、伪造和作弊的现象。高适应性:可适应从一20℃到＋60℃的各种环境。标准化设计：选用的系统设备、产品和软件尽可能符合工业标准或主流。先进性设计：工程的整体方案将保证具有明显的先进特征。考虑到电子、信息技术的迅速开展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备，产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。第三章系统整体功能及特点3.1系统实现的整体功能方便、快捷的进出功能。每次出入闸口实现无停顿、直接通过车、卡合一功能。数据精确记录功能。以RFID卡为信息链，实时在系统中记录读取车辆RFID卡信息。强大的接口功能。能轻松的接入到闸口作业系统。3.2系统的设计特点高度自动化。实现车辆不停车读取RFID卡中信息。成熟可靠的网络通信系统。安装在闸口的读写器，实时将采集到的信息通过网络传送到节点计算机，整个过程无需人为干预。系统的平安、稳定、可靠性设计。系统产品完全采用室外环境下全天候连续可靠工作设计。完善的异常情况〔包括无效卡、失效卡、黑名单卡进入〕报警呼叫系统配置。工程风险评估及对策：本系统是通过一系列新技术的采用，形成一个整体的车道管理解决方案，用来改造原有的作业方法，会对原来的作业模式产生一定的冲击：(1)新技术的采用，需要原有的作业人员能够掌握一些相应的操作方法，而现有的人员大多对这些新技术接触较少，能否快速掌握，直接影响了本系统的应用及推动。(2)整个系统涉及的面较广，包含了较多的硬件布置，再加上现场作业环境复杂，可能会因为作业人员、车辆的不注意导致系统硬件损坏，而使系统经常无法正常工作；硬件设施的选择、位置指定和防护要求要求较高。(3)针对上述存在的问题，在系统规划和实施过程中，可以通过以下一些方法来减少或防止上述问题的发生，确保系统能够正常的运转。①通过实施过程中必要的教育训练来使所有相关人员掌握相关技术和方法，无论对作业的流程，还是软件、硬件的操作，都能够应用自如。②通过公司行政手段，推动整个系统的实行，确保系统能够顺利的应用到相关环节。③针对容易受损伤的系统设备，采取必要的保护措施，并配合管理制度的推行，从行政上加以保证。第四章系统模块介绍4.1RFID射频识别模块采用900M无源RFID读写设别，微波射频识别〔UHFRFID〕技术具有识别距离远、识别准确率高、识别速度快、抗干扰能力强、使用寿命长、可穿透非金属材料等特点,运用范围广。智能车辆管理系统通过远距离无源射频识别技术有效防止了人为因素给车辆管理带来的干扰，实现车辆的智能化科学管理，提高运营效率。管理系统是对车辆实行一车一卡管理，采用超高频复合远距离读卡器，每个进入车辆携带一张RFID卡。功能介绍：能够完整的读出920~925频段电子标签中存储的信息；能够对读取、写入需要存储在电子标签中的信息。读写器无线发射功率不会对通讯及无线网络通讯等产生干扰，读写器调频功能，有效的防止了临道的干扰问题，保证率标签读写的准确性；分体是读写器安装在双层室外防护箱中并通过温度传感器控制风扇的开关，工业化设计标准有效的保证了rfid射频识别系统在恶劣环境24小时正常工作的能力；性能介绍：工作频率：920~925MHz；读写性能：分体式读写器加远场天线：最大读距离>10m；最大写距离>5m；通信接口：RJ45支持定时工作方式、外触发工作方式及串口协议工作方式；读写器支持硬件授权功能可以在车行进〔速度小于20km/h〕过程中检测到电子车牌；良好的调频功能保证在密集式读写器模式下正常读写标签的性能，有效的防止的临道的干扰根据现场使用环境设置不同的读写功率，保证车辆标签读写的准确率读取时间≤12毫秒〔4字节〕，读取率≥99.9%；车载电子标签可以根据需求安装于车辆前挡风玻璃内侧同时具有防拆卸功能；车辆检查模块〔地感触发〕概述：我们使用地感线圈检测发，每个双地磅的磅房只需要使用1个车检器和2组线圈就可以实现双重检测方式。车辆通到达线圈触发位置时，会引起线圈电感量的细微变化，通过检测该变化可以判断出有无车辆经过，每个车辆检测器可以同时采集两路地感线圈信号。施工标准：地感线圈大小：一般情况下，地感线圈宽为1米，长为2米，可以根据道路宽度适当放大或缩小。线圈埋设位置：地感线圈埋设在车辆上地磅斜坡下稍靠前的位置地感线圈切割标准：线圈切割深度30-50MM，宽度4-10MM。四角做45°切割。地感线圈匝数标准：3至5匝，根据线径来定，线径越小匝数越多。如下列图：地感线圈覆盖方法：使用环氧树脂封盖，化学材料配置为环氧树脂+凝固剂，二者混合比例为3：1，沟槽外表用高质量沥青覆盖以便掩盖线圈痕迹。主要标准是保证线圈线缆完全密封，内部无气泡。防止干扰措施：路面上存在的金属物件有降低电感的作用，从而使线圈检测系统的灵敏度降低。因此，在这些位置的线圈匝数要比通常匝数多绕2圈。最理想的情况是，线圈与电缆或金属加强物之间的距离最小要150mm，但实际往往不太可能。开的线槽要尽可能的窄，将线圈线仔细的放入其中，当密封完成之后不要露在外表。地感线圈线缆选择：线圈和馈线理想的是要使用一条耐高温铜导线，没有接头，最小能承受5A的电流。如果线圈线被连接到屏蔽馈线上，那么这些接头应该焊接，并接在防水的接线盒内，这些对检测性能极端重要。馈线一般要求用绝缘导线，通常使用PVC绝缘线，但这种线过长时间后可能会出现气孔，进入潮气从而影响检测器稳定性。线圈推荐使用截面积等于或大于平方毫米的绝缘的耐高温多芯铜导线。地感线圈施工注意：在线圈附近，含铁量高的金属会严重影响线圈灵敏度，像下水道井盖或类似的物体等，地应避开面上可见的物体，线圈与这些物体间应留1米的空间。而埋入地下的钢筋等增强材料并不明显，但有可能对线圈灵敏度造成影响。当存在金属物体或钢筋等增强材料时，线圈应安装在这些金属网上方50mm左右。如果允许降低灵敏度时，这一距离可减小到40mm。如果有接触不良现象，当震动时可能会引起阻扰变化，这会反响到线圈电路中引起不可预料的变化。甚至引起线圈系统失效。线圈连接：从检测器到线圈方向的槽开始下线，并留出足够的线头供与检测器连接。在线槽中下够要求的圈数。把剩余线顺到线圈起点并使之与预留线头长度相等。两条双绞在一起〔每米20—30次绞〕，连到检测器。馈线通过其他设备下时应预埋过管并用塑料管送入设备机箱。第五章系统构成系统简介RFID读卡系统是在计算机管理下的，RFID读写器模块、车辆检测模块、电子标签及配套集成附件组成。提升了闸口的信息化程度，调高了闸口作业准确率及效率。系统流程图硬件连接图电气连接图5.5模拟场景图第六章技术效劳和维护控制我公司提供的技术效劳是全方位的，它贯穿于系统工程的全过程。我公司的技术效劳内容包括：售前咨询、安装指导、调试开通、技术培训、保修和维护、管理支持、监理效劳。成立专门的系统效劳的队伍，包括：效劳响应工程师，维修工程师，巡检工程师。保修期内免费提供系统变更设计和系统升级扩容设计，并以优惠价格提供设备。我公司对该工程向贵公司做如下效劳承诺：代表建设方负责全面工程管理工作，对工程实施科学的工程管理，与设备提供商进行方案、质量等方面的总体协调工作。对工程所