摘 要

现代社会，经济与科技飞速发展，使得电子不停车收费（Electronic Toll Collection，简称ETC）系统于上世纪90年代问世，并且最早研发于欧美，日本。我国紧随科技发展的潮流，本世纪初就已开始研究专用短程通信(Dedicated Short Range Communicatio，简称DSRC)协议，并且正式发布于2007年。电子不停车收费系统包含了三个主要部分：车载单元(On Board Unit，简称OBU)、路边单元(Road Side Unit，简称RSU)以及专用短程通信协议DSRC。

本文第一章介绍了的研究背景与意义以及国内外发展现状。第二章接着对协议进行了简单介绍。第三章对发行器系统的功能需求进行了分析，确定核心芯片的选型，制定了发行器系统架构方案。第四章介绍了硬件电路的设计。在第五章中，介绍了软件部分的设计。第六章则为本次设计进行了总结。

本文所要设计的系统目的在于实现专用短程无线通信技术在电子不停车收费系统中的应用，是在短程无线通信技术与不停车收费系统完美组合的基础上开发而来的。

关键词：电子不停车收费系统；专用短程通信协议；发行器；硬件电路；发行器

Abstract

In the modern society, the rapid development of economy and science and technology lead to the electronic toll collection system come outin the last century 90's , and first developed in Europe and America, japan.Our country followed the trend of the development of science and technology,began to study the dedicated short range communication agreement,which is released in 2007, at the beginning of this century.Electronic Toll Collection system mainly consists of three parts: on board unit , road side unit and dedicated short range communication protocol DSRC. The purpose of it is to realize the function of the protocol, improve the transaction efficiency and shorten the time of communication.

The first chapter introduces the research background and significance of ETC and its development at home and abroad. In the second chapter, the DSRC protocol is introduced briefly. In the third chapter, the functional requirements of the ETC receiver system are analyzed, and the selection of the core chip is determined. The fourth chapter introduces the design of hardware circuit. The fifth chapter introduces the software design, the sixth chapter is the summary of this design.

The system designed in this article is develop from based on the combination of short range wireless communication technology and non parking fee charging system,it realizes the application of special short range wireless communication technology in electronic toll collection system.

Key Words：ETC system；the DSRC protocol；the distribution device；the hardware circuit；receiver

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 ETC系统概述 1

1.2.1 ETC系统技术原理 1

1.2.2 ETC系统组成 2

1.2.3 国内外研究现状 2

1.3 本论文主要内容 3

第2章 专用短程通信协议 4

2.1 DSRC协议概述 4

2.2 国标DSRC协议介绍 4

2.2.1 物理层 4

2.2.2 数据链路层 5

2.2.3 应用层 5

第3章 整体需求分析与设计 6

3.1 OBU初始化 6

3.1.1 OBU初始化发行 6

3.1.2 OBU发行安全要求 6

3.2 初始化发行系统整体设计 6

3.2.1 系统需求分析 6

3.2.2 系统构架设计 6

3.3 核心芯片选取 7

3.3.1 微控制器选择 7

3.3.2 射频芯片选择 7

3.2.3 安全模块芯片选择 8

第4章 发行器硬件电路设计 9

4.1 单片机模块 9

4.2 射频模块 11

4.3 安全模块 12

4.4 电源模块 13

4.5 天线设计 14

第5章 软件设计 16

5.1 单片机初始化 16

5.2 射频模块软件实现 17

5.3 PSAM模块的实现 18

第6章 结论 20

参考文献 21

附录 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1 课题背景与意义

随着我国的繁荣发展，国民经济增长迅速，国内发展了很多大型城市和经济特区。城市的发展提高了国民收入水平，使得更多的家庭选择购买私家车，汽车的普及率逐年提升，这也引起了城市的交通安全问题越来越严重，交通堵塞造成交通事故频繁发生。一个城市的交通发展与该城市未来的发展紧密联系，难以分离。所以交通发展以及建设必须得到关注与重视。通常，改善城市的交通问题是通过修建更多交通道路，例如修建高架桥、地下隧道、发展轻轨交通等。但是各个城市的地理环境不同，同一个交通建设方案不适宜多个城市，而且城市中可供修建的道路空间是有限的。为了解决交通问题，近年来，世界各国将目光转移到网络科技和信息技术上，开发和发展了智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS）。该系统是利用计算机技术和通信技术来改善交通问题、提高交通安全和管理交通事务，它能够结合GPS技术来合理利用现在的交通设施，提高道路吞吐量。

是一个综合的交通运输管理系统，它集成了信息、通信、传感和计算机等技术。对于地面运输方面的运用，它具有高效性、准确性以及实时性。在现代城市的高科技发展中起到的作用越来越不容许被忽视。它具备着先进的公共交通系统与交通管理系统以及电子收费系统等，使它能成为一个庞大的系统集成。本课题所要研究的电子不停车收费系统正是的重要组成部分之一。