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智能射频卡系统与车道控制系统的研究与实现

马鹏阁  
【摘要】:本文系河南省杰出人才创新基金资助项目。 传统公路收费站的停车收费模式已成为快速交通的制约因素,实现不停车自动收费势在必行。基于非接触式射频IC卡的不停车收费系统(No Stop Electronic Toll Collection System简称NSETCS)作为自动收费方式的代表,可以有效提高公路的通行能力和服务水平。 射频IC卡系统及车道控制系统是不停车收费系统的重要组成部分。 本文提出了射频IC卡系统设计与实现的三层体系架构:物理层、数据链路层和应用层。并给出了物理层上的基于射频芯片传输信道的研究与实现,数据链路层上关于数据完整性的检错纠错算法、关于数据安全性的身份鉴别与加密数据传输算法以及多卡竞争的反碰撞算法的研究与实现,应用层上报文通讯协议的制订。 本文论述亍收费站车道自动控制系统的软硬件设计,实现对车道的栏杆机升降、显示牌信息显示、红绿灯、地感线圈检测及报警联动的自动控制。 而本文中以下几点论述了作者在课题研究过程中的主要工作及创新点: 一、射频IC卡系统三层开放式设计体系的提出,使得系统设计更加地规范完整,利于系统扩展与升级,便于后续研究人员的知识继承。 二、基于射频芯片实现适合不停车收费的远作用距离可读写卡,避免了不停车收费系统对实时网络的依赖。 三、适合射频IC卡微处理器软件实现的4位CRC校验与奇校验结合检错及纠1位错算法。 四、基于伪随机数发生器的互相鉴别与流密码算法的研究与设计。 五、基于时分多路的多卡竞争反碰撞算法(动态时隙法)的研究与设计。 六、将传统收费站各种单独的、手动的功能集成于一体的自动化车道管理控制系统。


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