RFID實現低成本ETC 微波結合SIM卡建構電子收費系統

2006-09-18
傳統上高速公路收費系統是以人工來收費,由於效率較差且人力成本昂貴,因此產生較為先進的電子收費系統,但目前各國發展的電子收費系統,不管是何種型態,都必須重新建立非常龐大的裝置,投資金額相當高。本文試圖以RFID技術設計電子收費系統,提供一種建置成本低、效率高且穩定性佳的收費計數系統,以解決ETC的問題。
傳統上高速公路收費系統是以人工來收費,由於效率較差且人力成本昂貴,因此產生較為先進的電子收費系統,但目前各國發展的電子收費系統,不管是何種型態,都必須重新建立非常龐大的裝置,投資金額相當高。本文試圖以RFID技術設計電子收費系統,提供一種建置成本低、效率高且穩定性佳的收費計數系統,以解決 ETC的問題。  

 

本文提出的電子收費系統設計,屬於一種計數系統,能藉由遠端偵測電路所偵測到的訊號,利用行動電話裝置傳送至他處伺服器,以進行計數、儲存或分析。此系統包含移動裝置與伺服器,其中,移動裝置整合了無線訊號發射器、無線訊號接收器、微控制器、行動電話裝置等。伺服器則用以接收行動電話裝置所傳送的資料,並可執行儲存、計算、分析等功能;當移動裝置上的無線訊號接收器收到無線訊號時,即透過微控制器的處理,並驅動行動電話裝置傳送資料給遠端伺服器,以進行必要處理。

此一計數系統,如圖1所示,包含一部無線訊號發射器,被裝置於定點上;另外,在移動裝置或汽車上裝設一部移動裝置,並整合無線訊號接收器、微控制器,以及行動電話裝置。此外設置一部伺服器,用以接收行動電話裝置傳送的資料,並執行儲存、計算、分析等功能。

當移動裝置上的無線訊號接收器收到無線訊號發射器之訊號時,透過微控制器的處理,並驅動行動電話裝置傳送資料給遠端伺服器,以進行必要處理,例如計算、分析或儲存。而這項設計中的計數系統,包含一個照相系統,裝置於定點上,以第二無線訊號發射器連接至微控制器。

此一照相系統具有感應器,當移動物體觸動感應器時,感應器會傳遞訊號給照相系統,當行動電話裝置成功撥出並傳送資料時,微控制器則會驅動第二無線訊號發射器,發出訊號給照相系統,使照相系統不拍攝該移動物體。當行動電話裝置無法成功撥出並傳送資料時,微控制器則會驅動第二無線訊號發射器發出訊號給照相系統,使照相系統啟動拍攝該移動物體。這項功能的目的,即是將未能計費成功的車輛予以拍照存證。此外,本設計的無線訊號發射器接收器,可以選用微波或射頻發射器/接收器。

圖2為本計數系統使用在道路電子收費系統上的實施範例,其中,無線訊號接收器、微控制器及行動電話裝置被整合在車載機(On Board Unit, OBU)內,可置於汽車上,而無線訊號發射器裝置於收費站;遠端伺服器則設置或連結在收費站或帳務中心,也可以設置在行動電話業者機房。

當汽車行經收費站時,無線訊號接收器會收到無線訊號發射器的訊號,並經由微控制器處理,以驅動行動電話裝置,將資料傳送給遠端伺服器進行計費等工作。而在圖2中,照相系統及感應器則裝置於車道兩側,或上方的適當處,以方便汽車經過時的感應與照相。例如在計費無效時以啟動照相系統,在照相存證後透過人工或其他方式處理未計費的車輛。

藉由上述說明可知,本系統可透過現有無線電話系統,不需額外的系統建置費用,適合用於道路,特別是高速公路的電子收費系統,以及遠距計算、分析、統計、儲存等功能上。

本系統結合微波發射與行動電話SIM卡裝置,只要在收費站架設發射台,配有行動電話SIM卡接收器的車輛可不限時速通過收費站,然後將費用轉入電信業者帳單,用路人不須購買儲值卡,且可適用於任何電信業者SIM卡,可大幅減少電子收費系統建置費用。車載機採用微波系統,訊號無死角,可由車內的充電座供電,通過收費站設置的微波發射站時,車載機會發警示音,並由電信業者回傳簡訊給車主確認收費。此系統設置在高速公路匝道入口,即可改以里程計費。

(本文之系統設計概念、技術資料及圖片由福彥電子董事長 鄧鴻吉提供)
(詳細圖表請見新通訊元件雜誌67期9月號)  

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