专利名称：一种适用于etc收费系统的防碰撞方法和防碰撞模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及ETC收费装置，属无线通讯电子收费技术领域。
背景技术：
在RFID技术中，当有多于一个的标签处于读写器的作用范围内时，所有的标签将同时发送自己的识别信息。这将导致各标签之间的通信相互干扰，进而导致信息的丢失，这就产生了碰撞(collision)。在公路不停车收费系统中，由于读写器作用距离远，天线辐射范围大，汽车速度快的特点，很容易出现不止一辆车处于读写器的作用范围内，各个车的标签就产生了碰撞。解决碰撞的方法有很多，本发明提供了一种简单的适用于智能交通中车辆身份识别的防碰撞方法和防碰撞模块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种良好的防碰撞方法和基于这种防碰撞方法的可用于智能交通的防碰撞模块。
本发明的优点是克服了ETC收费过程中的多个标签的碰撞、防防碰撞算法复杂、运算步骤多、响应时间慢的特点。能实时的以最快速度准确地从多个标签中检出一个标签与之通信，达到完成交易的目的。
本发明的技术方案当读写器检测到多个标签产生碰撞时，同时向各个标签发送碰撞指示信号，各个标签在收到碰撞指示信号后，分别以自己的识别号的最后一位和标签内部的随机数产生器产生的随机数进行运算，得到数X，延时X毫秒后，发送自身识别码。读写器最终选择那个最短延时标签发送的识别码，各标签将收到的识别码与自身的识别码进行比对，若相同则开始收费程序，若不同则继续等待。读写器重复以上步骤，便可逐一同各个标签完成交易。
整个防碰撞的过程可以用表格描述为
碰撞检测的实现方法是在采用曼彻斯特编码的读写器和标签中，数据任一位的值是在一个位周期(T)内有电平的改变(上升/下降沿)来表示。这里，逻辑“0”编码为上升沿，逻辑“1”编码为下降沿。在数据传输过程中，“没有变化”的状态是不允许的，产生了曼彻斯特的非法编码。因此在接收目录请求应答时可以把这种情况作为碰撞位来识别。由于两个(或多个)标签同时发送的数据位有不同之值，则接收的上升沿和下降沿相互抵消，以致在整个位窗的持续时间内接收器收到的是不间断的载波信号，即“没有变化”。当“没有变化”的情况发生时，就可以判断出碰撞已经发生，并可以准确的检测出具体哪一位发生了碰撞。读写器检测出碰撞以后，就可以向发生碰撞的多个标签发出碰撞指示信号，发生碰撞的多个标签就以标签号码的最后一位数字(0-9)乘随机数得到数X，延时X毫秒后，发送自身识别号码，随后进入防碰撞程序来解决碰撞问题。
多个标签碰撞的检测采用硬件电路来实现。在DSRC(DedicatedShort-Range Commication)协议中用2MHz副载波调制，标签到读写器的上行速率是250K/s的情况下，数据的位宽1/250K＝4um，副载波的周期是1/2M＝0.5um，因此每个数据位包含8个副载波周期。在没有碰撞的情况下每个曼彻斯特数据位包含8个副载波周期，如果出现了碰撞，则数据位的位宽就多于8个副载波周期，在冲突信号时间上同步的情况下，会出现16个副载波周期的位宽。所以用一个二十进制的记数器进行位宽检测，就可以检测出碰撞来。
硬件检测电路由D触发器，二十进制记数器和单稳态电路构成，二十进制记数器的时钟输入端接2MHz时钟.高频检波后的信号作为D触发器的输入，它的上升沿触发触发器，在Q端产生一个窄脉冲去触发单稳电路，作为数据出现的信号，同时这个窄脉冲接至二十进制记数器的复位端，用于记数器复位并使其记数。
检波后的信号作为二十进制记数器的CLKen端，当该端电平为低时，计数器开始对2MHz脉冲记数，当计到16时，Q16端由低电平变到高电平，触发单稳电路，单稳电路产生跳变，这个跳变就是碰撞信号。具体检测过程如下整个防碰撞的算法采用FPGA来实现。
将碰撞检测电路和防碰撞电路封装成一个模块，这个模块可以用在ETC收费系统中。
权利要求
1.一种基于曼彻斯特非法编码的硬件碰撞检测方法。
2.一种采用标签识别号码最后一位和随机数运算而产生随机等待时间，不同的标签产生不同等待的时间，读写器循环检测以达到防碰撞的方法。
3.一种根据权利要求1、权利要求2而设计的防碰撞模块，该模块的特征在于碰撞检测全部由硬件完成，防碰撞由FPGA来实现。
全文摘要
本发明涉及ETC收费装置，属无线通讯电子收费技术领域。提供了一种防碰撞的方法和防碰撞模块。该模块采用基于曼彻斯特非法编码的硬件碰撞检测的方法，防碰撞采用标签识别号和随机数相结合的原则，随机等待一定时间，读写器循环检测多个标签，从中检出一个标签并与之通信以达到交易的目的。这种模块解决了多个标签的碰撞问题。克服了防碰撞算法复杂、运算步骤多、响应时间慢的特点，可用于ETC收费系统中。
文档编号G07B15/06GK1831839SQ200610079050
公开日2006年9月13日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者宁焕生, 程辉, 胡长俊, 刘文明 申请人:宁焕生