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基于UHF RFID的不停车收费系统关键技术的研究
| 论文题名： | 基于UHF RFID的不停车收费系统关键技术的研究 |
| 关键词： | 防碰撞算法;车型识别;不停车收费系统;超高频射频识别;图像处理;边缘检测 |
| 摘要： | 随着国民经济的发展，道路运行车辆的逐年增加，高速公路网络逐渐形成。但是，我国的高速公路收费系统，大多还是采用人工收费方式，由于收费时间长且效率低，导致收费站因车辆排队缴费而成为车辆快速通行的弊端之一。为了适应现代化交通的发展需求，本文讨论了一种基于超高频射频识别(UHF RFID，Ultrahigh FrequencyRadio Frequency Identification)技术的不停车收费系统，并对该系统的关键技术进行了分析与研究。 首先，在讨论目前高速公路收费系统现状的基础上，介绍了基于UHF RFID技术的不停车收费系统，从其框架、功能等方面进行了介绍，指出了系统应用到的关键技术，如防碰撞技术和车型图像识别技术。 其次，介绍了UHF RFID系统，对LIHF RFID系统的结构、通信标准、工作原理进行了简单介绍。接下来对UHF RFID通信标准里的三种防碰撞算法分别进行了介绍。 介绍了Type A标准中的经典算法-ALOHA算法及其扩展的一些算法。并从数学方法和仿真方法两方面分别对这些算法进行了说明。通过论证可知，现有的概率型防碰撞算法有一定的缺点，识别效率普遍偏低，只是适用一些特殊的场合。 在确定型防碰撞算法的基础上提出了一种改进算法IRBS算法。并在Matlab仿真平台上进行仿真，结果表明IRBS算法能有效降低搜索的总次数和减少每次命令传送的数据长度，从而能够迅速有效地识别出电子标签。 分析了ISO18000-6C标准中的时隙随机(SR)防碰撞算法，在SR算法的基础上提出了改进算法ISR算法。该算法根据首次识别的标签碰撞情况来估算需要识别的标签数量，进而合理的设置Q值。并对ISR算法进行了仿真，结果表明ISR算法在通信次数和标签识别效率方面都优于SR算法，有效地提高了标签识别性能。 最后，在不停车电子收费系统的实际应用中，为了避免诸如大型客车车主私自将UHF RFID电子标签的信息进行更改，以达到少交费的目的，因此，对车型的识别是很重要的。本文研究了一种基于图像处理模式的识别技术，并讨论了灰度变换、中值滤波、边缘检测等方法来实现对图像的轮廓提取。 本文主要研究了不停车收费系统中的两类关键技术：UHF RFID防碰撞技术和车型图像识别技术。重点是在研究防碰撞技术中的两大类算法的基础上，分别提出了一种新的改进算法。理论分析与实验结果均表明了改进算法的优良特性；最后通过仿真实验说明了不停车收费系统中车型识别的过程。 |
| 作者： | 樊文静 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 陈镜超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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