引 言

隨著我國經濟發(fā)展和對交通運輸需求的增長，傳統(tǒng)收費模式已成為制約高速公路通行能力的瓶頸。電子不停車收費（Electronic Toll Collection，ETC）作為解決這個瓶頸的有效手段已經成為高速公路收費的主要發(fā)展方向[1]。尤其是近兩年，隨著ETC 系統(tǒng)全國聯(lián)網(wǎng)的推進，ETC 用戶的數(shù)量越來越多，眾多廠家和型號的電子標簽運行于全國的ETC 系統(tǒng)中， 由于各個廠家、各個型號，甚至同型號的每臺電子標簽之間都存在著前、反向鏈路參數(shù)不一致的情況，這樣就導致了在同一個收費站點的路測設備（RSU）下，交易范圍的大小參差不齊，抑或嚴重的鄰道干擾和跟車干擾問題，使得客戶感受變差、投訴增多，不利于全國聯(lián)網(wǎng)的推進。已有技術中，大多是通過結構上留出撥碼等類型的開關等裝置，選配 2 到 3 檔的靈敏度，由用戶根據(jù)經驗選擇 2到 3檔的接收靈敏度，以適應不同車輛風擋玻璃衰減量不一致的情況。但是與眾多車型相比， 僅僅 2到 3檔是完全不能夠滿足各式車輛的差異要求的，并且這種補償是離散的而非連續(xù)的。本文主要論述了一種新型 ETC 電子標簽自校準方法，能夠根據(jù)實際應用場景進行發(fā)射功率及接收靈敏度的自適應調整，以解決不同車輛風擋玻璃對射頻信號衰減量不同導致標簽交易范圍不同的不足。

1 系統(tǒng)的總體設計方案 [2,3]

本文的解決方法是提供一種電子標簽及其功率校準方法、校準設備及校準系統(tǒng)，能夠根據(jù)實際應用場景進行發(fā)射功率及接收靈敏度的自適應調整，以解決不同車輛風擋玻璃對射頻信號衰減量不同導致標簽交易范圍不同的不足。

為解決上述技術問題，本文論述了一種校準方法，應用于電子收費系統(tǒng)，校準設備包括參數(shù)設置裝置和校準信息發(fā)送鏈路，參數(shù)設置裝置用于設定校準信息 ；校準信息發(fā)送鏈路用于向電子標簽發(fā)送所述校準信息 ；其中，校準信息包括不含車輛風擋玻璃衰減的標準功率等級信息。校準設備還包括定位裝置、數(shù)據(jù)接收鏈路和微控制單元，其中定位裝置用于保證所述校準設備與所述電子標簽的間距固定 ；數(shù)據(jù)接收鏈路用于接收所述電子標簽的自適應調整完畢信號或者校準結束信號，并發(fā)送給所述微控制單元 ；微控制單元用于接收到所述自適應調整完畢信號后，控制校準信息發(fā)送鏈路向所述電子標簽發(fā)送所述設定的校準信息以及接收到所述校準結束信號后， 結束當前校準過程。校準設備的框圖如圖 1 所示。

本文還論述了可以用于自校準的電子標簽設計，應用于電子收費系統(tǒng)。電子標簽包括前向發(fā)射鏈路，用于接收校準信息并發(fā)送給微處理單元，其中所述校準信息包括不含車輛風擋玻璃衰減的標準功率等級信息以及根據(jù)接收到的調整信號調整發(fā)射功率 ；信號強度檢測鏈路，用于根據(jù)檢測到的射頻信號強度，得到實際功率等級信息并發(fā)送給所述微處理單元 ；微處理單元用于根據(jù)接收到的標準功率等級信息和通過實際功率等級信息得到車輛風擋玻璃的衰減量，并根據(jù)得到的所述衰減量確定是否需要進行校準，如果確定需要進行校準，則計算需要調整的發(fā)射功率和 / 或接收靈敏度，并分別發(fā)送相應的調整信號給前向發(fā)射鏈路和反向接收鏈路 ；反向接收鏈路用于根據(jù)接收到的調整信號調整接收靈敏度。如果確定需要進行校準，則微處理單元還可通過所述前向發(fā)射鏈路向校準設備發(fā)送自適應調整完畢信號 ；如果確定不需要進行校準， 則通過所述前向發(fā)射鏈路向校準設備發(fā)送校準結束信號。電子標簽的框圖如圖 2 所示。

2 系統(tǒng)的工作流程 [4]

電子標簽功率校準系統(tǒng)的具體工作過程描述為 ：在安裝時，將電子標簽貼裝在車輛的風擋玻璃上，將校準設備安裝在車輛風擋玻璃外正對標簽，并且與電子標簽的距離可以由校準設備的定位裝置保證。將當?shù)氐目諝饨殡姵?shù)輸入校準設備（信息錄入模塊），校準設備會根據(jù)經驗公式計算出不含風擋玻璃衰減的值發(fā)送到電子標簽的標準功率等級（也稱作初始功率等級）。

結合圖 3所示的系統(tǒng)工作流程圖，其電子標簽功率校準系統(tǒng)的具體校準過程包括以下步驟：

（1）電子標簽的反向接收鏈路接收校準設備發(fā)送的標準數(shù)據(jù)幀信號 ；該數(shù)據(jù)幀中包含校準設備發(fā)送給電子標簽的功率校準信息，例如不含風擋玻璃衰減的標準功率等級信息。

（13）前向發(fā)射鏈路向校準設備發(fā)送校準結束射頻信號。校準設備收到該校準結束射頻信號后，認為校準已經完成。至此，本次校準過程結束。

3 系統(tǒng)的關鍵硬件鏈路設計

本系統(tǒng)有幾處相對關鍵的鏈路，分別為功率電可調射頻 前向發(fā)射鏈路和接收靈敏度電可調反向接收鏈路，現(xiàn)在分別 描述如下。

3.1 功率電可調射頻前向發(fā)射鏈路 

功率電可調射頻前向發(fā)射鏈路，該前向發(fā)射鏈路具備電 可調整輸出功率等級的功能。如圖 4 所示，該鏈路包括調制器、 功率放大器、電可調衰減器和發(fā)射天線等。調制信號和載波信號經過調制器的調制后到達功率放大器的輸入級，功率放大 器將信號放大，衰減器可以由調整信號進行控制以調節(jié)衰減 的量值，信號經衰減器后由天線發(fā)射出去。

3.2 接收靈敏度電可調反向接收鏈路 

接收靈敏度電可調反向接收鏈路如圖 5 所示，該鏈路具 體包括接收天線、電可調衰減器、解調器、基帶信號放大器、 基帶信號整形模塊。其中，接收天線接收空間的調制信號，衰 減器在調整信號的調解下可以控制衰減量的大小，接收到的 信號經過解調器后解調出基帶信號，基帶信號經過基帶放大 器和整形模塊后轉換為數(shù)字信號，送給微處理器進行處理。 

4 結 語

本文論述的方法具有如下優(yōu)點 ： 

（1）電子標簽具備電可調發(fā)射功率和接收靈敏度的功能 ； 

（2）能夠根據(jù)實際應用場景進行自適應調整，無需人為 干預 ；

（3）調整范圍大，能夠滿足不同種類車輛的差異化需求， 并且調整等級連續(xù)，而非離散點。 

本方法中論述的設備和方案已經設計實現(xiàn)，并且已投入 實際應用，經過實踐證明，這一系統(tǒng)完全滿足設計效果，說明 了文章中所作的分析和討論是合理和實用的。