CN100498845C - 智能高速公路收费与预警系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种智能高速公路收费与预警系统及其方法，属电子信息领域，由有源射频卡A、读写卡器B、电子路标C、联网服务器D组成；有有源射频卡A的车辆可远距离与读写卡器B信息交换，通过不停车收费口；无卡车辆入路领卡时，由值班人员将该车辆信息经电脑和读写卡器B写入有源射频卡A；有有源射频卡A的车辆高速通过途中的每个电子路标C时，会收到电子路标C发出的信息，有源射频卡A便记录了该车辆的路径信息、并将车辆信息回复给电子路标C；电子路标C经公共网把采集的信息无线送给联网服务器D，使公路管理部门实现科学调度；有源射频卡A收到电子路标C或前面车辆有源射频卡A的报警信息则声光提示预警。

Description

智能高速公路收费与预警系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种智能高速公路收费与预警系统及其方法，属于电子信息领域，是现有高速公路收费系统、高速公路安全预警系统的升级、换代产品。

背景技术

截至2005年底，中国高速公路通车里程已达4万公里，位居世界第二，全球高速通车里程已经超过24万公里。广东省2004年年底开通了联网收费系统，采用“电子标签、车载单元、双界面IC射频卡”实现了全省范围的联网单车道不停车收费，但其目前只满足收费的功能，无法确定车辆实际行走的路径；另外采用这种收费方式，必须建造专用的收费车道，而这种专用收费车道的造价，是人工收费车道的好几倍，设备也比较复杂，通车速度慢。未来高速公路的管理目标就是要实现：按车辆实际行驶的路径和里程收费、安全预警，实现收费系统和预警系统的廉价兼容，最终达到“人、车、路”三者的信息实时沟通。

为解决高速公路的合理收费、兼顾自动与半自动收费功能，申请号是200410016817.4的专利发明申请公布了一种利用IC卡收费的“用于高速公路收费系统的车载单元”，但此发明存在如下缺陷：(1)、安装于汽车上的车载单元，安装麻烦、成本高、不方便普及；(2)、车载单元不能与缴费IC卡有机的结合成便携式个体；(3)、不能记录所经过路段的坐标信息，也不能用于预警。本发明利用有源射频卡解决了这些问题。

其次、目前的射频卡设备工作原理是阅读器通过发射天线发送一定频率的射频查询信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，标签获得能量被激活并自动将自身编码等信息通过射频卡内置天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行调解和解码，然后通过电脑主机送到后台管理系统进行相应处理。这种射频卡存在如下缺陷：(1)读写数据通讯距离近；(2)数据传输流量小，读写周期长；(3)在快速移动的环境下无法使用；(4)信息数据存储量小；(5)防冲突能力差；(6)功能单一，不易扩展用途。

再次、专利申请号是02153172.2的专利申请公布了一种智能高速公路预警系统，但是该系统存在着体积大、不能与收费系统兼容、远距离无线联网占用专用信道、成本太高的缺陷。为了解决这些问题我们发明了智能高速公路收费和预警系统及其方法。

发明内容

本发明智能高速公路收费与预警系统及其方法的目的是提供一种停车收费与不停车收费兼容、按车辆行驶路径合理收费、安全预警、高性价比的智能高速公路管理系统及方法。

本发明的技术方案包括有源射频卡A、读写卡器B、电子路标C、联网服务器D四个部分组成；已拥有有源射频卡A的车辆可远距离与不停车收费口读写卡器B信息交换，有源射频卡A会语音提示是否可以通过不停车收费口进入高速公路；普通车辆入路领卡时，由值班人员或车牌自动识别将该车辆信息经电脑和读写卡器B写入有源射频卡A；配有有源射频卡A的车辆以小于150公里/小时速度通过路途中的每个电子路标C时，会收到电子路标C发出的路径信息，有源射频卡A便记录了该车辆的路径信息、并将车辆信息回复给电子路标C；电子路标C经公共网把采集的信息无线送给联网服务器D，使公路管理部门5获取路况信息，通过联网服务器D给相关电子路标C发布调度指令；有源射频卡A收到电子路标C或前面车辆有源射频卡A的报警信息则声光提示预警。

本发明与现有高速公路收费、预警系统相比较具有的有益效果是：

1、通过有源射频卡A可与各种读写卡器B和电子路标C之间采用多信道双向无线数字通讯，可实现工作状态识别、数据交换、记存车辆行驶路径、自动收费、自动及手动预警；有效提高了公路的运营效率，杜绝了收费员作弊、车辆换卡逃费、车辆逃费冲关。

2、电子路标C的设置减少了高速公路上的收费站、杜绝了频繁停车缴费的现象；真正实现高速公路收费“一卡通”，提高了高速公路运载量和运行效率。

3、通过电子路标C和联网服务器D的通讯，实现车辆行驶当前状况数据联网，智能化交通定位监控；通过向某电子路标C发送报警信息，该路段携带有源射频卡A的车辆便收到路况信息而实现安全预警；通过有源射频卡A向电子路标C发送报警信息实现准确定位的网络化预警。

4、本系统有源射频卡A的读写数据通讯距离≥150米；多信道工作、数据传输流量大、无线通讯距离远；能在快速移动的环境下正常使用，读写码车速≤150公里/小时；信息数据存储量大；防冲突能力强；通过对不停车收费口或人工收费口读写卡器B、电子路标C的智能判断，跳变不同功率与信道的射频信号实现可靠通讯。

5、有源射频卡A取代了“汽车上安装车载单元与IC卡结合”的形式，其体积小、方便携带和普及，同样可以适用于自动、半自动收费系统，与现有高速公路管理系统的结合方便；

6、联网服务器D的无线联网信号传输采用现有的公共网，组网快、成本低，实现车辆行驶当前状况数据实时化监控。

7、本系统具备快速不停车收费功能，用户事先购买有源射频卡A并预存有一定缴费金额，当车辆快要进入或离开高速公路时，有源射频卡A会被读写卡器B人工或自动识别、确认、计费和收费，真正实现快速不停车收费，可以兼容或逐步取消人工的收费岗亭。

8、本系统还可以用于监狱、军队、媒矿、物流、停车等多个领域。

附图说明

图1是本发明的组成图

图2是本发明的有源射频卡的方框图

图3是本发明的读写卡器的方框图

图4是本发明的电子路标的方框图

具体实施方式

本发明的组成图1中，A为有源射频卡、B为读写卡器、C为电子路标、D为联网服务器。

如果已拥有有源射频卡A的车辆可远距离与不停车收费口读写卡器B信息交换，有源射频卡A会语音提示是否可以通过不停车收费口进入高速公路；普通车辆入路领卡时，由值班人员或车牌自动识别将该车辆信息经电脑和读写卡器B写入有源射频卡A；配有有源射频卡A的车辆以小于150公里/小时速度通过路途中的每个电子路标C时，会收到电子路标C发出的路径信息，有源射频卡A便记录了该车辆的路径信息、并将车辆信息回复给电子路标C；电子路标C经公共网把采集的信息无线送给联网服务器D，使公路管理部门5获取路况信息，通过联网服务器D给相关电子路标C发布调度指令；有源射频卡A收到电子路标C或前面车辆有源射频卡A的报警信息则声光提示预警。

图2为本发明有源射频卡A的方框图，11为中央处理器、12为加速度传感器、13为显示屏、14为收发模块、15为语音电路、16为发声器、17为控制开关、18为电源模块。

有源射频卡A的收发模块14采用数字化频合技术可以通过中央处理器11改变功率和切换多个信道。

本发明有源射频卡A区别于一般射频卡通过读写器的信号激活、被动做出反映的工作原理，有源射频卡A是有源射频卡，其内部采用低功耗远距离收发模块14、低功耗中央处理器11、工作程序软件；有源射频卡A通过中央处理器11控制电源模块18为收发模块14提供充分的能量，使发射功率增大，收发模块14和中央处理器11的低功耗特性减少了有源射频卡A内部能量的消耗，收发模块14内采用的螺旋高增益内置天线提高了接收灵敏度和发射效率；有源射频卡A采用与电子路标C、读写卡器B相同的信道读写信息，有源射频卡A与电子路标C、读写卡器B之间都是主动、独立的通信个体，相互可实现9.6Kbps以上的高速数据传输、高速移动情况下准确收发信号、通讯半径可大于150米。

有源射频卡A通过其与电子路标C、读写卡器B的软件通信协议智能判断接收信号的功率、信道，采用不同的回复功率；有源射频卡A可通过对读写卡器B的信号判断，决定采用F1信道或F2信道，并以小于1dBm功率发射、接收信号，以减少发卡站口的射频信号干扰；有源射频卡A可通过对电子路标C的信号判断，决定采用F1信道或F2信道，并以大于10dBm功率发射、接收信号，以保障远距离、高速度情况下射频信号的发射；通过对高速公路不停车收费口读写卡器B所发射不同信道和功率的信息进行判断而完成相应的信息交换，在高速公路不停车收费口处用F3信道、F4信道和大于10dBm功率与读写卡器B交换信息，实现快速不停车收费。

每一个有源射频卡A有唯一的身份码ID，可射频写入车牌号码、车型、级别、发卡时间、预存缴费金额等信息；普通车辆入路时，在高速公路人工收费口，读写卡器B检测到有有源射频卡A时，通过F1信道发出询问指令；有源射频卡A通过收发模块14用F1信道接收信号，然后转为F2信道回复发射身份码ID；读写卡器B控制计算机自动弹出新档案表，通过计算机人工或自动录入车牌号码、车型、级别等信息，该信息通过读写卡器B采用F1信道发射给有源射频卡A收发模块14，收发模块14采用F1信道接收并发送给有源射频卡A中央处理器11存储，中央处理器11通过收发模块14用F2信道回复录入的信息，读写卡器B判断后发出相应提示音，该有源射频卡A的数据自动进入联网服务器D；如果录入信息错误，拿开卡再放一次会再重复读写一遍。有源射频卡A与读写卡器B通讯功率小于1dBm。

普通车辆出路时，在人工收费车道服务窗口，读写卡器B检测到有有源射频卡A放上时，采用F1信道发出询问指令，有源射频卡A通过收发模块14采用F1信道接收该询问指令，收发模块14再采用F2信道回复发射身份码ID、路径信息，计算机自动弹出该卡在发卡时录入的车牌号码、车型、级别和经过的电子路标C发送的相关信息，经计算机配合软件判断正确后，发出正确提示音，计算机计算出缴费金额后进行人工缴费。

车主预先到高速公路管理部门下设的售卡窗口购买有源射频卡A时，售卡窗口处的读写卡器B用F5信道、F6信道、小于1dBm功率进入工作状态，为预售有源射频卡录入特定车辆、车主、存储金额等信息；信息的录入程序与在高速公路收费站口的方式一样，建立的数据库自动进入联网服务器D。

拥有有源射频卡A的车辆入路时，在距离高速公路不停车收费口150-200米范围内，有源射频卡A收发模块14采用F3信道接收到读写卡器B用F3信道发射的询问信息，并由中央处理器11判断确认，若有一定存款余额便控制语音电路15通过发声器16发出可以通过不停车收费口进入高速公路的语音提示；若没有存款余额便控制语音电路15通过发声器16发出走人工收费口进入高速公路的语音提示，车辆驾驶员将有源射频卡A交给人工收费口的服务人员通过读写卡器B录入该车辆信息。

拥有有源射频卡A的车辆出路时，在距离高速公路不停车收费口150-200米范围内，有源射频卡A收发模块14采用F3信道接收到读写卡器B用F3信道发射的询问信息，并由中央处理器11判断确认后，控制收发模块14用F4信道回复自身ID。不停车收费口的读写卡器B调用联网服务器D的该卡最新路径信息及结算信息，读写卡器B采用F3信道将该信息发送给该有源射频卡A的收发模块14。中央处理器11运算后改写原有卡内余额与网络服务器D的数据对应，并控制语音电路15通过发声器16发出从不停车收费口出路及缴费金额的语音提示。

有源射频卡A在上下道距离电子路标C200-300米时，有源射频卡A通过加速度传感器12检测到车辆的动态信号，中央处理器11接收到加速度传感器12检测的动态信号后控制收发模块14采用F1信道延时10分钟间断接收，接收到电子路标C发射的路标信息由中央处理器11记存，并运算产生回复给电子路标C的随机时间常数，该随机时间常数来防止数据通讯冲突干扰；收发模块14转为F2信道延时发射有源射频卡A的身份码ID，发射功率大于10dBm，然后返回到F1信道等待接收电子路标C确认信息，在0.5秒钟内没有收到确认信息再重复上述过程，当收到确认信息后即完成数据交换，睡眠3分钟后再间断接收，实现节电功能。

放在行驶车辆上的有源射频卡A收发模块14采用F1信道接收到所经过电子路标C的报警信息，该信息通过中央处理器11处理后控制语音电路15使发声器16发出各种报警提示；当有源射频卡A收到电子路标C唤醒码路标信息，有源射频卡A的语音电路15通过发声器16发出对应语音提示后按动控制开关17相应键，收发模块14采用F2信道发出求救信号给电子路标C，然后转为F1信道等待接收电子路标C确认信息；电子路标C通过公共网收发模块36把报警信息发送到联网服务器D，使公路管理部门了解车辆求助信息。

有源射频卡A的加速度传感器12检测到撞车急减速≥5.6米/秒时，把检测信号传送给中央处理器11，中央处理器11控制收发模块14采用F2发射相应报警信号给后随车辆的有源射频卡A和相关位置的电子路标C，实现高速公路撞车事故报警。

图3为本发明读写卡器B的方框图，包括中央处理器21、USB接口22、发射模块23、红外传感器24、声光提示25、接收模块26。

读写卡器B发射模块23与接收模块26采用数字化频合技术可以通过中央处理器21改变功率和切换多个信道。

每个收发卡人工收费口、不停车收费口、售卡窗口内，设有读写卡器B，通过USB接口22与联网的计算机连接。高速公路管理部门可通过由USB接口连接的计算机控制读写卡器B采用不同的信道和功率分别进行高速公路人工收费口和高速公路不停车收费口的信息处理工作。当读写卡器B安装在人工收费口进出口处时可通过计算机控制读写卡器B用F1信道、F2信道、小于1dBm功率进入工作状态，实现停车缴费功能；高速公路管理部门下设的售卡窗口处的读写卡器B用F5信道、F6信道、小于1dBm功率进入工作状态，为预售有源射频卡录入特定车辆、车主、存储金额等信息；当读写卡器安装在不停车收费口进出口处时可通过计算机控制读写卡器B用F3信道、F4信道、大于10dBm功率进入工作状态，实现远距离、快速不停车缴费功能。

本发明的有源射频卡A适用于自动或人工高速公路收费管理系统。普通车辆在进入高速公路时通过收费站口发卡、出高速公路时通过收费站口收卡的缴费形式是属于本发明人工收费方式的应用，有源射频卡A需要在入路时通过读写卡器B写入车辆信息和在出路时进行人工缴费。

在高速公路人工收费发卡服务窗口，读写卡器B的红外传感器24检测到有有源射频卡A放上时，通过发射模块23采用F1信道发出询问指令，发射功率小于1dBm，有源射频卡A采用F2信道回复发射身份码ID，发射功率小于1dBm，接收模块26接收到回复信息后计算机自动弹出新档案表，可人工或自动录入车牌号码、车型、级别等信息，该信息通过读写卡器B发射模块23采用F1信道写入有源射频卡A；有源射频卡A用F2回复录入的信息，读写卡器B通过接收模块26接收信息并发送给中央处理器21，中央处理器21判断该有源射频卡A的内部信息与录入信息是否一致，然后通过声光提示25发出相应提示音。

在收费车道服务窗口，读写卡器B的红外传感器24检测到有有源射频卡A时，通过发射模块23采用F1信道发出询问指令，有源射频卡A通过收发模块14采用F2信道回复发射身份码ID和车辆信息，读写卡器B通过接收模块26采用F2信道接收该信息并发送给中央处理器21；计算机自动弹出该卡在发卡时录入的车牌号码、车型、级别和经过的路标信息，经计算机判断正确后，发出正确提示音，然后进行缴费。

在高速公路管理部门下设的售卡窗口，读写卡器B的红外传感器24检测到预售出的有源射频卡A放上时，通过发射模块23采用F5信道发出询问指令，发射功率小于1dBm，有源射频卡A采用F6信道回复发射身份码ID，发射功率小于1dBm，接收模块26接收到回复信息后计算机自动弹出新档案表，可人工或自动录入车牌号码、车型、级别、车主、预存金额等信息，该信息通过读写卡器B发射模块23采用F5信道写入有源射频卡A；有源射频卡A用F6回复录入的信息，读写卡器B通过接收模块26接收信息并发送给中央处理器21，中央处理器21判断该有源射频卡A的内部信息与录入信息是否一致，然后通过声光提示25发出相应提示音。信息的录入程序与在高速公路收费站口的方式一样，建立的数据库自动进入联网服务器D。

拥有有源射频卡A的车辆可以通过高速公路不停车收费口直接进入高速公路。在高速公路的不停车收费口入口处设有读写卡器B，此处读写卡器B发射模块23用大于10dBm功率、F3信道询问进入其覆盖范围内的预存有缴费金额的有源射频卡A；当有有源射频卡A接收到询问信号并回复自身ID信息后，接收模块23把采用F4信道将接收的有源射频卡A的ID信息发送给中央处理器21，中央处理器21通过USB接口调出不停车收费口站口处计算机内存储的相应ID的有源射频卡A的金额信息。中央处理器21根据计算机发送的有源射频卡A的信息，控制发射模块23向有源射频卡A发射是否允许车辆进入不停车收费口的指令信息，从而实现快速不停车入路。

在高速公路的不停车收费口出口处设有读写卡器B，此处读写卡器B发射模块23用大于10dBm功率、F3信道询问进入其覆盖范围内准备出路的有源射频卡A；当有有源射频卡A接收到询问信号并回复自身ID信息后，接收模块23把采用F4信道将接收的有源射频卡A的ID信息发送给中央处理器21，中央处理器21通过USB接口调出不停车收费口出口处计算机内存储的相应ID的有源射频卡A的所经过路径的信息。中央处理器21根据计算机发送的有源射频卡A的路径信息，自动完成对该有源射频卡A的缴费工作，并控制发射模块23向有源射频卡A发射缴费数额的信息，有源射频卡A通过语音提示车辆驾驶者本次通行缴费金额和所剩余额，从而实现快速不停车缴费。

图4是电子路标C的方框图，包括中央处理器31、发射模块32、存储器33、防盗传感器34、太阳能电池35、公共网收发模块36、可见度传感器37、导航灯38、接收模块39组成。

电子路标C的发射模块32和接收模块39采用了数字化频合技术可以通过中央处理器31改变功率和切换多个信道。

电子路标C固定在高速路上下道中间位置，根据地理坐标调整太阳能电池35的角度，以充分利用太阳光能为电子路标C充电，在连续小于15天没有阳光时能保障电子路标C的正常工作。

电子路标C发射模块32采用F1信道，不间断发射路标信息及对卡的回复确认信息给有源射频卡A，来唤醒上下道进入200-300米范围的车辆上的有源射频卡A，放有有源射频卡A的车辆在上下道距离电子路标C200-300米时，接收到电子路标C发射的路标唤醒信息后，电子路标C通过接收模块39采用F2信道等待接收有源射频卡A发射的身份码ID，当电子路标C的中央处理器31确认收到有源射频卡A发射的身份码ID并储存到存储器33后，通过发射模块32采用F1信道将该卡的确认信息插入到常发的路标信息发射给对应的有源射频卡A。

电子路标C的公共网收发模块36与高速公路管理部门的联网服务器D为双向无线通讯。电子路标C在收到有源射频卡A正确的信息数据后，将其存入存储器33确认队列缓存区，该缓存区遵循先进先出的数据流程，新采集的信息数据自动插入唤醒队列数据区中，并由中央处理器31控制公共网收发模块36将存储器33内的复合数据集中发送给联网服务器D；联网服务器D也能将其他路段的路况信息和高速公路管理部门的指令发送给电子路标C，由电子路标C的存储器33存储并发送给该路段车辆上的有源射频卡A，实现报警功能；实际上电子路标C起了到有源射频卡A与联网服务器D的信息数据联网的中转作用；电子路标C与联网服务器D之间发送信息的间隔时间可以通过管理系统软件设定。

当有有源射频卡A的车辆进入电子路标C的无线覆盖范围时，电子路标C的中央处理器31便调取存储器33内存储的路况信息，并通过发射模块32发送给有源射频卡A，有源射频卡A发出相应声光提示给车辆驾驶员。

当有源射频卡A发送报警信息给电子路标C时，电子路标C的发射模块32把收到的报警信息经中央处理器31存储到存储器33，并通过公共网收发模块36发送给联网服务器D实现报警。

当有人为破坏或盗取电子路标C时，防盗传感器34检测到的信号通过中央处理器31处理后由公共网收发模块36发送给联网服务器D报警。

高速公路在雨、雪、雾的天气，电子路标C的可见度传感器37检测到光线可见度低于正常情况时，发送信号给中央处理器31，中央处理器31控制导航灯38开启，从而实现恶劣天气导航。

电子路标C适应的最大车流量，假设距离电子路标C150米半径内路段每辆车车速为150公里/小时，即36米/秒，上下道共为八车道，平均每辆车间距100米，有效无线覆盖的300米路段车辆最多24辆；每辆车有源射频卡A回复信息的时间确定在30ms～100ms之间，平均占用0.1秒，24辆共需2.4秒，每辆车以150公里/小时通过无线覆盖区300米共需要8.3秒，因此8秒内能可靠处理24辆车的信息交流，已能达到极限要求。

本发明联网服务器D的功能配合系统软件实现，主要功能包括：

对全部有源射频卡A、读写卡器B、电子路标C的身份管理；内部局域网、有源射频卡A、读写卡器B、电子路标C之间具有数据交换、更新、纠错、共享功能；建立各种车型、吨位不同收费标准的数据库和各收费站口读写卡器B、电子路标C对应位置的里程数据库。

全网的合法终端可通过输入密码实现查询某车辆路径、时间、位置的信息以及任何电子路标C对应位置的车流量和路况信息。全网的合法终端通过输入密码可向电子路标C发射报警提示信息。

有源射频卡A提前缴费数据库，实现不停车收费，该数据库具有连续不间断的对全部预存有金额的有源射频卡A内部金额进行核算的功能，联网服务器D把核算结果有线发射给高速公路不停车收费口进出口处的读写卡器B，支持多用户访问，各种历史数据备份；有源射频卡A在一定的金额范围内具有信用缴费功能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明技术实施的任何简单修改、变更与等效结构变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种智能高速公路收费与预警系统及其方法，其特征是：由有源射频卡A、读写卡器B、电子路标C、联网服务器D四个部分组成；已拥有有源射频卡A的车辆可远距离与不停车收费口读写卡器B信息交换，有源射频卡A会语音提示是否可以通过不停车收费口进入高速公路；普通车辆入路领卡时，由值班人员或车牌自动识别将该车辆信息经电脑和读写卡器B写入有源射频卡A；配有有源射频卡A的车辆以小于150公里/小时速度通过路途中的每个电子路标C时，会收到电子路标C发出的路径信息，有源射频卡A便记录了该车辆的路径信息、并将车辆信息回复给电子路标C；电子路标C经公共网把采集的信息无线送给联网服务器D，使公路管理部门5获取路况信息，通过联网服务器D给相关电子路标C发布调度指令；有源射频卡A收到电子路标C或前面车辆有源射频卡A的报警信息则声光提示预警。

2.根据权利要求1所述的智能高速公路收费与预警系统及其方法，其特征在于：所述的有源射频卡A区别于一般射频卡通过读写器的信号激活，被动做出反映的工作原理，有源射频卡A是有源射频卡，其内部采用低功耗远距离收发模块14、低功耗中央处理器11、工作程序软件；有源射频卡A的中央处理器11控制电源模块18为收发模块14提供充分的能量，使发射功率增大，收发模块14和中央处理器11的低功耗特性减少了有源射频卡A内部能量的消耗，收发模块14内采用的螺旋高增益内置天线提高了接收灵敏度和发射效率；有源射频卡A采用与电子路标C、读写卡器B唤醒信号相同的信道读写信息，有源射频卡A与电子路标C、读写卡器B之间都是主动、独立的通信个体，相互之间可实现9.6Kbps以上的高速数据传输、高速移动情况下准确收发射频信号、通讯半径可大于150米。

3.根据权利要求1所述的智能高速公路收费与预警系统及其方法，其特征在于：所述的有源射频卡A通过其与电子路标C、读写卡器B的软件通信协议，有源射频卡A智能判断接收信号的种类，采用不同的回复发射功率；有源射频卡A可通过对读写卡器B的信号判断，决定采用F1信道或F2信道，并以小于1dBm功率发射、接收信号，以减少发卡站口的信号干扰；有源射频卡A可通过对电子路标C的信号判断，决定采用F1信道或F2信道，并以大于10dBm功率发射、接收信号，以保障远距离、高速度情况下射频信号的收发；通过对高速公路不停车收费口处读写卡器B所发射不同信道和功率的信息进行判断而完成相应的信息交换，在高速公路不停车收费口处用F3信道、F4信道和大于10dBm功率与读写卡器B交换信息，实现快速不停车收费。

4.根据权利要求1所述的智能高速公路收费与预警系统及其方法，其特征在于：所述的读写卡器B在不同的车道进出口处采用不同的信道和功率与有源射频卡A交换信息，高速公路管理部门可通过由USB接口连接的计算机控制读写卡器B采用不同的信道和功率分别进行高速公路人工收费口和高速公路不停车收费口的信息处理工作；当读写卡器B安装在人工收费口时可通过计算机控制读写卡器B用F1信道、F2信道、小于1dBm功率进入工作状态，实现停车缴费功能；高速公路管理部门下设的售卡窗口处的读写卡器B用F5信道、F6信道、小于1dBm功率进入工作状态，为预售有源射频卡录入特定车辆、车主、存储金额等信息；当读写卡器安装在不停车收费口处时可通过计算机控制读写卡器B用F3信道、F4信道、大于10dBm功率进入工作状态，实现快速不停车缴费功能。

5.根据权利要求1所述的智能高速公路收费与预警系统及其方法，其特征在于：电子路标C的公共网收发模块36与高速公路收费联网服务器D为双向无线通讯；电子路标C在收到有源射频卡A正确的信息数据后，将其存入存储器33确认队列缓存区，该缓存区遵循先进先出的数据流程，新采集的信息数据自动插入唤醒队列数据区中，并由中央处理器31控制公共网收发模块36将存储器33内的复合数据集中发送给联网服务器D；联网服务器D也能将其他路段的路况信息和高速公路管理部门的指令发送给电子路标C，由电子路标C的存储器33存储并发送给该路段车辆上的有源射频卡A，实现报警功能；实际上电子路标C起了到有源射频卡A与联网服务器D的信息数据联网的中转作用；电子路标C与联网服务器D之间发送信息的间隔时间可以通过管理系统软件设定。

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