CN1439549A - 分布式车辆无线电查询法及车辆户籍网络管理系统 - Google Patents

Abstract

一种能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及该方法所使用的设备——车辆户籍网络管理系统。这种方法和设备能够有效地监测机动车辆在某行驶道上的数目，以及能同时识别多辆机动车的属性。为交通网络管理和路桥、停车场、高速公路全自动收费提供车辆的各种准确数据。车辆户籍网络管理系统是一种以电子车牌(IC卡)和电子行驶证(车载信息处理系统)为基础，以互联网为通讯工具，以电子计算机为信息处理中心，能对各种车辆进行有效管理和多种自动化服务，覆盖全国范围的大型数据库管理系统。

Description

分布式车辆无线电查询法及车辆户籍网络管理系统

                              一、基本特点

本发明属于车辆户籍网络管理系统中应用技术的一部分，主要内容是关于机动车辆的监测、定位和识别的新方法，以及该方法使用的设备：车辆户籍网络管理系统(简称CWGS(CHE-LIANG WANG-LUOGUAN-LI SYSTEM))。

车辆户籍网络管理系统利用现代电子技术和计算机网络技术将车辆户籍管理、交通收费管理、红绿灯控制、失盗车辆和肇事逃逸车辆的追踪、以及与车辆相关的各种服务融为一体，实现车辆管理自动化、动态化、实时化，它将给我国的车辆户籍管理带来革命性的进步。

目前国内外对机动车辆进行动态监测、定位的方法有三种：

第一种是采用卫星定位系统。简称GPS系统，是在机动车上安装一个卫星定位系统信号接收和地面无线电发送装置及编码器，每辆机动车都拥有一个自己专用的编码。通过接收卫星定位系统的信号，对来自不同方向信号的相位差数据进行计算，求出本机动车的相对坐标位置，并通过车上的无线电发送装置把信号传给通信网络，再由通信网络把机动车的编码和位置数据汇集到信息处理中心。这种方法定位精度不够高，设备成本很高，日常运转中还需支付一笔通信网络租贷费用，难以在城市交通网络管理系统中使用。

第二种是采用蜂窝无线电定位系统。这种方法可借用现有的GSM或CDMA手机通信网络设备，不断向周围发送带有位置信息的信号，在机动车上装有无线电收发装置和编码器，其工作原理也是通过接收不同方向发来信号存在的相位差，再由相位差求出接收装置所处的坐标位置。这种方法设备投资成本仍然很高，而且随着市政建设的发展，该网络的边界条件需要频繁变动，不仅花费大，而且严重影响定位效果，其定位精度比GPS系统差。

第三种为塔台交错定位法，在城市周围建立三个或以三个为一组的高架铁塔，并安装无线电发射装置，向区内所有的机动车接收装置发送信号，接收装置通过接收信号的相位差就可以换算出自己所处的坐标位置。这种系统受高层建筑反射和遮挡的影响很严重，从而产生许多盲区，使用受到很大限制。

以上三种现有技术的共同点都是通过同时接收不同方向传来的信号，根据信号的相位差进一步求出接收装置所处的坐标位置，然后再通过发送装置和通信网络把机动车的信息传送给信息处理中心。这几种方法测量精度差(特别是对于高速运动的机动车辆)，信息处理速度慢，无法用于机动车流量大的高速公路全自动收费站和城市交通红绿灯控制。

除了上面三种定位方法之外，对于高速公路自动收费站，目前国内外对机动车辆属性进行识别的方法也有三种。

第一种是摄像技术。在监测点用摄像机把机动车的外貌特征和车牌号码进行摄取，然后进行图象识别处理。优点是成本低，缺点是受图象摄取角度、光线、照明度、以及机动车辆的距离和运动速度等因素限制，防伪性能差，图象识别处理速度慢。

第二种是微波信号监测技术。在监测点安装一个微波信号发射和接收装置，在被监测的机动车辆身上也安装一个与之相对应的，用微带天线接收发送的微波装置，并内嵌编码器。当被监测车辆进入监测装置的有效作用距离范围时，监测装置向被监测车辆的微波接收装置发射微波信号，被监测车辆的微波接收装置接收到微波信号后，首先是把微波能量转化成直流电存储于电容器中，然后向编码器供电，编码器又把电能通过调制转化成微波信号向监测端接收装置发送，这是一个问答式查询过程。微波信号监测技术的优点是，能精确和快速检测、识别车辆的属性；缺点是成本很高，另外由于微波方向性很强，以及微带天线接收发送信号的能量很小，所以其作用距离很短，特别是在下雨天气时，其作用距离更短，很可能无法正常工作。

第三种是无线电自动识别技术。在监测点安装一个无线电信号发射和接收装置，在被监测的机动车辆上也安装一个与之相对应的无线电信号发射和接收装置，并内嵌编码器。其工作原理与微波信号监测技术很相似，只是使用工作频率不同，以及车载的无线电信号发射和接收装置不是从对方接收能量，而是由自己的车载直流电源提供能量。其优点是，成本低，作用距离远；缺点是方向性很差，当监测点向一辆车进行查询时，所有接收到信号的车辆都会同时进行回答，很多个信号同时碰撞在一起，一个问题是产生信号堵塞，译码器无法进行译码，另一个是信息处理器无法从众多车辆中选出所爱，在这种情况下监测端无法正常工作。

以上三种现有车辆属性识别技术都存在一个严重缺点，就是只能对单个近距离的目标进行属性识别，且要求目标的运动速度不能快，这样的结果使得信息处理速度变得很慢，无法用于机动车辆流量大的场合，如高速公路全自动收费站和十字街红绿灯动态智能控制。

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能对大流量的机动车辆进行动态监测、定位、属性识别等功能的新技术方法——分布式无线电查询法，以及该方法使用的设备：车辆户籍网络管理系统(CWGS)。这种方法和设备能够有效地监测机动车辆在某行驶道上的数目，以及能同时识别多辆机动车的属性。为交通网络管理和路桥、停车场、高速公路全自动收费提供车辆的各种准确数据；为城市交通管理提供机动车辆动态信息；为全国范围内机动车辆户籍网络管理提供车辆流动实时信息；为失盗车辆和肇事逃逸车辆的追踪提供信息。

完成上述任务的方案如下：

车辆户籍网络管理系统是一种以电子车牌(IC卡)和电子行驶证(车载信息处理器DPA)为基础，以互联网为通讯工具，以电子计算机为信息处理中心，能对各种车辆进行有效管理和多种自动化服务，覆盖全国范围的大型数据库管理系统。

电子车牌(IC卡)是先进的大规模集成化产品，内存车牌号码、车型、发动机号码等车辆法定信息，以及加密信息，防伪性非常高。通过专用读写器可以对电子车牌(IC卡)读出和写入数据。

在每辆车上都装上一个由电子车牌读写器以及具有编码、译码功能的微处理器及无线电信号收发装置相结合构成的车载信息处理器(简称DPA(DATA PROCESS APPARATUS))，它相当于一个电子行驶证。

电子车牌(IC卡)的数据必须要与编码器中的数据相符合的时候，DPA信息处理器才能正常使用。这样可以有效防范车辆换牌、套牌的不法行为，保证每一辆车只有一个唯一合法的身份，车辆只可能与唯一合法电子行驶证对应使用，使其他车无法假冒，保证车辆的行车证件真实可信。当电子车牌(IC卡)的数据与编码器中的数据不相符合的时候，就可认为这个车是非法使用，DPA信息处理器就会自动报警。

我们还对电子车牌的用户码进行非常严格加密，保证电子车牌无法进行非法复制，对于交通管理部门也设定不同层次的权限，防止工作人员利用工作之便越轨谋取私利。

电子车牌对用户的所有资料，如车牌号码、车型、图片、发动机号码，还有用户要求的各项特别服务信息，全部都储存在交通管理数据处理中心的电子计算机系统中，再通过互联网的EDSL(ETHERNETDIGITAL SUBSCRIBER LINE)(以太数据用户网)系统又可以与多个服务部门的计算机系统连接，如银行、税务、公安、路政、维修、检测等。通过与这些不同行业的系统连接就可以实现各种不同的电子自动化服务。

车辆用户在上牌的时候，首先要建立一个专用银行户头，交通管理部门把车辆的资料和用户要求服务的内容全部存入电子计算机系统，并把相关资料也输入电子车牌(IC卡)中。存有数据的电子车牌插入带有无线电收发装置的DPA车载信息处理器中，即可进行各种管理和收费自动化服务。

在那些路桥收费站或者停车场以及交通要道检测点都安装一个与DPA车载信息处理器相对应的地面信息处理器(简称FDPA(FLOOR DATA PROCESS APPARATUS))，主要由一个带微处理器的具有编码和译码以及信号发送和接收功能的信号发送单元和信号接收单元两大部分组成。当车辆与收费站相距约300米左右时，FDPA将向准备通过本站的车辆发出查询信号，DPA收到信号后将把本车的识别信号通过无线电发送装置进行回答，FDPA收到回答信号后，先进行简单数据处理，然后通过EDSL(以太数据局域网)网络系统把数据传送到交通管理数据处理中心的电子计算机系统中进行处理，把过桥过路费准备从银行户头中扣除，然后把处理结果信息返回给FDPA地面信息处理器。这个过程我们称之为信息预处理，最后还要进行确认处理。

在过桥过路收费站的过道地下还埋有一个感应线圈，用来对车辆进行精密定位。此感应线圈有两个功能，一个是能感应到过路车辆的存在，另一个是能向车辆发出无线电信号。当车辆通过收费站的过道时，FDPA不但能对车辆进行精确定位，同时还通过此地下的感应线圈用长波再次向过道车辆发出查询信号，经过再次确认无误后，才把过桥过路费从银行户头中扣除，并通过LED显示屏把相关信息(车型、收费标准、户头帐目等)进行显示。

顺便指出对于车辆与收费站相距多少时，FDPA将向准备通过本站的车辆发出查询信号，这个距离是根据系统的处理速度和车速任意设定的，实际上FDPA地面信息处理器中的查询信号发送器部分是可以与接收系统分离的，它可以安装在收费站以外的任何距离处，它的功能只是触发DPA车载信息处理器发送带有车牌号码信息的信号。例如，设车辆在300米距离内以平均20公里/小时通过收费站，那么可以有54秒的时间供FDPA地面信息处理器进行通信和数据处理。如果时间不够，那么可以把距离增加到500米或600米，要么就让车速减慢。根据目前EDSL(以太数据局域网)网络系统的运行速度，这个时间是绰绰有余的，但对于个别跨大地区网络通讯的情况，目前还很可能偶然会出现通讯堵塞的现象，不过随着网络技术的飞速发展，相信这个问题将很快能解决。另外我们在软件设计方面，采用动态分组，把经常出入本站的车辆分为一组，对组外新成员采用调档注册登记的方法，将可大大提高查询效率。

CWGS车辆户籍网络管理系统对车辆的管理和服务，主要都是通过车上插入有电子车牌和带有无线电收发装置的DPA车载信息处理器来实现的。如要对某城市的车辆进行动态交通管理，只要在城市的所有交通要道上都安装一个FDPA地面信息处理器，用它来对来往车辆进行查询或称地点采样，这个FDPA地面信息处理器可通过EDSL(以太数据局域网)互联网或CDMA通信系统与交通管理中心的计算机系统连接，便可采集各种车辆的交通数据。

交通管理中心有全市范围或所辖区范围的大屏幕电子地图，电子地图精确显示出交通道路和城市街道，并能放大或缩小显示我们所关注的地区和城市道路。电子地图与普通地图的差别是，电子地图具有放大、缩小、漫游、平移等操作功能，所有FDPA地面信息处理器都一一精确地定位在电子地图上，管理中心通过对FDPA扫描查询来收集车辆的位置数据，就可以在电子地图上显示出整个城市车辆的动态交通情况。在电子地图上不但可以看到车辆的流动，还可以看到车辆的车牌号。

当公安交管部门需要查询可疑车辆时，可以对可疑车辆进行锁定，当可疑车辆出现时，立刻自动报警，它跑到哪里，光标就指示到哪里，并能读出它所处的方位，特别情况时还能对该车的布控或跟踪提出建议方案，提示指挥中心人员作相应处理。这个信息很容易通过互联网传送给上级相关部门，对于特大案件在很短的时间内就可以集中各方面的人力和物力资源进行阻截和部署，大大的提高了办案效率和牢牢掌握车辆监管的主动权。

对于还没有建立计算机网络系统的交通管理部门，也可以用一台配有FDPA地面信息处理器的笔记本电脑上路对所有或可疑车辆进行查询。

车载的DPA和地面的FDPA互相通讯是通过无线电进行的，为了使设备的体积做得很小，安装方便，我们准备让设备工作于U波段。工作频率为300-1000MHz，用软件可调。调制模式为FSK(Frequency Shift Keying)。选用FSK调制模式抗干扰能力很强，作用距离也很大。作用距离大的好处是能为CWGS系统进行信息处理争取更多的时间，特别是对跨地区的车辆进行查询的时候。

在对车辆进行确认的时候最简单的方法是在车辆要经过的地下埋感应线圈，并通上几十kHz的调制交流信号，因此我们亦可把这个线圈称为发射线圈，在车辆上也装有一个与之对应的磁性接收线圈。这两个线圈相当于变压器的初级和次级，当两个线圈接近时接收线圈中就感应出电压信号，这个信号会触发DPA向FDPA发送确认信号，FDPA收到此信号后会传回交通管理数据处理中心进行确认处理，用这种方法可以对车辆在电子地图中进行非常精确的定位。

另外，当车辆从感应线圈上面经过时，由于金属的铁磁性或涡流作用，它也会对线圈进行感应，使电感量增加或减小，经检测电路进行检测，输出一个触发信号给FDPA地面信息处理器。FDPA地面信息处理器收到触发信号后，一方面可以向车辆发出查询信号，另一方面可以根据触发信号的数量来统计车辆的流量。这种方法在对车辆属性进行监测的同时，还可以用于红绿灯自动控制。

一些偷盗和走私车辆，一般都会把DPA车载信息处理器进行拆除或破坏，当交通管理部门用CWGS系统对它们进行查询时，不可能有回答。如果，所有的车都安装了CWGS系统，那么在电子地图上就会很容易查到这些黑车的位置和数量，尽管它没有安装或者拆除了DPS车载信息处理器，因为当这些黑车从埋有感应线圈的地上经过时，FDPA地面信息处理器一定会向该车发出查询信号，如该车不作回答就可以认为是黑车。

在过桥过路收费站，用上面这种感应线圈定位方法还可以对众多通过的车辆分别进行确认。因为在几百米的路上可能同时有几十辆车被查询，它们的数据也同时被交通管理数据处理中心进行处理，如果所有准备通过收费站的车辆都是同一行驶方向，且银行户头中都有钱供扣除，那就没有必要对每一辆车都需要进行精确确认，但当有一部分辆车的银行户头里没有钱的时候，或者是一辆被锁定有前科的可疑车辆时，另外当这些车辆里面还包括一部分是对面车道上朝相反方向行驶的车辆的时候，那么对每一辆车的精确确认都是必须的。

必须指出，当FDPA在同时向众多的DPA发出查询信号时，被查询的DPA不能同时对FDPA回答，必须每个回答都要错开一定的时间，否则会产生信号堵塞，使系统不能正常工作。这是CWGS系统中一个非常关键的技术问题，我们在DPA和FDPA组件中分别都采用了技术非常先进的信号防碰撞电路，和特征码应用技术。

在DPA的信号发送组件中防碰撞电路就是通过不停地改变编码器的输出相位，保证尽管多辆车在同一时间进行回答，而回答信号的相位不可能完全一样，从而达到防碰撞的目的。

FDPA的接收组件中电路的防碰撞功能主要是通过延时电路IC1和IC2实现的。当有多辆车被查询时，由于每辆车上的DPA发送的编码脉冲信号的相位不可能一样，总会出现被顺序地排成一个序列(由多组脉冲串组成)的时候，要想让FDPA中的译码电路能够正常解码，理想的情况是：这一序列脉冲串最好能象旅客在登机前的安全检查一样，每进一个，需等安全检查完毕后，才能进去第二个。FDPA的接收组件电路中的延时电路IC1和IC2以及控制电路就具有对这个脉冲序列进行类似旅客排队的功能。

另外在FDPA发送的查询信号之中，还特意加入特征码，其主要目的也是为了提高信号防碰撞能力。利用特征码技术，可以实现点对点，和点对多点的通信。即FDPA可以对单个DPA进行询问通信，也可以对多个DPA进行询问通信。从而进一步解决了信号碰撞的问题。为对大流量机动车辆进行属性识别、监测、定位、查询提供一种有效的无线电通信方法。

FDPA与交通管理部门或交通管理数据处理中心的通信一般用以太数据局域网EDSL，短距离时用电话线配3DDS调制解调器，长距离用光缆，有些边远地区可能用CDMA通信更加便宜和便利，这些在做工程时可进行比较再决定。

目前的3DDS网络传输技术，用电话线就可以传输10Mbit/S(双向，6公里)。利用3DDS网络传输技术，不需要对服务站点做很大的改造，利用现有电话网络，就可以实现CWGS在本地区的所有服务站点与数据中心联网。

              二、分布式监测定位法工作原理

分布式查询法的工作原理主要由DPA(DATA PROCESS APPARATUS)车载信息处理器，FDPA(FLOOR DATA PROCESS APPARATUS)地面信息处理器，和地面感应线圈装置等组成。

DPA车载信息处理器主要由电子车牌读写器以及具有编码、译码功能的微处理器及无线电信号发送和接收电路，以及感应线圈信号接收电路等部分组成。见图1。

编码器中的内容主要是车辆的属性信息，和一些以便于信号传输和系统安全的其它信息。这些信息一部分是通过IC卡输入而存储下来的，另一些是通过和FDPA进行通信时驻留在里面的。对于交通管理，编码器中的内容相当于一个电子车牌和行驶证；对于收费服务系统，编码器中的内容相当于一个银行户头。在一些简单的用户系统中(如停车场收费)，可用编码开关或EEPROM来对编码器中的内容进行编码。

在CWGS系统中，编码器中的内容需由IC卡输入后才能正常工作，因此DPA系统中配有IC卡读写器，它可以对IC卡中的内容进行读写。因此，可以对编码器中的内容进行动态编码，实现加密功能。另外查询信号也要对编码器的内容进行编码，以便把把查询信号的属性也加到编码器中的内容之中，以便于数据处理中心进行信息处理。因此这个编码器是一个动态编码器。在实际应用中，图1所示原理图中的大部分主要电路都可以集成到一个以8051CPU为内核的专用集成电路中。

当需要对车辆进行属性识别，查询、监测时，DPA中的无线电接收电路开始工作，收到对方的查询信号后，经解调和译码，然后启动编码器进行一次动态编码(译码输出内容也参与编码)，最后编码器中经过多次编码的二进制数据通过调制，用无线电传输方式发送给FDPA地面信息处理器。最后FDPA地面信息处理器还要把信息传送给数据处理中心。

DPA的无线电接收电路有两个信号输入端，一个用于接收远距离的群呼信号(对众多车辆同时查询)，以便进行数据预处理。另一个用于接收近距离的地面感应线圈定点信号，用于数据确认。

FDPA地面信息处理器主要由一个带微处理器的具有编码和译码以及信号发送和接收功能的信号发送单元和信号接收单元两大部分组成，见图2所示。信号发送单元主要功能是产生查询信号。信号接收单元主要功能是接收车载DPA的信号，并进行信息处理。

信号发送单元产生查询信号有三种工作模式，一种是高频信号主动查询方式(简称模式A)，由CK1的工作状态决定。当CK1与调制器2接通时为主动查询方式，在这种情况下，F信号发送单元不断地向能收到信号的车辆发出查询信号。第二种是低频信号被动查询方式(简称模式B)，当CK1与调制器1接通时为被动查询方式，在这种情况下，车辆从感应线圈经过的时候，首先被感应线圈检测到，然后触发控制电路，控制电路即刻让CK1和调制器1与CK2和感应线圈接通，此时的感应线圈不再是检测感应线圈，而是电感发射天线，查询信号通过感应线圈向车载DPA信息处理系统发射，这种工作模式用对单一车辆进行查询，并且不管此车辆是否安装了DPA系统都会被查询，当被查询车辆没有回答时，就认为是非法车辆，FDPA系统会采取下一步措施，进行拍照或通知相关人员拦截。

第三种是低频信号主动查询方式(简称模式C)，就是让CK1和CK2与调制器1和感应线圈一直被接通(对车辆不进行检测)，感应线圈一直不断地发射查询信号。在这种情况下，车辆从感应线圈经过的时候，就会被查询。这种模式与第二种模式(模式B)的区别是它不能识别非法车辆。

以上三种查询工作模式在大流量高速公路全自动收费站中都可以用得上，可根据具体情况进行不同组合。

分布式监测定位法工作原理可用图3、图4、图5的几种全自动收费站的工作原理来说明，最后还将介绍分布式监测定位法在十字街红绿灯智能交通控制方面应用的工作原理(图6)。

图3中在高速公路收费站附近安装了一套FDPA地面信息处理器，FDPA通过天线不断地向过往车辆发出查询信号，查询信号中还包含有本收费站的属性(如站名、收费标准等)以及特征码等信息。每台车上都安装有一个DPA车载信息处理器。所谓特征码，就是指FDPA和DPA之间用来互相交换信息和对某功能的实现进行编程的一种特殊编码。这一组编码除了可以协调FDPA和DPA之间的工作外，还可以为CWGS系统定义很多特别功能。

在T0时刻车辆载DPA通过天线收到查询信号，经过译码和重新编码后，DPA通过天线把编码信号发回给FDPA。此编码信号中含有本车辆和本收费站的属性及加密信息。

另外DPA在收到查询信号之后的译码过程中，首先做的工作是取出特征码进行分析，如果特征码是新的就向FDPA回答，如果特征码保持不变就不做回答。这种方法保证了DPA在有效的时间内一定能收到FDPA的查询信号，但又不是每次都向FDPA进行回答。以防止重复回答增大信号碰撞的概率，和增加FDPA对无效信息处理的工作量。因此FDPA在不断地发送查询信号的同时，也不断地改变其特征码，改变频率可根据系统的繁忙程度自动调节。在DPA中设有一个存储器，用来存储特征码和对特征码进行编辑，车辆每次经过高速公路的入口时，它都会把高速公路入口的属性记录下来，直到车辆经过下一个收费站出口的时候才会把它注销。这样就相当于把车辆走的方向和路程也记录了下来，为收费提供依据。

FDPA在T0至T1期间可能会收到很多个来自不同DPA的回答信号，由于每个DPA发射信号的相位都在不断地变化，不可能完全一样。因此几个信号发生碰撞的概率在时间轴上是不会平均分布的，即有时候碰撞的机会较大，有时候碰撞的机会很小。只要几个信号存在不碰撞的机会，FDPA就有机会能对多个信号进行译码。这种能同时对多个信号解码的方法，是因为在FDPA中设置了防碰撞电路——一个能存储多个脉冲序列的存储器。

在T1至T2期间FDPA主要是对接收到DPA的信号进行译码和信息处理。如果这个收费站是独立的，没有与其他信息处理系统联网，那么译码后的数据可以直接送到计算机进行信息处理，把该车辆的档案调出，对于收费项目，此时可把费用从户头中扣除。如果FDPA是与数据处理中心联网，则译码后的数据还需进行重新编码和调制，以适应网络的传输，然后通过EDSL网络把数据传到数据处理中心，并进行数据处理，最后数据处理中心把数据处理结果返回给FDPA地面信息处理器，以便确认及供LED显示。

在T2至T3期间，车辆经过感应线圈，FDPA地面信息处理器的检测电路检测到车辆经过，FDPA地面信息处理器通过感应线圈单独给经过车辆发出查询信号。车载DPA通过天线把编码信号发回给FDPA。FDPA对接收到DPA的信号再次进行译码和信息处理。这次信息处理的主要内容是进行确认，因为在高速公路上一般都有好几条车道。而FDPA在之前的T1至T2期间对各车辆进行信息预处理的时候并没有知道，该车辆走的是那条道，因此对车辆再进行一次信息处理是很必要的。由于这次信息处理过程基本上都是在本地的FDPA地面信息处理器中进行，信息处理速度非常快，对于联网系统也只需把处理结果回传给数据处理中心，什么时候回传都可以。在进行确认的时候，车辆的处理数据可显示在收费站的LED屏上。

当被查询车辆没有回答时，就认为是非法车辆，FDPA将启动防范系统，会采取下一步措施，进行拍照或通知相关人员拦截。

图4是一个大流量高速公路全自动收费站的工作原理图。与图3不同之处只在于，FDPA地面信息处理器中的查询信号发送部分和信息处理部分，分开在两个地方安装。因此在同样的发送功率下，相当于提高了FDPA的有效作用距离，让系统的信息预处理时间(T1至T2)更长，以便于跨地区的长距离网络通信。

图5也是一种高速公路全自动收费站的工作原理图。与图3和图4不同之处是，FDPA地面信息处理器中的查询信号发送部分和信息处理部分也是分开在两个地方安装，但车辆被查询的时候是通过感应线圈来进行的。当车辆经过感应线圈的时候，感应线圈被感应然后触发FDPA通过感应线圈向车辆发送查询信号(工作模式B)，或者感应线圈直接向车辆发送查询信号(工作模式C)。

图5的工作原理的优点是信号碰撞的几率极低，缺点是码率非常低，如要对车辆进行多次查询，以提高数据的可靠性，得安装很多个感应线圈，成本略比图3的高。

图6是分布式监测定位法在十字街红绿灯智能交通控制方面应用的工作原理图。在十字街的每条机动车道上按一定的距离安装很多感应线圈(图6中只画出其中一条道口)，每个感应线圈都是一个感应信号接收器，同时也是一个查询信号发射器。车辆从感应线圈上面经过时，感应线圈就会检测到车辆的存在，当很多个感应线圈接收到感应信号时，这些感应线圈有效面积的总和与车辆有效面积(平均值)之比，就是车辆的总数。因此通过对感应线圈的扫描，很容易就可以统计出所在道路上所有车辆的总数，为红绿灯自动控制提供第一手数据资料。

另外通过感应线圈向所经过的车辆发送查询信号，还可以识别出车辆的属性，为那些特殊车辆，如警车、救护车等，提供特殊服务。为交通网络动态管理提供最新数据。

还有，通过DPA回答信号与特征码变化长度的关系，还可以知道某车辆在车道上停留了多少时间。为那些在非主干道上等待放行的车辆也能得到平等相待。

上面的这些功能为交通现代化、自动化、智能化、网络化管理的实现提供了必要的手段。

                   三、几点技术详细说明

              A、信号防碰撞及特征码应用技术

在通信技术中，为了防止众多信号碰撞在一起，使通信系统无法工作，一般都采用频分多址或时分多址或码分多址等方法，使每个用户要么独占一个频率，要么独占一段时间，或要么独占一个用户码。这几种方法的成本都非常高，显然在我们CWGS系统中不能采用。

在CWGS的信号发送系统中，为了避免信号碰撞，脉冲编码输出信号不是采取连续发送方式工作的，而是采取间歇发送的工作方式，并且间歇工作的频率和相位时刻都在改变，保证在众多的DPA被同时查询时，每个DPA对FDPA回答的信号(脉冲串)，都不可能完全重叠在一起，即错开一定的时间。这个很类似时分多址的工作方法，但与时分多址不同的地方是，各个DPA发送信号的相位没有相对固定的位置，而是一直在变化，这种方法我们采用锯齿波扫频的方法来实现。原理见图7。

图7中，编码器可以有多种模式输出，即单脉冲串或多脉冲串。选用什么的模式，这个要从工作效率和可靠性等方面来考虑。单脉冲串方式工作效率最高，但要冒误码的风险。如用跨周期工作(进行比较)来避风险，其效率反而不如多脉冲串方式高。

在CWGS的信号接收系统中，如果不采取特殊方法，要求能够同时对众多DPA发送的信号进行处理，是一件难度非常高的事情。

首先译码系统是对一个脉冲系列(编码脉冲串)进行处理(译码)，而不是对单个脉冲进行处理。因此只要在一个脉冲系列里面混入一个额外脉冲，很可能就会变成另一组码(误码)。为了降低误码率，一般都要对两个脉冲串(上下次)的译码结果进行比较，如结果一样，就认为正确，没有误码。如结果不一样，就认为是误码，必须再用下一次(第三次)脉冲串的译码结果与前两次结果进行比较，以此类推，直到认为正确为止。这样一来，势必降低译码系统的信号处理速度。

当多个DPA向一个FDPA发出回答信号时，如果FDPA的译码系统对多个信号的处理速度太慢，很可能会出现某个信号被漏处理。但就平均而言，FDPA的译码系统对多个信号的处理速度应该是足够的，只是在某个时刻，译码系统的处理能力被超过了负荷(溢出)。对于这种情况，我们采用了一种非常先进的信号分批处理技术。

图8是FDPA地面信息处理器中用来防止多个信号互相碰撞的电原理图，此图的防碰撞功能主要是通过延时电路IC1和IC2实现的。当有多辆车被查询时，由于每辆车上的DPA在发送信号时都进行过防碰撞处理，使发送的编码脉冲信号的相位不可能一样，它们之间的相对相位不断地发生变化，因此总会出现被顺序地排成一个序列(由多组脉冲串组成)的时候，要想让后面译码电路能够正常解码，理想的情况是：这一序列脉冲串最好能象旅客在登机前的安全检查一样，每进一个，需等安全检查完毕后，才能进去第二个。图8电路就具有对这个脉冲序列进行类似旅客排队的功能。

设有三辆车同时被查询，三辆车发送出的编码脉冲串信号在时间上组成一个序列，每组脉冲串的时间长度为T，三组脉冲串分别定义为T1、T2、T3，我们可以简单地把这个序列记为：Tn＝T1+T2+T3，当序列Tn经过图8电路的时候，被分成两路。一路经过K03的常通接点直通后面译码电路的输入端，后面译码电路首先对T1进行译码。

另一路信号经K01的常通接点进入延时电路IC1和IC2，设IC1和IC2延时电路的延时时间分别为3T和1T，那么经过4T时间后IC2开始有信号输出，输出信号的一路经与门电路IC3后再触发RS触发器IC4，使RS触发器反转置1，使K03的1-3接点接通，1-2接点跳开，K01的1-2接点也跳开，K02的1-3接点接通。

在这种状态下，图8的输入信号被断开，T1信号再次被送到后面译码电路的输入端，T1信号被再次译码，T2、T3信号在延时电路IC1中进行循环，相当于T2、T3信号被IC1储存了起来，并且通过IC2反复不断地向后面的译码电路提供输出，这样后面的译码电路就可以悠闲自在的对T2、T3分别进行译码了，直到最后一个信号被译码完毕后，CPU才对RS触发器IC4输出控制信号(置0)，让它释放，图8又回到初始状态。

当待译码的信号特别多，后面的译码电路忙不过来时，可用多个图8的电路进行并联，译码器也同样采用多个并联。此时需在输入端加多一个逻辑开关，把信号进行合理分配。

延时电路IC1的延时时间越长，储存的信号个数就越多，即系统能同时处理多个信号的能力就越强。延时电路IC1和IC2的原理如图9所示。批量生产时图8的电路可全部集成在一个IC(集成电路)之中。

图9中K1为取样开关，K1和K2轮流导通。当K1接通时，输入信号(脉冲)对电容C1充电，C1充满电后K1断开。然后K2接通，C1对C2充电。C2充满电后，K2断开，尔后K3接通，C2又对C3充电。以此类推，最后Kn接通，Cn被充电，输出信号从Cn两端输出。由于Cn后面再没有开关，所以Cn两端的电压变化基本与输入信号的包络一致(假设取样时间远远小于输入脉冲的宽度)，但在相位上却被延时了很多。延时时间大小由K1、K2的工作频率以及开关、电容的节数来决定。由于信号是由开关一个接一个的往下传，很象链抖一样工作，故也称为链抖式延时器。

实际电路中的开关K1、K2等开关都是用MOS管代替，它们是有源元件，因此图9的延时电路对信号是不会产生衰减的。

另外在FDPA发送的查询信号之中，还特意加入特征码，其目的之一是为了提高信号防碰撞能力，之二是为了减少FDPA对无效信息的处理，提高工作效率，及增加其它功能。

为了降低信号碰撞的概率，DPA在收到查询信号之后的译码过程中，首先做的工作是取出特征码进行分析，如果特征码是新的就向FDPA回答，如果特征码保持不变就不作回答。这种方法保证了DPA在有效的时间内一定能收到FDPA的查询信号，但又不是每次都向FDPA进行回答。以防止重复回答增大信号碰撞的概率，和增加FDPA对无效信息处理的工作量。下面用图10-a到图10-d来进一步详细分析特征码减少信号碰撞的工作原理。

图10-a大圆圈中心是FDPA的安装的位置，即收费站。大圆圈表示FDPA的有效工作范围(信号覆盖面积)。图中车辆1刚好进入FDPA的有效工作范围，即开始收到查询信号，并向FDPA发送同答信号。此时FDPA使用特征码1，因只有车辆1在进行通信，所以不会发生信号碰撞问题。

图10-b中，车辆1、2、3、4都可以收到FDPA的查询信号，假说在车辆1刚进入小圆圈和车辆4刚进入大圆圈时，FDPA开始改变特征码，由特征码1变为特征码2。此时车辆1、2、3、4均会向FDPA作同答，而在这之前，车辆1、2、3都能收到FDPA的查询信号，但都不作回答。

图10-c中车辆1、2、3、4、5、6、7、8都可以收到FDPA的信号，假说在车辆1刚进入收费站和车辆7刚进入大圆圈时，FDPA又开始改变特征码，由特征码2变为特征码3。此时车辆1、2、3、4、5、6、7均会向FDPA作回答，而之前车辆1、2、3、4、5、6都能收到FDPA的查询信号，但都不作回答。

图10-d中车辆1、2、3、4、5、6、7、8、9、10都可以收到FDPA的信号，假说在车辆4刚进入收费站和车辆10刚进入大圆圈时，FDPA又开始改变特征码，由特征码3变为特征码4。此时车辆1、2、3、4、5、6、7、8、9、10均会向FDPA作回答，而之前车辆1、2、3、4、5、6、7、8、9都能收到FDPA的查询信号，但都不作回答。

以上分析可见，信号发生碰撞几率最大的地方是在特征码变更的时刻(其他时刻，信号发生碰撞几率非常小)。上面分析是一种非常极端的情况，在这种情况下信号发生碰撞的几率几乎没有改变，和不加特征码的情况基本一样。但如果我们把特征码更改时的相位改变一下，情况就会大为改变。

假设在图10-b中车辆1，车辆2，车辆3都不是同时经过大圆圈，并且三辆车是按顺序地经过的，在第二辆车经过大圆圈被FDPA查询的时候，FDPA没有变换特征码，那么，第一辆车不会回答，因这时特征码没有改变，此时只有第二辆车作回答，因为它是第一次被查询。同样，当第三辆车被查询的时候，第一、第二辆车也不作回答，只有第三辆车作回答。以此类推，总是只有最后一辆车作回答。在这种情况下，不管在大圆圈内有多少辆车，都不会发生信号碰撞的问题。

当FDPA开始改变特征码查询的时候，在大圆圈内的所有车辆都将会回答，这时必须要考虑信号碰撞的问题。为了从根本上解决信号碰撞的问题，我们在特征码的基础上，又采取了一种非常有效的信号防碰撞处理方法，就是在DPA系统中增加一个特征码识别预测处理系统。

其原理是：当车辆第一次被查询和回答过后，如果FDPA紧接着又用新的特征码来查询，此时这个车辆不作回答，需待一些时候才回答。这样当然很有效地降低了信号碰撞的概率。方法是：当车辆不需回答的时候，DPA特征码存储器中的内容也要与FDPA中特征码发生器的内容同步改变。但又不是次次都要更改，要么这辆车就无法被二次查询。对于DPA特征码存储器中的内容按什么样的规律来与FDPA中特征码发生器的内容同步变化，这个要从CWGS整个系统在具体情况下，对成本、效率、可靠性等多方面的要求来考虑。最简单的方法就是，不需要回答时对特征码序列进行加1，需要回答时对特征码序列又进行减1。

最后还要指出，特征码在感应线圈查询过程中不起作用，因为它不存在信号碰撞问题。但在CWGS系统中也不能全部采用感应线圈查询的方式，因为在感应线圈查询方式下，载波频率用得非常低，一般只有几十KHz，因此码率也非常低，不能用于车辆流量大，信息交换要求非常快的场合，必须互相配合使用。

从图10-d中还可以看出，把FDPA的信号发送和接收部分合在一起效率会降低。因为，那些数据已被处理过的车辆，还要被再次查询。如果采用图4的工作方法，把FDPA地面信息处理器中的查询信号发送部分与信息处理部分分开在两个地方安装，那么不但可以增加作用距离，还可以减少FDPA地面信息处理器对无用信息处理的工作量。原理如图11所示。

图11中，信号发送单元为查询信号发送部分，信号接收单元为信号接收和信息处理部分，也就是收费站的位置。小圆为信号发送单元查询信号覆盖范围，大圆为信号接收单元信号接收的覆盖范围。因为接收端可以选用方向性较强的定向天线，如八木天线，因此其覆盖范围比发射端大好多。与图10比较，其作用距离增加了一倍多，且车辆被进行过数据处理后不会再被查询和再次进行数据处理。

特征码还有很多特别用途，其中之一，可以用它来识别来去车辆，象列车编号那样，以单双数表示列车来去方向。这样在路桥收费站，FDPA就很容易对来去车辆分别进行查询。当要对来的车辆进行查询时，相反方向的车辆虽然也会收到查询信号，但因特征码对不上，故那些相反方向的车辆就不会作回答。其中之二，对车辆进行分类，当只需要对某些车辆进行查询时，只有那些特征码对得上的车辆，才会回答。还有，根据收到信号特征码序列的长度，可以计算停车的时间等等。

图12、图13是特征码在防信号碰撞方面应用的两个简单工作原理示意图。图12中“1”是译码器，用来对FDPA编码器输出的编码信号(查询信号)进行译码。在编码信号中包含有FDPA所在收费站的属性(如站名、收费标准等)以及特征码等信息。“2”为单稳态延时电路，其作用是给存储器提供一个延时一定时间的数据写入控制信号。“3”和“4”为存储器(D触发器)，W为写入信号控制端。“5”“6”、“7”、“8|”、“9”为异或门电路，当输入信号数值相同时，输出为0(在这里表示没有输出)，当输入信号数值不相同时，输出为1(表示有输出)。“10”为或门电路。“11”为编码器，也就是DPA中的编码器，当或门电路“10”有信号输出加到其E端(使能端)时，编码器开始工作，有信号输出。下面还是用车辆经过高速公路的例子来说明。

当车辆进入高速公路入口时，FDPA对DPA进行查询，并通过查询信号把特征码连同其它信息发送给DPA。经DPA中的译码器译码以后，特征码就被DPA中的存储器存储，而驻留在DPA系统中，以便用来控制DPA的工作方式，实现各种不同功能，其余信息直接送给编码器进行动态编码。

图12中，译码器“1”的输出是14位(bit，这里只举14位来说明)，为锁存输出(即输出信号一直保持到下一次有信号输入为止)，分别为D1到D14。D1到D5是特征码(这里只举5位来说明)，D6到D14是其它信息编码。D1表示车辆的往返方向，它的数据由高速公路入口处的FDPA查询时存入，数据写入由C1输出信号来控制，如用0表示去，用1表示回。当D1的值被定下来后，车辆在高速公路上行驶时经过收费站的时候，DPA只对与自己方向相符的FDPA查询信号进行回答。

其原理是，当DPA收到查询信号经译码后，D1输出的信号(数值)和存储器“3”存储的数值都被送到异或门电路“5”进行逻辑运算，如果两个数值相同，异或门电路“5”无输出；如果两个数值不相同时，异或门电路“5”才有输出。异或门电路“5”的输出还要送到下一个与门电路“9”进行逻辑运算。如果其它条件也满足，与门电路“9”就有输出，再经过或门电路“10”输出到编码器“11”的E端(使能端)，编码器“11”就开始工作，然后输出编码信号。

D2是特征码中权限最高的位码。只要D2有输出，编码器“11”就开始工作。这种情况可用于，如感应线圈定点查询的情况。

D3、D4、D5是一组按着一定规律不断变化的特征码，FDPA每查询一次，D3、D4、D5输出的值就要送到异或门电路“6”、“7”、“8”与存储器“4”中存储的数值进行比较一次，如果两个值相同就没有输出，只有两个值不同时才有输出。输出信号经过或门电路“10”送到编码器“11”的E端(使能端)，编码器“11”就开始工作，然后输出编码信号。这个过程相当于位比较。

存储器“4”中存储的数值就是上一次查询时D3、D4、D5输出的值。它是怎么被存进去的呢？它是通过单稳态延时电路的作用把数据存进存储器的。当译码器“1”有信号输入时，单稳态延时电路开始工作，但不是马上输出脉冲信号(写入信号)，而是要经过一段时间后才有信号输出。那些异或门电路就是利用这一段延时时间进行工作的。待单稳态延时电路有信号输出时，那些异或门电路已工作完毕，此时D3、D4、D5输出的值才开始被存入存储器“4”中，留待下次作比较用。

图13与图12不同的地方是在存储器“3”的部分增加了信息处理功能。它既是一个存储器，又是一个信息处理器。它有三个输出端：一个同级查询(回答)控制端，一个特级查询(回答)控制端，一个数据信号输出端口(并口)：DATE。和两个输入端口(并口)：C1-m(C1、C2、C3…Cm)用于控制信号传输，D1-m(D1、D2、D3…Dm)用于数据信号传输。因此存储器处理器“3”的功能主要是，为多个FDPA与DPA之间建立一个通信通道，让FDPA和DPA之间互相交换信息和数据，使所有的FDPA与DPA之间进行协同工作。

这里的信息处理器，是把电路作成一些功能块，每个功能块都通过一个译码器输出端来控制，通过改变译码器编码(指令)的输入就可以实现各种功能输出。因此C1-m就是所谓的指令，而D1-m不叫指令而叫数据是因为它是个变量，如下面的车辆注册编号。

因此图13比图12增加了很多功能。如：1)给车辆注册编号，按编号进行查询；2)对车辆进行分批查询；3)存储高速公路入口处的信息数据，不用联网也可以进行自动收费；4)对特殊车辆给予特殊处理。5)对违规车辆进行记录和追查；6)车辆防盗；7)还有很多功能，可以通过不断的定义特征码来产生。

1)当车辆进入高速公路入口时，FDPA通过感应线圈对DPA进行定点查询，并通过查询信号把车辆注册编号连同其他信息发送给DPA。经DPA中的译码器译码以后，带有车辆注册编号信息的特征码就被存储于DPA的存储信息处理器“3”之中。待车辆进入下一个收费站的服务区被查询时，车辆上的DPA即可把车辆注册编号的信息发送给本站的FDPA，本站的FDPA在对此车辆再进行下一次查询时，在众多车辆中就只有此一车辆回答。从而避免很多车辆同时回答的情况。这各种方法相当于给车载信息处理器输入一个专供通信用的用户码，地面信息处理器可通过用户码进行点对点或点对多点通信。

由于特征码的位长有限，车辆注册编号就不能太长，只要能有效地把很多车辆分成一批又一批就可达到目的。如FDPA的有效距离为1000米，车距为50米，三车道，则共有60辆车在服务区需要提供服务，那么注册编号大于60(6bit)就能有效地避开信号碰撞的问题。当然也要考虑部分超车和多个入口的情况。

2)在12中，当FDPA变换特征码查询的时候，所有的车辆都会进行回答，很可能会产生信号碰撞。如果在让FDPA变换特征码查询的时候，DPA保存的特征码也跟着变化，那么DPA就不会再对FDPA的查询进行回答。如果有意的让一些车辆在此次查询中不作回答，而在另一次查询中才回答，这也可以降低信号碰撞的概率。要实现这个功能，只需有节奏地改变图12中单稳态电路的工作状态，让它有效(延时)或无效(不延时)即可。图13的电路就很容易实现这个功能。

实际应用中应该是多种查询模式混合使用，使每辆车都能反复被查询到，保证数据绝对正确。一般地在远距离的时候可采用不断改变特征码查询的方式，中距离时选用分批查询的方式，和按编号进行查询的方式，近距离时选用按编号查询的方式，最后选用感应线圈定点查询的方式工作。

3)如果所有的高速公路入口和出口都联网，那么高速公路入口处的信息和数据是完全可以通过互联网传到数据处理中心，由它集中进行处理的。但在一些还没有来得及建网的小地方，如果能把高速公路的信息和数据存储到车辆上的DPA中，待到下一个收费站出口的时候通过查询方式再与此站的FDPA交换数据，同样可以实现自动收费的功能。就是所有站点都使用上了互联网，也有停电和网络出现故障时候，此时采用上面这种方法就可以继续进行自动收费工作。因此可以把它看成是一个十分重要的备用功能。

4)一些特殊车辆，如警车、急救车、及外宾车队，在经过红绿灯控制的地方，需要优先放行。此时交警可通过FDPA(手提式)的查询方式把一些相关数据存入此车的DPA中，让沿途的FDPA给予特别照顾。或者让存有特别数据的警车在前面带队，利用其车上DPA的特级查询(回答)功能，通过互相交换信息就可以让沿途的FDPA给予大开绿灯。

5)比如在十字路口，经常有车辆撞红灯。如果在红灯信号出现的时候，在那些禁止通道上都安装感应线圈，并向通过的车辆发送带有违规信息的信号，那么在违规车辆经过时，信息就可通过查询方式写入违规车辆的DPA系统之中。这样，无论违规车辆跑到那里，都会被查询到，除非它接受处罚注销此违规信息。

6)在停车场入门处，车辆进入时首先被FDPA查询，并提示车辆要往自己的DPA上输入密码。通过互相通信，双方都会记住这个密码。当车辆离开的时候，车辆也要输入密码。如果密码对，车辆被放行，并注销其密码。如果密码不对停车场的出口处一定不让放行。如果此车辆是采取非法手段离开停车场，除了它的车牌号码以外，密码也是一个特征码，使得它更容易被注意，无论它在路上任何地方，所有的FDPA都会查询到它的存在，这为车辆追查提供很大方便。

图12和图13只是用来简单说明特征码在CWGS系统中应用的简单原理。实际应用中图12和图13简单原理图的所有功能以及接收发送电路，全部可以用一个嵌有8051功能的专用芯片来实现。

车载DPA和地面FDPA之间的无线电通信及数据处理单元，准备选用可编频率、接收、发送、以及数字信号处理和编解码等功能全部集成于一体的集成电路。具体要求是：

◆内置8051兼容微处理器，及32kB以上的可编程闪存

◆硬件DES(Data Encryption Standard)加密/解密功能

◆三个10bit-ADC输入口

◆三个数据输出口

◆频率编程可调，300至1000MHz

◆输出功率可调，-20至10dBm

◆PLL自动频率微调，无调整元件

◆FSK(Frequency Shift Keying)调制速率大于76.8kbit/S

◆AGC(Automatic Gain Control)自动增益控制

◆编码和译码用硬件执行

◆具有睡眠及唤醒功能

◆灵敏度小于-107dBm

◆抗干扰能力强(主要为汽车点火干扰)

◆作用距离大于600米(不加功率放大)

◆液晶或LED显示

◆带时钟和日历

◆工作电压3伏

◆工作电流，小于20mA(接收状态)

◆符合FCC和CCEE标准

三个输入口，一个用于键盘输入，另一个用于感应线圈译码信号输入(高频通道的译码信号输入走内部通道)，还有一个用于IC卡的读写数据输入。三个输出口，一个用于液晶或LED显示，另一个用于IC卡读写器，还有一个用于译码输出。

在自动收费站，不管有多少个通道，都只用一个FDPA收发译码系统，因此要求对数据处理的速度很高，技术上准备用多个译码器并联工作，进行数据分组处理。也可用DSP(Digital Signal Processing)进行数据处理。DSP为多总线结构，可对数据进行分组处理，因此它的计算速度和工作效率非常高，是普通CPU的上百倍。

将来开发成功的产品在体积上，车载DPA的体积与目前使用的BP传呼机差不多一样大，地面的FDPA体积与无绳电话一样大。DPA的成本约为300元，FDPA的成本约为1000元。

B、地面感应线圈，精测技术

利用电感作为震荡回路中的器件，它可以实现很多功能。它可以作为发射天线向无线电接收机发送信号；它亦可以作为接收天线用来接收无线电信号；它还可以作为感应器对金属(车辆)进行检测。这些功能在CWGS系统中全部可以用得上。

在收费站，车辆还没有到达之前可用高频无线电信号收发技术进行远距离通信，以便有足够的时间进行信息预处理，等到车辆到达本站的时候，再用感应线圈应用技术进行精确处理。

要对车辆进行确认，最简单的方法是在车辆要经过的地下埋感应线圈，并通上几十kHz的调制交流信号或带有信息的查询信号，我们把这个线圈称之为发射线圈，在车辆上也装有一个带磁芯的接收线圈。这两个线圈相当于变压器的初级和次级，当两个线圈接近时接收线圈中就感应出电压信号，这个信号会触发DPA向FDPA发送确认信号，FDPA收到此信号后会传回交通管理数据处理中心进行确认处理，用这种方法可以对车辆在电子地图中进行非常精确的定位。

用感应线圈作为发射天线，工作频率不能很高。因为当车辆的运动速度很高时，为了保证车辆从感应线圈经过的时候，在一定的时间内都能稳定地收到信号，感应线圈的面积就不能作得很小。图14是地面感应线圈铺设的平面结构图。一般可分两种基本结构，A为集中式，B为分布式。当希望车辆的速度较快，且要求接收信号在车辆经过线圈的有效时间内很稳定，选用分布式会比集中式有更优的性能。当车辆速度较慢，且线圈的面积不需要很大时，可选用集中式。

如车辆速度为每小时60公里的速度经过，则每秒钟车辆运动的距离为16米。当感应线圈的面积为4×4米2时，DPA能够稳定接收信号的时间才有0.25秒。如重复查询三次，则每次查询时间才0.08秒(80毫秒)，这个还没有把占空比考虑进去，如果取占空比为0.5，则有效查询时间才0.04秒(40毫秒)。

由于上面两种结构的感应线圈电感量一般都很大，一圈就有上几十微亨，十圈就有几个毫亨。从功率匹配和工作稳定方面来考虑，工作频率不能很高(最高只能为50kHz左右)，工作频率越高，输出功率就越小，且损耗也增大，稳定性也会变差。而从码率方面来考虑，又希望工作频率越高越好。

为了工作简单，编码器的输出一般都是PWM(脉冲宽度调制)输出，即用宽脉冲表示“1”，窄脉冲表示“0”。这样传送的时候可省去同步时钟信号，但码率也会有所降低。图15是PWM脉冲调制输出波形。由图15就可以确定感应线圈查询电路的码率。

从图15可以看出，最少要2.5个振荡周期，载波才能可靠地传送一个脉冲信号的信息。如果宽脉冲宽度正好是窄脉冲宽度的两倍，那么传送2bit(1与0)的信息最少需要12.5个振荡周期。当振荡频率选为40kHz时，T＝25uS，2bit信息则需要312.5uS。由此求出40毫秒最多可以携带256bit信息(包括同步头)，码率为6400bit/S。当振荡频率选为20kHz时，40毫秒最多可以携带128bit信息，码率为3200bit/S。这个数据基本能满足传输特征码和本地收费站属性的信息。所以，可以用感应线圈直接发送带信息的查询信号，也可以用感应线圈发送只触发DPA高频发射电路工作的查询信号。当需要编码长度很长，认为传输码率不够高时，可选用正交调制方式(QAM)码率可提高几十倍。

用感应线圈发送查询信号是点对点进行通信，不需要考虑信号碰撞问题。感应线圈的另一个功能是用来对车辆进行检测，其工作原理如图16。当车辆从感应线圈上面经过时，它会对线圈进行感应，使电感量增加或减小(一般是增加)，从而使振荡频率降低或上升，经鉴频器鉴频、滤波、放大、整形后，即可输出一个触发脉冲，触发FDPA通过感应线圈或者高频天线发送查询信号。

在交通比较繁忙的路面上，如十字街，可以在地下安置很多个感应线圈(组件)，并对每个感应线圈(组件)的工作状态进行扫描取样，就能够时刻准确的知道行驶道上车辆的数量，以便于进行红绿灯控制。见图6和图17。

图6和图17中的感应线圈与图14中的感应线圈在结构上有很大的区别。图17中的感应线圈在结构上比14中的感应线圈小很多，可以比一个小茶杯还要小，甚至可以小到与一个小指头一样大。但当感应线圈太小的时候，检测灵敏度会大大的降低。此时可选用图18的高灵敏检测电路。

另外还须指出，用于交通要道车辆检测或进行红绿灯控制用的地面感应线圈可绕在一个以绝缘材料作成的骨架上，线圈磁回路与地面垂直的方向必须是开放式的，线圈内部可装导磁材料也可不装导磁材料。整个检测装置的主要部分，是由很多个感应线圈按照一定的间隔排列安装在交通要道上，并且每个感应线圈装置的输出信号都要通过一个模拟开关与扫描电路连接。

图18中有两个振荡回路，平时两个振荡回路的工作频率完全相同，经混频后两个振荡频率产生差拍的频率为零(没有输出)。当车辆从感应线圈上面经过时，感应线圈的电感量会增加或减少，从而使振荡频率降低或上升，经混频后两个振荡频率产生差拍的频率不为零，感应线圈的电感量变化越大，差拍信号的频率就越高。因此图18这种电路的检测灵敏度非常高，哪怕是引起感应线圈电感量一点非常微小的变化，千分之一，甚至万分之一，它都可以检测得到。

但图18这种电路也有一个问题，就是零点漂移。当没有车辆经过的时候，由于两个振荡回路元气件受环境影响参数变化不一致时，会导致两个频率变化不一致，这种情况很容易产生误报警。为了提高灵敏度，两个振荡回路的电感不能靠近安装在一起，这种情况更容易产生零点漂移。

为了解决零点漂移容易产生误报警的问题，最好采取数字信号处理方法，对零点信号数值不断地进行检测和更新，并且通过自动频率微调电路不断地对振荡频率进行调整。所谓的零点信号数值，实际上就是混频器输出的最小值，即没有车辆经过时混频器输出的数值。这个最小值可通过对两个寄存器的值进行比较求得。当车辆经过感应线圈有误差信号输出时，比较电路总是用误差信号的数值与最新的零点数值进行比较，并对两个比较数值留有一定的裕度。如图19。

在实际应用中，为了提高数据的处理速度，图17中扫描电路部分最好是对结果(即有或无)进行扫描。如果只对感应线圈进行扫描，电路虽然简单，但数据处理速度将明显降低。因此，图17中的每个感应线圈都可以看成是图19这样的一个组件。更确切地说，是图20这样的一个组件。图20中振荡器二中的振荡线圈改用石英晶体器件的主要原因，是为了使整个组件能安装在一起，以提高检测灵敏度。

          C、电子车牌(IC卡)加密技术

任何一种数码技术，都会存在被人剽窃机密或者盗用的可能，这是应该事先防范的。因为在设备的设计和生产过程中不是由设备的使用者来制造，任何一个技术开发、生产或管理环节都可能泄密，这种泄密属于监守自盗，是防不胜防的。另外IC卡用户在使用过程中也可能让自己的IC卡被他人盗用或数据被人恶意更改。为了防止这些行为发生，我们采取了多种加密技术。

1、用户端加密技术

我们在生产IC卡和IC卡读写器的时候，就特意留出一些码位(bit)供用户使用。这个在生产和其他管理过程中是无法得到的，用自己的读写器或同类的读写器也无法拷贝。

其原理是，使用者在使用之前可以通过自己车上的DPA读写器进行加密。方法是：打开DPA的使用菜单，选着加密功能，输入密码，执行，加密完毕。这样，密码就写到了自己的IC卡之中，但在DPA系统中并没有存储这个密码，DPA的读写系统会每隔十几秒钟又要对密码存储器清一次零，所以用本系统的读写器也就无法进行拷贝。

在使用的时候，IC卡一插入电路，DPA的读写系统首先要校验用户密码，如果IC卡没有加密，即用户码全为“0”，由于DPA的读写系统一直在对密码存储器清零，两者的密码都为“0”正好被对上，系统经过校验，认为正确无误后即可正常工作。

如果IC卡是加了密的，必须得给DPA的读写系统输入密码，并且必须在十几秒钟内完成，要么系统会自动清零。如果密码输入得正确，系统经过校验认为正确后，即可正常工作，如果密码输入得不正确，系统会自动清零，并要求用户再重新输入。最多允许用户输入三次密码，如果每次都不对，系统会进行锁死，并报警。

用户密码可以打乱插到其它码位之中，使盗用者(包括熟识本系统的人员)破译非常困难。这种加密方法不但对自己的DPA读写系统有效，对采用同类读写器的系统，如加油自动收费站、停车场自动收费站等均有效。

用户端加密只是在IC卡与DPA之间进行，密码并不参与系统之间数据的传输和处理，因此它不影响系统的运行速度。

2、扰码加密技术

扰码加密技术也是在IC卡中特意留出一些码位(bit)供加密使用。当车辆上车牌的时候，车牌管理部门需将车辆的属性通过电脑输入到CWGS系统的数据库之中，同时电脑也会随机的把一些编码(扰码)加到车辆的属性编码之中，而产生一组新的与车辆唯一对应的新编码。这组扰码管理人员是无法知道的，只有CWGS系统知道，这样就可以有效地防止管理人员和其他人员作弊，套牌。扰码要参与系统之间数据的传输和处理，因此它会影响系统的运行速度。

扰码加密技术也可以同时在IC卡与DPA之间进行，从而更可靠地保证一个IC卡只能对应一个DPA。并且密码不用参与系统之间数据的传输和处理，因此它不影响系统的运行速度。

3、系统加密技术

系统加密准备采用高中低三个密级，目的不但能让系统工作安全可靠，还要考虑数据处理速度和工作效率。下面先介绍最低一级。

最低一级加密的原理是，把IC卡当成一个被编辑的“文件”，在IC卡中也设置一个“档案记录标记”(加密)，当CWGS系统的数据处理中心每次在调用IC卡用户数据的同时也要更改IC卡中“档案记录标记”(密码)，同时在DPA的存储器中也备份一个这样“档案记录标记”供校验用。经过这样加密的IC卡，哪怕被别人复制也不敢使用，因为密码每次使用后都要改变。这种加密方法很简单，也很实用。

只用一个密位(1bit)，数据由“0”变为“1”，或由“1”变为“0”，保密度就可以提高50％；采用两个密位，保密度就可以提高75％；采用4个密位，保密度就可以提高94％，这已经足够。加密后对系统的运转，几乎不受影响。

中级加密的工作原理与最前面的加用户码加密方法有点相同，不同的地方是，低级加密方法只在IC卡与DPA的读写器之间加密，CWGS系统的数据处理中心只作了一些密码更改工作，而后者是在数据处理中心的数据输入口处进行加密。

数据处理中心在进行数据编码的时候，就留出一些码位给用户进行加密用。当发放IC卡的时候，用户可以在数据处理中心配置的IC卡读写器上输入自己的密码，并把密码存储在自己的IC卡上。但这个密码不会存储在IC卡读写器的系统中，因此这个密码只由用户自己一个人唯一持有。

在使用的时候，DPA的读写系统首先把这个密码连同其数据一起读出存入DPA的编码系统中，当双方进行数据交换的时候，DPA的编码信号将通过无线通信和网络传输给数据处理中心，并把密码暂时驻留在数据处理中心的系统中，然后要求用户用人工输入密码进行校验。校验正确表示用户注册成功，即可进行相关的业务通信联系。

如果密码输入得不正确，系统会要求用户再重新输入。最多允许用户输入三次密码，如果每次都不对，系统会自动进行锁死，并报警。

这种加密方法使用起来有些不方便，每次使用，用户都要与数据处理中心首先交换数据(输入密码)，会降低工作效率。因此这种加密方法最好用于定期注册，如每隔一个月或半年，要求用户输入一次密码，平时就用驻留在数据处理中心系统中的密码与IC卡上的密码进行校验。

高级加密的方法是用密钥把现有的编码打乱(重新编码)，然后在解码端又用密钥进行解码。使用时密钥的信息必须与数据同时传送。用M序列伪随机码当密钥是最有效的方法。M序列就是一个由多个反馈网络组成的移位寄存器，它输出信号的重复周期非常长，可以看成随机码。加密方法是，用伪随机码先把数据进行全部打乱，连续覆盖几次，才往IC卡中存储，以后每更改一次密钥，数据就重新覆盖一次。把IC卡制作成一个带CPU的微处理信息系统，通过软件可以随时更改M序列的反馈入口或节距来更改密钥。经过这样处理以后，IC卡中的每一位数据都不是独立的，而是相关的。人为地更改任何一位数据，译码端都会发现。即使是对数字处理技术最熟悉的人(包括本系统的设计师)也无法截取或更改IC卡中的数据。

密钥相当于数据传送过程中的同步头，没有同步头，任何数据都不可能被解调。所以密钥在系统中是最机密的，在使用密钥的时候，剽窃或更改数据，都属犯罪行为，一定会受到法律机关侦查法办。若为了防范很个别人的犯罪行为，而大幅度提高运行成本是否值得，需要认真评估。

Claims (11)

1、一种能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及该方法所使用的设备——车辆户籍网络管理系统。

2、如权利要求1所述的车辆户籍网络管理系统，是一种以电子车牌(IC卡)和电子行驶证(车载信息处理器)为基础，以互联网为通讯工具，以电子计算机为信息处理中心，能对各种车辆进行有效管理和多种自动化服务，覆盖全国范围的大型数据库管理系统。

3、如权利要求1所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，是由一个车载信息处理器(在车辆户籍网络管理系统中把它定义为电子行驶证)，和一个地面信息处理器，以及地面感应线圈装置等组成。其特征在于：

车载信息处理器主要由电子车牌读写器以及具有译码、编码功能的微处理器及无线电信号发送和接收电路，以及感应线圈信号接收电路等部分组成，图1是车载信息处理器的基本工作原理框图；

地面信息处理器主要由一个带微处理器的具有编码和译码以及信号发送和接收功能的信号发送单元和信号接收单元两大部分组成，图2是地面信息处理器的基本工作原理框图；

信号发送单元主要由编码器、高频信号调制器、低频信号调制器、感应线圈、感应线圈信号检测电路、控制电路、信号防碰撞电路、接口电路等组成，其功能主要是产生查询信号；信号接收单元主要由无线电信号接收电路、信号防碰撞电路、译码电路、数据处理电路、控制电路、接口电路等组成，其功能主要是接收车载信息处理器的信号，并进行信息处理。

4、如权利要求1、2、3所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，产生查询信号部分的信号发送单元与信号接收和信息处理部分的信号接收单元，可以组合在一起，也可以分成两部分进行安装。图3、图4、图5是地面信息处理器的3种基本工作原理图。

5、如权利要求1、2、3所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的地面感应线圈装置或感应线圈都是安装在车辆过道地表面的下面，并且所述的地面感应线圈装置或感应线圈根据用途不同可有多种结构：

用于各种路桥、停车场、高速公路等自动收费站用的地面感应线圈装置，其结构可根据接收信号的要求选用集中式或分布式。图14是用于各种路桥、停车场、高速公路等自动收费站用的地面感应线圈的两种主要结构模式；

用于交通要道车辆检测或进行红绿灯控制用的地面感应线圈可绕在一个以绝缘材料作成的骨架上，线圈磁回路与地面垂直的方向必须是开放式的，线圈内部可装导磁材料也可不装导磁材料。整个检测装置的主要部分，是由很多个感应线圈按照一定的间隔排列安装在交通要道上，并且每个感应线圈装置的输出信号都要通过一个模拟开关与扫描电路连接。

图6和图17是用于交通要道车辆检测或进行红绿灯控制用的地面感应线圈装置安装平面图和工作原理图。

6、如权利要求1、2、3、5所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的地面感应线圈装置或感应线圈既可产生编码查询信号或交流调制信号，也可以检测由车辆感应产生的感应信号。用地面感应线圈装置来对车辆感应信号进行检测，是采用检测振荡器频率变化的方法米实现的，在车辆户籍网络管理系统中根据不同要求选用两中基本检测方法：一种是鉴频方法，另一种是混频法。并且在所述的用感应线圈检测由车辆感应产生的感应信号的装置，之中有一个自动频率微调电路，用来自动跟踪、修正频率漂移。

图15是用感应线圈产生的询问编码信号中最简单的一种编码信号原理图；图16是采用鉴频方法来对车辆感应信号进行检测的工作原理图；图17、图18是采用混频方法来对车辆感应信号进行检测的工作原理图；图19、图20是采用混频方法，且具有自动频率微调功能，用感应线圈对车辆感应信号进行检测的工作原理图。

7、如权利要求1、2、3、4所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的车载信息处理器和地面信息处理器中都有信号防碰撞电路。

在车载信息处理器产生回答信号的时候，脉冲编码输出信号不是采取连续发送方式工作的，而是采取间歇发送的工作方式，并且间歇工作的频率和相位时刻都在改变(按扫频方式改变)，图7是车载信息处理器产生回答信号的工作原理图；

在地面信息处理器的信号接收和信息处理部分工作的时候，高频信号经过解调以后，编码脉冲信号还需经过延时电路IC1和IC2进行延时，以及控制电路进行排序，使多组编码脉冲信号能按顺序排列存储下来，然后分组处理。图8是地面信息处理器的信息处理部分信号防碰撞电路工作原理图，图9是延时电路IC1和IC2的工作原理图。

图9中K1为取样开关，K1和K2轮流导通，实际电路中的K1、K2、Kn等开关都是MOS管，与电容C1、C2、Cn一起全部集成在一个集成电路中。

8、如权利要求1、2、3、4、7所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的地面信息处理器中信号发送单元中的编码器在进行编码时，编码信息中包含有地面信息处理器所在收费站的属性以及特征码等信息；所述的车载信息处理器中的译码器，其主要功能是对地面信息处理器所在收费站的属性以及特征码等编码信息进行译码。

9、如权利要求1、2、3、4、6所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的查询信号，是由工作所在地的地面信息处理器的属性编码和特征码两部分信息组成。地面信息处理器在发送查询信号的时候，查询信号中属性编码的信息一般是固定不变的，但特征码的信息要经常改变。

这里所述的特征码，是指地面信息处理器和车载信息处理器之间用来互相交换信息和对某功能的实现进行编程的一种特殊编码。这一组编码除了协调地面信息处理器和车载信息处理器之间的工作外，还可以通过互相交换数据来实现：

①提高信号的防碰撞工作能力。——车载信息处理器在收到查询信号之后的译码过程中，首先做的工作是取出特征码进行分析，如果特征码是新的就向地面信息处理器同答，如果特征码保持不变就不做回答。

②进行点对点，和点对多点的通信。——即地面信息处理器可以对单个车载信息处理器进行查询通信，也可以对多个车载信息处理器进行查询通信，通信对象和方式由对特征码定义来决定。这各种方法相当于给车载信息处理器输入一个专供通信用的用户码，地面信息处理器可通过用户码进行点对点或点对多点通信。

③来往车辆方向的识别。——用特征码的其中一位(1bit)来表示来往车辆方向，车辆在高速公路上行驶时经过收费站的时候，载信息处理器只对与自己方向相符的地面信息处理器查询信号进行同答。

④对车辆进入高速公路(或路桥、停车场等)入口处时进行按顺序编号，以便车辆在下一个高速公路(或路桥、停车场等)出口时，地面信息处理器能按顺序编号对单个车辆进行查询。——当车辆进入高速公路入口时，地面信息处理器通过感应线圈对车载信息处理器进行定点查询，并通过查询信号把车辆注册编号连同其他信息发送给载信息处理器，待车辆进入下一个收费站的服务区被查询时，车载信息处理器即可把车辆注册编号的信息发送给本站的地面信息处理器，本站地面信息处理器在对此车辆再进行下一次查询时，在众多车辆中就只有此一车辆回答。

⑤不用通过互联网，也能进行数据交换，从而可以实现在网络出现故障时，系统还能进行正常运作。——车辆在经过高速公路的入口时，地面信息处理器对车载信息处理器发出查询信号，把高速公路入口处的信息和数据存储到车辆上的DPA中，待到下一个收费站出口的时候通过查询方式再与此站的FDPA交换数据，这样不用联网也可以实现自动收费的功能。

⑥实现停车场自动收费和加密防盗。——在停车场入门处，车辆进入时首先被FDPA查询，并提示车辆要往自己的DPA上输入密码。通过互相通信，双方都会记住这个密码。当车辆离开的时候，车辆也要输入密码。如果密码对，车辆被放行，并注销其密码。如果密码不对停车场的出口处一定不让放行。如果此车辆是采取非法手段离开停车场，除了它的车牌号码以外，密码也是一个特征码，使得它更容易被注意，无论它在路上任何地方，所有的FDPA都会查询到它的存在，这为车辆追查提供很大方便。

图10、图11、图12和图13是特征码应用的基本工作原理图。

10、如权利要求1、2、3、7、8、9所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的车载信息处理器，它相当于一个电子行驶证，必须要与电子车牌(IC卡)一起配合使用。电子车牌(IC卡)是先进的大规模集成化产品，内存车牌号码、车型、发动机号码等车辆法定信息，以及加密信息，防伪性非常高。通过专用读写器可以对电子车牌(IC卡)读出和写入数据。这里所述的加密信息是指，车载信息处理器与电子车牌(IC卡)之间是可以加密的，加密技术有三种：用户端加密技术、扰码加密技术、系统加密技术。

用户端加密技术是指：在生产IC卡和IC卡读写器的时候，就特意留出一些码位(bit)供用户使用，使用者在使用之前可以通过自己车上的车载信息处理器读写器进行加密。把密码写到自己的IC卡之中，但在车载信息处理器系统中并没有存储这个密码，车载信息处理器的读写器会每隔十几秒钟又要对密码存储器清一次零，在使用的时候，IC卡一插入电路，车载信息处理器的读写器首先要校验用户密码，如果IC卡没有加密，即用户码全为“0”，由于车载信息处理器的读写器一直在对密码存储器清零，两者的密码都为“0”正好被对上，系统经过校验，认为正确无误后即可正常工作。如果IC卡是加了密的，必须得给车载信息处理器的读写器输入密码，并且必须在十几秒钟内完成，要么系统会自动清零。如果密码输入得正确，系统经过校验认为正确后，即可正常工作，如果密码输入得不正确，系统会自动清零，并要求用户再重新输入。最多允许用户输入三次密码，如果每次都不对，系统会自动进行锁死；

扰码加密技术是指：扰码加密技术是在IC卡中特意留出一些码位(bit)供加密使用。当车辆上车牌的时候，车牌管理部门需将车辆的属性通过电脑输入到车辆户籍网络管理系统的数据库之中，同时电脑也会随机的把一些编码(扰码)加到车辆的属性编码之中，而产生一组新的与车辆唯一对应的新编码。这组扰码管理人员是无法知道的，只有车辆户籍网络管理系统知道，这样就可以有效地防止管理人员和其他人员作弊，套牌。扰码加密技术也可以同时在IC卡与车载信息处理器之间进行，从而更可靠地保证一个IC卡只能对应一个车载信息处理器；

系统加密技术又细分为低级加密、中级加密、高级加密三种：

低级加密是在IC卡中设置一些码位(bit)供加密使用，并把这些码位定义为“档案记录标记”。当车辆户籍网络管理系统的数据处理中心每次在调用IC卡用户数据的同时也要更改IC卡中“档案记录标记”，同时在车载信息处理器的存储器中也设立一个这样“档案记录标记”供校验用。低级加密方法只在IC卡与车载信息处理器的读写器之间加密，车辆户籍网络管理系统的数据处理中心只作了一些密码更改工作；

中级加密是在数据处理中心的数据输入口处进行加密。数据处理中心在进行数据编码的时候，就留出一些码位给用户进行加密使用。当发放IC卡的时候，用户可以在数据处理中心配置的IC卡读写器上输入自己的密码，并把密码存储在自己的IC卡上，这个密码只由用户自己一个人唯一持有。在使用的时候，车载信息处理器的读写器首先把这个密码连同其数据一起读出存入车载信息处理器的编码系统中，当双方进行数据交换的时候，车载信息处理器的编码信号将通过无线通信和网络传输给数据处理中心，并把密码暂时驻留在数据处理中心的系统中，然后要求用户用人工输入密码进行校验。校验正确表示用户注册成功，即可进行相关的业务通信联系。如果密码输入得不正确，系统会要求用户再重新输入。最多允许用户输入三次密码，如果每次都不对，系统会自动进行锁死，并报警；

高级加密是用密钥把现有的编码打乱(重新编码)，然后在解码端又用密钥进行解码。这里的高级加密是指，采用M序列伪随机码当密钥来进行高级加密。M序列就是一个由多个反馈网络组成的移位寄存器，它输出信号的重复周期非常长，可以看成随机码。把IC卡制作成一个带CPU的微处理信息系统，通过软件可以随时更改M序列的反馈入口或节距来更改密钥。经过这样处理以后，IC卡中的每一位数据都不是独立的，而是相关的。人为地更改任何一位数据，译码端都会发现，并报警。

11、如权利要求1、2、3、9、10所述的能对大流量机动车辆进行动态监测、定位和属性识别的新技术方法——分布式无线电查询法，以及车辆户籍网络管理系统，其特征在于，所述的电子车牌(IC卡)除了用于交通管理系统之外，还可用于以下服务系统：银行、税务、公安、路政、维修、车辆检测等部门。电子车牌对用户的所有资料，如车牌号码、车型、图片、发动机号码，还有用户要求的各项特别服务信息，全部都储存在交通管理数据处理中心的电子计算机系统中，当需要提供其它项目服务时，可通过互联网系统与多个服务部门的计算机系统连接，如银行、税务、公安、路政、维修、车辆检测部门等。通过与这些不同行业的系统连接就可以实现各种不同行业的电子自动化服务。

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