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MSP430F5xxx 在高速公路不停车收费系统(ETC)中的应用

发布时间:2020-06-30 发布时间:
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MSP430介绍

TI公司的MSP430单片机产品系列具备16-bitRSIC架构,超低功耗。作为MSP430最新产品序列,F5xxx首次采用0.18um工艺,1MIPs消耗的电流低到了惊人的160uA,主频达到25MIPs。同时,MSP430F5xxx提供了丰富的片上功能模块,例如,硬件的RTC,12-bitADC,灵活的时钟系统,硬件CRC16,电源管理模块和多通道的灵活强大的DMA,支持待机模式下的数据交换。

高速公路不停车收费系统(ETC)介绍

不停车收费系统(又称电子收费系统ElectronicTollCollectionSystem,简称ETC系统)是利用RFID技术,实现车辆不停车自动收费的智能交通子系统。该系统通过路侧单元RSU(RoadSideUnit)与车载电子标签之间OBU(OnBoardUnit)的专用短程通信,在不需要司机停车和收费人员操作的情况下,自动完成收费处理过程。

ETC车载单元结构

图1.ETCOBU结构图

如图一所示,OBU由电池系统,MCU,射频,显示和读卡部分(ESAM卡,CPU卡,射频卡)组成。MCU作为整个系统的中心,负责管理显示,读卡以及与射频部分的数据处理及交换。

FM0编码方式介绍

在车辆通过收费站时,OBU和RSU通过5.8G的载波调制,进行高速的数据交换。数据采用HDLCFM0调制。FM0编码遵循以下三个规则:

A.一个周期内有电平跳变表示”0”;
B.一个周期内没有电平跳变表示”1”;
C.相邻两个周期电平相反。

数据形式请参考图2

图2.FM0编码方式

车载电子标签(OBU)对MCU的挑战

车载电子标签系统对MCU有两个挑战。一是低功耗;二是高速数据通信能力。

车载电子标签的电池要求有5年以上寿命或者能够支持1万次以上交易。整个系统的低功耗设计成为工程师们的首要任务。其次,RSU对OBU下行数据波特率达到了256Kbps,上行数据波特率512Kbps。由于车辆通行时间非常短,需要OBU对RSU的数据和命令快速响应。而数据包最长能够达到1Kbits,不允许OBU收下整个数据包之后再解码,这要求MCU有实时编解码的能力。



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