应用于二代城市拥堵收费系统的CEPAS卡缴费系统研究

摘要

公路电子收费系统(Electronic Road Pricing System)是世界上第一个大规模、全自动的城市公路收费系统，新加坡为了解决道路拥挤问题，政府提出了ERP系统的方案，即通过收取道路拥挤费，来对高峰时段的道路拥挤地区的车流量进行调节，此方案不仅提高道路的车流速度，缓解道路拥挤状况，而且为大城市的交通拥堵管理提供了借鉴。
　　本文以新加坡二代城市拥堵收费系统和CEPAS卡应用领域为背景，根据非接触式IC卡原理、ISO/EC14443 TypeB协议以及新加坡非接触电子钱包应用规范(Contactless E-Purse Application Specification)，设计了CEPAS卡读写终端并在此系统上实现了CEPAS的扣款功能。
　　CEPAS卡读写终端的硬件设计部分包括控制模块选型、射频接口模块和ESAM安全模块的工作原理和工作流程，并给出了部分原理图。控制模块选用STM32F103VB单片机为主控单元；射频接口模选择Philips公司的高集成读写卡芯片MF RC531。在STM32控制下，实现了射频芯片与卡之间、EASM安全模块与卡之间的数据传输。
　　本文的软件设计采用模块化编程的思想。首先，设计了主控单元与射频芯片通信接口程序、CEPAS卡读写子程序；其次，通过操作CEPAS卡内部文件，特别是电子钱包文件，设计CEPAS卡消费交易程序。最后，在LAR软件编译环境下，实现了CEPAS卡复位和CEPAS卡的消费功能。