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目前我国城市高速公路出入口,主要采取入口人工发卡、出口人工现金结算的收费方法。该方法中车辆需要在高速公路入口停车取卡和出口停车缴费,车辆通行缓慢且效率较低。特别是在周末和法定假日车辆较多的时间段,高速公路出入口常发生大面积堵车的现象。为了解决该问题,本文结合嵌入式技术、数据库技术、C#桌面软件开发技术、车牌识别技术、4G移动通信技术、Web Service技术和数据加密技术,提出了一种新的高速公路快速收费方案,并实现了相应的软硬件模块的设计。本文首先利用Web Service技术设计了数据调用接口,基于.NET平台采用C#语言设计了数据调用软件,为车辆自动成为注册用户奠定了基础。系统以ARM7作为核心控制板,实现了车牌图片采集软件模块和车牌识别软件模块的开发,完成了车牌号码、出入站站点等信息的数据库写入工作;然后设计了高速公路出口客户端软件,软件通过识别车牌,查询数据库中的匹配车牌,计算该车辆在高速公路的通行费用;如果是注册用户,则自动放行,并且通过4G模块向车主推送消费信息,车主采用事后缴费的方式。如果是非注册用户,则现金收费。最后设计了高速公路入出站数据、消费数据向服务器传输的专用传输软件,并且采用AES算法对数据进行加密。为方便管理人员对数据传输进行监控,以及为客户端与服务器建立网络连接提供可视化界面,分别设计了客户端数据传输软件与服务器端数据接收软件。客户端将收费站的数据按固定格式提取,加密后发送。服务器接收数据,解密后自动存储到高速公路服务器的数据库中。根据服务器对接收数据的存储需求,数据需要按一定格式提取。实验室测试表明本系统设计并完成了各软硬件功能,通过调用接口完成了车辆的自动注册;系统可实现对已注册车辆的快速通行,明显提高了收费站的通行效率;数据传输软件可以将收费站大量数据安全的传输到高速公路服务器。