ETC(Electronic Toll Collection),即电子不停车收费系统,是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、桥梁和隧道的电子自动收费系统。ETC系统融合了当今的最先进计算机网络和通讯技术,设计目的在于代替当前人工或半人工的收费方式,解决高速公路由于不合理的停车收费过程而造成的一系列环境、交通、效率等问题;同时,该系统最大的优点是在车辆通过收费站进行缴费时无需停车或减速,车辆可以高速通过收费站,车辆的收费过程完全在无人工作状态下实现自动化。在欧洲和北美,以及日本韩国等地区,ETC系统已广泛的应用于高速公路、桥梁和隧道等场合的收费站。我国目前采取的以IC卡或磁卡为介质,在收费站使用人工收费方式为主的公路联网收费方式在某种程度上也被这一潮流所影响。本文研究的ETC系统主要由车道控制器、收费软件平台、车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)以及其他相关的辅助设备组成。其中:视频采集设备、栏杆机、交通信号灯、ETC系统的车辆检测设备以及费额显示器主要由车道控制器进行管理;而安装在收费站工控机中的操作系统的收费软件平台与银行的软件接口相互连接,可以直接实现收取通行车辆费用的整个收费过程;车载单元OBU(On Board Unit)相当于行驶车辆的“身份证”,安装在系统内每一个行驶车辆上;,通行车辆的“身份”信息的识别主要由路侧设备RSU(Road Side Unit)通过与车载设备之间的信息传递来完成,并同时完成通行费用的扣除,主要由天线控制器、微波天线这两个设备组成。本文首先确定了高速公路电子不停车收费系统的总体设计方案,根据系统功能和性能,确定了系统的总体设计方案,并提出系统的组成和参数设计;其次,研究、设计并实现车载OBU模块设备的设计,包括编解码、无线射频通讯、液晶显示和电源模块,以及车载OBU模块设备的硬件电路和嵌入式控制软件;然后,研究、设计并实现RSU模块设备的设计,包括编解码、无线射频通讯等模块,以及RSU模块设备的硬件电路和嵌入式控制软件;接着,探讨了对采用单片机技术实现车道控制器的硬件电路和软件的设计;最后,采用PCNN神经网络模型,在FPGA平台使用Handle-C语言实现高速公路不停收费系统中过往车辆的图像预处理模块。