CN106652061A - 一种用于etc收费***的低功耗通信单元及通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于ETC收费***的低功耗通信单元及通信方法。通信单元包括发卡机、收卡机和ETC卡机,发卡机和收卡机分别包括射频读头设备,ETC卡机包括射频电子开关、主控芯片和无线收发模块;射频电子开关用于:当其被发卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出中断触发指令;当其被收卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出休眠指令;主控芯片用于:当其接收到中断触发指令时,启动无线收发模块,利用无线收发模块与发卡机进行数据交互;当其接收到休眠指令时,先利用无线收发模块与收卡机进行数据交互,再关闭无线收发模块,并且主控芯片进入低功耗休眠状态。本发明能降低ETC卡机的功耗、节省电能。
Description
技术领域
本发明涉及ETC收费***,尤其涉及一种用于ETC收费***的低功耗通信单元及通信方法。
背景技术
目前,国内的正在大力建设ETC***。作为ETC***的重要环节,车载OBU通常采用带电池的ETC卡机的形式实现,这个ETC卡机会搭载一个5.8G的无线模块,对于无线模块而言,其低功耗设计是非常重要的,无线模块将直接影响ETC卡机的使用寿命,以及用户的使用体验。但是现有的通信方式下,ETC卡机是实时监听的,其真正起到作用的阶段是进入高速公路以后,而汽车多数情况下行驶于高速公路以外的区域,由于ETC卡机实时监听,则导致其一直处于高功耗状态,不仅浪费电能,而且影响ETC卡机的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种用于ETC收费***,并且能降低ETC卡机的功耗,进而节省电能、提高ETC卡机使用寿命的低功耗通信单元及通信方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案。
一种用于ETC收费***的低功耗通信单元,包括有发卡机、收卡机和ETC卡机,所述发卡机和收卡机分别设于高速公路的入口处和出口处,所述ETC卡机安装于汽车上,所述发卡机和收卡机分别包括有射频读头设备,所述ETC卡机包括有射频电子开关、主控芯片和无线收发模块,其中:所述射频电子开关用于:当其被发卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出中断触发指令;当其被收卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出休眠指令;所述主控芯片用于:当其接收到中断触发指令时,启动无线收发模块,并利用所述无线收发模块与发卡机进行数据交互;当其接收到休眠指令时,先利用所述无线收发模块与收卡机进行数据交互,再关闭无线收发模块,之后进入低功耗休眠状态。
优选地,所述射频读头设备为13.56MHz射频读头,所述射频电子开关为13.56MHz射频电子开关。
优选地,所述无线收发模块为5.8GHz通信模块。
优选地,所述发卡机和收卡机之间设有中途5.8GHz读头设备,所述中途5.8GHz读头设备用于与所述无线收发模块交互通信,以监听ETC卡机在行车过程中的数据。
一种用于ETC收费***的低功耗通信方法,该方法基于一通信单元实现,所述通信单元包括有发卡机、收卡机和ETC卡机,所述发卡机和收卡机分别设于高速公路的入口处和出口处,所述ETC卡机安装于汽车上,所述发卡机和收卡机分别包括有射频读头设备,所述ETC卡机包括有射频电子开关、主控芯片和无线收发模块,所述方法包括如下步骤:步骤S1,当所述射频电子开关被发卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出中断触发指令;步骤S2,所述主控芯片接收到中断触发指令后,启动无线收发模块,并利用所述无线收发模块与发卡机进行数据交互;步骤S3,当所述射频电子开关被收卡机的射频读头设备读取到时,向主控芯片发出休眠指令;步骤S4,所述主控芯片接收到休眠指令后,先利用所述无线收发模块与收卡机进行数据交互,再关闭无线收发模块,之后进入低功耗休眠状态。
优选地,所述射频读头设备与射频电子开关基于ISO14443-typeA协议通信。
优选地,所述发卡机和收卡机之间设有中途5.8GHz读头设备,所述无线收发模块为5.8GHz通信模块,所述中途5.8GHz读头设备用于与所述无线收发模块交互通信,以监听ETC卡机在行车过程中的数据。
优选地,所述步骤S2中,所述主控芯片与发卡机完成数据交互之后,所述主控芯片进入休眠状态,所述无线收发模块进入监听状态,当所述无线收发模块监听到中途5.8GHz读头设备发出的5.8GHz信号时,向主控芯片发送唤醒指令,当所述主控芯片接收唤醒指令后,利用无线收发模块与中途5.8GHz读头设备进行数据交互。
优选地,所述主控芯片与中途5.8GHz读头设备完成数据交互后,所述主控芯片进入休眠状态,所述无线收发模块进入监听状态。
本发明公开的用于ETC收费***的低功耗通信单元及通信方法中,ETC卡机内置有射频电子开关,当汽车行至高速公路的发卡机时,通过射频读头设备发出开卡命令,射频电子开关解析命令后发出中断触发指令至主控芯片,利用中断唤醒主控芯片,使得无线收发模块进入监听状态,并与发卡机进行数据交互,以令发卡机收集相关的行车数据。当汽车要驶离高速公路出口时,再通过射频读头设备发出收卡、结算命令,无线收发模块与收卡机先进行结算等数据交互,结算完成后关闭无线收发模块,同时主控芯片进入低功耗休眠状态,从而实现了在高速公路行车过程中启动ETC卡机,在驶离高速公路后进入低功耗休眠状态,进而节省电能、提高ETC卡机使用寿命。
附图说明
图1为本发明通信单元的组成框图。
图2为本发明优选实施例中通信单元的应用状态示意图。
图3为本发明通信方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种用于ETC收费***的低功耗通信单元,结合图1和图2所示,该通信单元包括有发卡机1、收卡机2和ETC卡机3,所述发卡机1和收卡机2分别设于高速公路的入口处和出口处,所述ETC卡机3安装于汽车上,所述发卡机1和收卡机2分别包括有射频读头设备4,所述ETC卡机3包括有射频电子开关5、主控芯片6和无线收发模块7,其中:
所述射频电子开关5用于:当其被发卡机1的射频读头设备4读取到时,向主控芯片6发出中断触发指令;当其被收卡机2的射频读头设备4读取到时,向主控芯片6发出休眠指令;
所述主控芯片6用于:当其接收到中断触发指令时,启动无线收发模块7,并利用所述无线收发模块7与发卡机1进行数据交互;当其接收到休眠指令时,先利用所述无线收发模块7与收卡机2进行数据交互,再关闭无线收发模块7,之后进入低功耗休眠状态。
上述通信单元中,为ETC卡机3内置一个射频电子开关5,当汽车行至高速公路的发卡机1时,通过射频读头设备4发出开卡命令,射频电子开关5解析命令后发出中断触发指令至主控芯片6,利用中断唤醒主控芯片6,使得无线收发模块7进入监听状态,并与发卡机1进行数据交互,以令发卡机1收集相关的行车数据。当汽车要驶离高速公路出口时,再通过射频读头设备4发出收卡、结算命令,无线收发模块7与收卡机2先进行结算等数据交互,结算完成后关闭无线收发模块7,同时主控芯片6进入低功耗休眠状态,从而实现了在高速公路行车过程中启动ETC卡机3,在驶离高速公路后进入低功耗休眠状态,进而节省电能、提高ETC卡机使用寿命。
作为一种优选方式,所述射频读头设备4为13.56MHz射频读头,所述射频电子开关5为13.56MHz射频电子开关。
本实施例中,所述无线收发模块7为5.8GHz通信模块。进一步地,所述发卡机1和收卡机2之间设有中途5.8GHz读头设备8,所述中途5.8GHz读头设备8用于与所述无线收发模块7交互通信,以监听ETC卡机3在行车过程中的数据。
本发明还公开一种用于ETC收费***的低功耗通信方法,结合图1至图3所示,该方法基于上述通信单元实现,所述方法包括如下步骤:
步骤S1,当所述射频电子开关5被发卡机1的射频读头设备4读取到时,向主控芯片6发出中断触发指令;
步骤S2,所述主控芯片6接收到中断触发指令后,启动无线收发模块7,并利用所述无线收发模块7与发卡机1进行数据交互;
步骤S3,当所述射频电子开关5被收卡机2的射频读头设备4读取到时,向主控芯片6发出休眠指令;
步骤S4,所述主控芯片6接收到休眠指令后,先利用所述无线收发模块7与收卡机2进行数据交互,再关闭无线收发模块7,之后进入低功耗休眠状态。
此外,还包括中途监听步骤,具体是指:所述发卡机1和收卡机2之间设有中途5.8GHz读头设备8,所述中途5.8GHz读头设备8用于与所述无线收发模块7交互通信,以监听ETC卡机3在行车过程中的数据。
本实施例中,所述射频读头设备4与射频电子开关5基于ISO14443-typeA协议通信。
本实施例中,所述发卡机1和收卡机2之间设有中途5.8GHz读头设备8,所述无线收发模块7为5.8GHz通信模块,所述中途5.8GHz读头设备8用于与所述无线收发模块7交互通信,以监听ETC卡机3在行车过程中的数据。
为了进一步降低主控芯片6的能耗,所述步骤S2中,所述主控芯片6与发卡机1完成数据交互之后,所述主控芯片6进入休眠状态,所述无线收发模块7进入监听状态,当所述无线收发模块7监听到中途5.8GHz读头设备8发出的5.8GHz信号时,向主控芯片6发送唤醒指令,当所述主控芯片6接收唤醒指令后,利用无线收发模块7与中途5.8GHz读头设备8进行数据交互。在此基础上,当所述主控芯片6与中途5.8GHz读头设备8完成数据交互后,所述主控芯片6进入休眠状态,所述无线收发模块7进入监听状态。
本发明公开的通信单元及通信方法在优选实施例中,在使用取卡时,通过13.56M读头发开卡命令,电子开关解析命令后开启,输出有效信号至MCU芯片,通过中断唤醒MCU;MCU控制5.8G处于监听状态,收集行车数据,记录行车路程。在回收卡片时,再用13.56M读头发关卡命令,电子开关解析命令后关闭,中断信号撤销,ETC卡片进入休眠。
以上所述只是本发明较佳的实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等,均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种用于ETC收费***的低功耗通信单元,包括有发卡机(1)、收卡机(2)和ETC卡机(3),所述发卡机(1)和收卡机(2)分别设于高速公路的入口处和出口处,所述ETC卡机(3)安装于汽车上,其特征在于,所述发卡机(1)和收卡机(2)分别包括有射频读头设备(4),所述ETC卡机(3)包括有射频电子开关(5)、主控芯片(6)和无线收发模块(7),其中:
所述射频电子开关(5)用于:当其被发卡机(1)的射频读头设备(4)读取到时,向主控芯片(6)发出中断触发指令;当其被收卡机(2)的射频读头设备(4)读取到时,向主控芯片(6)发出休眠指令;
所述主控芯片(6)用于:当其接收到中断触发指令时,启动无线收发模块(7),并利用所述无线收发模块(7)与发卡机(1)进行数据交互;当其接收到休眠指令时,先利用所述无线收发模块(7)与收卡机(2)进行数据交互,再关闭无线收发模块(7),之后进入低功耗休眠状态。
2.如权利要求1所述的用于ETC收费***的低功耗通信单元,其特征在于,所述射频读头设备(4)为13.56MHz射频读头,所述射频电子开关(5)为13.56MHz射频电子开关。
3.如权利要求1所述的用于ETC收费***的低功耗通信单元,其特征在于,所述无线收发模块(7)为5.8GHz通信模块。
4.如权利要求3所述的用于ETC收费***的低功耗通信单元,其特征在于,所述发卡机(1)和收卡机(2)之间设有中途5.8GHz读头设备(8),所述中途5.8GHz读头设备(8)用于与所述无线收发模块(7)交互通信,以监听ETC卡机(3)在行车过程中的数据。
5.一种用于ETC收费***的低功耗通信方法,该方法基于一通信单元实现,所述通信单元包括有发卡机(1)、收卡机(2)和ETC卡机(3),所述发卡机(1)和收卡机(2)分别设于高速公路的入口处和出口处,所述ETC卡机(3)安装于汽车上,其特征在于,所述发卡机(1)和收卡机(2)分别包括有射频读头设备(4),所述ETC卡机(3)包括有射频电子开关(5)、主控芯片(6)和无线收发模块(7),所述方法包括如下步骤:
步骤S1,当所述射频电子开关(5)被发卡机(1)的射频读头设备(4)读取到时,向主控芯片(6)发出中断触发指令;
步骤S2,所述主控芯片(6)接收到中断触发指令后,启动无线收发模块(7),并利用所述无线收发模块(7)与发卡机(1)进行数据交互;
步骤S3,当所述射频电子开关(5)被收卡机(2)的射频读头设备(4)读取到时,向主控芯片(6)发出休眠指令;
步骤S4,所述主控芯片(6)接收到休眠指令后,先利用所述无线收发模块(7)与收卡机(2)进行数据交互,再关闭无线收发模块(7),之后进入低功耗休眠状态。
6.如权利要求5所述的用于ETC收费***的低功耗通信方法,其特征在于,所述射频读头设备(4)与射频电子开关(5)基于ISO14443-typeA协议通信。
7.如权利要求5所述的用于ETC收费***的低功耗通信方法,其特征在于,所述发卡机(1)和收卡机(2)之间设有中途5.8GHz读头设备(8),所述无线收发模块(7)为5.8GHz通信模块,所述中途5.8GHz读头设备(8)用于与所述无线收发模块(7)交互通信,以监听ETC卡机(3)在行车过程中的数据。
8.如权利要求7所述的用于ETC收费***的低功耗通信方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述主控芯片(6)与发卡机(1)完成数据交互之后,所述主控芯片(6)进入休眠状态,所述无线收发模块(7)进入监听状态,当所述无线收发模块(7)监听到中途5.8GHz读头设备(8)发出的5.8GHz信号时,向主控芯片(6)发送唤醒指令,当所述主控芯片(6)接收唤醒指令后,利用无线收发模块(7)与中途5.8GHz读头设备(8)进行数据交互。
9.如权利要求8所述的用于ETC收费***的低功耗通信方法,其特征在于,所述主控芯片(6)与中途5.8GHz读头设备(8)完成数据交互后,所述主控芯片(6)进入休眠状态,所述无线收发模块(7)进入监听状态。
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