CN108711197A - 一种对车载单元的功率进行自适应调整的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对车载单元OBU的功率进行自适应调整的方法和设备，该方法包括：在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；经过所述ETC入口后，在所述OBU休眠之前，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。本发明的技术方案非常好地融合了CPC卡及传统OBU的功能特性，既保留了OBU车主在收费道路出入口方便快捷的特性，又提高了路径识别道路上的打标成功率。相比于其他方案而言，成本低，不需要对OBU、天线乃至整个***进行升级改造，就可以完成在收费道路上的出入口、路径信息的准确记录。

Description

一种对车载单元的功率进行自适应调整的方法和设备
技术领域
本发明总体上涉及智能交通领域，更具体地，涉及对车载单元(OBU)的功率进行自适应调整的领域。
背景技术
目前，高速公路联网收费***主要包括不停车收费***(ETC)和多义性路径识别复合通行卡(CPC)。ETC的主要功能是通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的路径识别天线之间通过专用短程通讯DSRC来进行通信。然后，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能缴纳路桥费的目的。
当车主已安装OBU的情况下，在入口通过ETC车道进入高速车道，当通过一个装有路径识别设备的道路时，RSU通过天线发送微波信号，将OBU唤醒并将路径识别信息写入OBU内，并在高速出口读出OBU内的路径信息并按照既定标准收费。
当车主没有安装OBU时，在人工车道领取CPC卡，通过装有路径识别设备的道路时，RSU通过天线发送微波信号，将路径识别信息写入CPC卡内，在高速出口将CPC卡交还给车道工作人员，后台根据CPC卡内的出入口信息及路径识别信息，收取相应费用。
OBU与CPC在物理参数上的区别，主要是CPC卡有更高的微波通信灵敏度，例如唤醒灵敏度为-50dbm，接收灵敏度为-65dbm；而OBU的唤醒灵敏度为-40dbm，接收灵敏度为-50dbm。并且，由于CPC卡上的天线方向为全向，所以，在路径识别道路上的实际应用中，由于OBU的参数灵敏度比CPC卡低，在相同条件下，OBU被路径识别天线唤醒的距离就比CPC卡更近。并且在此道路上车辆通常都是高速行驶，导致装有OBU车辆的打标成功率明显没有CPC卡的成功率高。但是在ETC出入口，由于车速限制在20公里每小时，这时的OBU能更好的保证同一车道下的天线与同一车道的OBU进行交互，避免发生临道干扰的问题。
在现有的路径识别道路中，一般采取OBU和CPC卡共存的方案。为了提高OBU和CPC卡在路径识别天线下的打标成功率，往往将标识天线功率设置为最大(为33dbm)。
该方案的缺点是，虽然增加了天线的功率，但仍然不能解决打标成功率低的问题。当车主使用CPC卡时，如果将卡片放置在车内的隐蔽处，或卡片被某金属物遮挡，即使路径识别天线功率足够大，在高速行驶的道路上，也不能保证CPC卡在可唤醒的区域内。
当车主使用OBU经过路径标识天线时，由于OBU本身参数及天线的局限性，在比较低速的车道上进行DSRC数据交互非常稳定，但由于车主不会自觉地在标识天线下降慢车速，打标成功率依然不高。
为了提高OBU在路径识别道路的打标成功率，有的省份采取了多种技术相结合的方法。比如OBU升级为复合车载设备单元，即OBU内部集成了433MHz射频模块。其中5.8GHz频段用于高速出入口DSRC数据的接收和发送，而433MHz频段则用于路径标识信息的记录。
该方案的工作流程为，当车主进入ETC入口时，通过路径识别天线完成ETC入***易，然后OBU打开433MHz射频模块。同时在有路径识别的道路上，建设多个433MHz基站，基站不断发送433MHz射频信号，OBU端通过433MHz模块接收该信号并写入OBU安全模块中。在ETC出口，路径识别天线读取OBU数据，根据出入口信息及标识信息收取相应费用。
该方案的缺点是，433MHz基站本身没有安全机制，发送的数据为明文，且与OBU没有数据交互，OBU只负责接收。该方案安全性差，可人为地通过接收装置抓取通讯数据，并建立伪基站向OBU发送伪数据，逃避通行费用。而且，在OBU端添加了433MHz模块，不但增加了OBU成本，433MHz天线与5.8G天线在OBU上共存，对信号也容易造成干扰。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中OBU打标成功率较低或者安全性差的缺陷，提供一种能够进行准确打标的方法和设备。
根据本发明的第一方面，提供一种对车载单元OBU的功率进行自适应调整的方法，包括：在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；经过所述ETC入口后，在所述OBU休眠之前，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
可选地，本发明的方法进一步包括：在所述OBU行进过程中，检测所接收信号中的信标服务表BST，以确定所接收信号是由路径识别天线还是由ETC天线发出的。
可选地，当检测到所述BST制造商代码字节为0xA0-0xFE时，则确定所接收信号是由路径识别天线发出的。
可选地，当检测到所接收信号是由路径识别天线发出时，保持以所述第二参数与所述路径识别天线进行通信。
可选地，当检测到所述BST制造商代码字节为0x00-0x9E时，则确定所接收信号是由ECT天线发出的。
可选地，当检测到所接收信号是由ETC天线发出时，将所述OBU的功率设置为第一参数，并且使所述OBU进行休眠。
可选地，本发明的方法进一步包括：当所述OBU被唤醒时，确定当前为ETC出口，并与ETC天线进行通信并完成出***易流程。
可选地，所述第一参数包括-40dbm的第一唤醒灵敏度和-50dbm的第一接收灵敏度；以及所述第二参数包括-50dbm的第二唤醒灵敏度和-65dbm的第二接收灵敏度。
根据本发明第二方面，提供一种对车载单元OBU的功率进行自适应调整的设备，包括：第一装置，用于在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；第二装置，用于在经过所述ETC入口后，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
根据本发明第三方面，提供一种能够对功率进行自适应调整的对车载单元OBU，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求上所述的方法。
根据本发明第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被一个或多个处理器执行时实现如上所述的方法。
本发明的技术方案非常好地融合了CPC卡及传统OBU的功能特性，既保留了OBU车主在收费道路出入口方便快捷的特性，又提高了路径识别道路上的打标成功率。
相比于其他方案而言，成本低，不需要对OBU、天线乃至整个***进行升级改造，就可以完成在收费道路上的出入口、路径信息的准确记录。
附图说明
图1示出了根据本发明一个方面的对车载单元的功率进行自适应调整的方法的流程图；
图2示出了本发明的技术方案所应用的场景；
图3示出了根据本发明另一个方面的对车载单元OBU的功率进行自适应调整的设备的框图；
图4描述了根据本发明的一个实施方式的OBU；以及
图5示出了根据本发明的一个实施方式的程序产品。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
图1示出了根据本发明一个方面的对车载单元的功率进行自适应调整的方法的流程图；图2示出了本发明的技术方案所应用的场景。
如图1所示，本发明的方法包括：在操作S110，在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；以及，在操作S120，经过所述ETC入口后，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
下面结合图2进行更详细的描述。需要理解的是，尽管ETC入口处的天线以及高速公路上的路径识别天线均属于路侧单元RSU，但本发明中为了方便区分的目的，将ETC入口处的天线称为ETC天线，将高速公路路侧的天线称为路径识别天线。这样的命名对本发明的保护范围不构成任何限制。
在图2中，车辆在道路上行驶时，首先会进入ETC收费站的入口处(在图2中以“A点”来表示)。在A点处，可以将所述OBU的功率设置为方便与ECT天线进行通信的参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程。这里所述的参数可以是OBU的唤醒灵敏度为-40dBm，接收灵敏度为-50dBm。本领域技术人员可以理解的是，在高速公路入口处，并行地存在多个ETC车道，过高的灵敏度将可能导致邻道干扰，因此，将OBU的参数如此设置，有利地减少了邻道干扰，提高了读取的准确度。
接下来，在车辆经过了ETC入口之后，如图2的B点所示，车辆已经与ETC天线完成了交易流程，并且此时OBU还处于激活状态，尚未休眠。接下来，车辆将更可能多地经过路径识别天线并与路径识别天线进行通信。因此，在经过B点之后，可以将OBU的参数设置为方便与路径识别天线进行通信，以使得车辆在高速行驶过程中完成良好的通信。这里所述的参数可以是OBU的唤醒灵敏度为-50dBm，而接收灵敏度为-65dBm，这将与传统CPC卡的接收灵敏度相似。
需要理解的是，上文所述的两种灵敏度仅仅是一种示例，本领域技术人员可以根据实际情况设置更适合的灵敏度，而不局限于上文所述的任意一种。
接下来，根据本发明的一个实施方式，如图1所示，本发明的方法进一步包括：S130，在所述OBU行进过程中，检测所接收信号中的信标服务表BST，以确定所接收信号是由路径识别天线还是由ETC天线发出的。
进一步参考图2，当车辆在高速道路上行驶时，例如到达C点时，可能会被路径识别天线唤醒，此时路径识别天线下发信标服务表(BST)帧数据，根据该BST帧数据，当该天线被解析为路径识别天线时，完成路径打标流程。
因此，在本发明中，在操作S140，当检测到所接收信号是由路径识别天线发出时，保持以所述第二参数与所述路径识别天线进行通信。第二参数的唤醒灵敏度和接收灵敏度均较高，因此便于车辆在高速行驶过程中与路径识别天线完成良好通信。
检测天线是路径识别天线还是ETC天线可以有多种方式，一种方式是当检测到所述BST制造商代码字节为0xA0-0xFE时，则确定所接收信号是由路径识别天线发出的。
接下来，根据本发明的一个实施方式，在操作S150，当检测到所接收信号是由ETC天线发出时，将所述OBU的功率设置为第一参数，并且使所述OBU进行休眠。
如图2所示，当车辆行驶到D点时，即距离ETC出口一段距离时，由于当前的OBU处于第二参数，唤醒灵敏度和接收灵敏度均较高，因此可以在距离ETC天线较远的距离即被唤醒。此时，当确定为ETC天线时，可以迅速将参数切换到灵敏度较低的第一参数，并迅速进入休眠状态。由于距离ETC天线较远，OBU有足够的时间进行唤醒、参数切换、休眠等一列动作(此过程通常不超过50ms)。
接下来，在操作S160，当所述OBU被唤醒时，确定当前为ETC出口，并与ETC天线进行通信并完成出***易流程。
如图2所示，在E点，车辆已经靠近了ETC出口处，当前OBU处于灵敏度较低的第一参数，因此可以正常地与出口处的ETC天线完成交易流程。该流程与常规的驶出ETC出口的过程相同，因此这里将不再赘述。
根据本发明的一个实施方式，当检测到所述BST制造商代码字节为0x00-0x9E时，则确定所接收信号是由ETC天线发出的。
图3示出了根据本发明另一个方面的对车载单元OBU的功率进行自适应调整的设备的框图。
如图3所示，本发明的设备包括：第一装置M310，用于在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；以及第二装置M320，用于在经过所述ETC入口后，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
本发明的技术方案非常好地融合了CPC卡及传统OBU的功能特性，既保留了OBU车主在收费道路出入口方便快捷的特性，又提高了路径识别道路上的打标成功率。
相比于其他方案而言，成本低，不需要对OBU、天线乃至整个***进行升级改造，就可以完成在收费道路上的出入口、路径信息的准确记录。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为***、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“***”。
在一些可能的实施方式中，本发明可以实现为一种能够对功率进行自适应调整的对车载单元OBU，该OBU可以包括存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
下面参照图4来描述根据本发明的这种实施方式的OBU。图4显示的OBU仅仅是一个示例，这不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，OBU 1以通用计算设备的形式表现，包括但不限于：至少一个处理器10、至少一个存储器20、连接不同***组件的总线60。
总线60表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、***总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
存储器20可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)21和/或高速缓存存储器22，还可以进一步包括只读存储器(ROM)23。
存储器20还可以包括程序模块24，这样的程序模块24包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
OBU 1还可以与一个或多个外部设备2通信，也可与一个或者多个其他设备进行通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口40进行，并在显示单元30上进行显示。并且，OBU1还可以通过网络适配器50与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器50通过总线60与OBU 1中的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，但可以结合OBU 1使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序代码在被处理器执行时，所述程序代码用于使所述处理器执行上面描述的方法。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
如图5所示，示出了根据本发明的实施方式的程序产品3，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (11)

1.一种对车载单元OBU的功率进行自适应调整的方法，包括：
在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；
经过所述ETC入口后，在所述OBU休眠之前，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述OBU行进过程中，检测所接收信号中的信标服务表BST，以确定所接收信号是由路径识别天线还是由ETC天线发出的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当检测到所述BST制造商代码字节为0xA0-0xFE时，则确定所接收信号是由路径识别天线发出的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
当检测到所接收信号是由路径识别天线发出时，保持以所述第二参数与所述路径识别天线进行通信。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，当检测到所述BST制造商代码字节为0x00-0x9E时，则确定所接收信号是由ETC天线发出的。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
当检测到所接收信号是由ETC天线发出时，将所述OBU的功率设置为第一参数，并且使所述OBU进行休眠。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
当所述OBU被唤醒时，确定当前为ETC出口，并与ETC天线进行通信并完成出***易流程。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述第一参数包括-40dbm的第一唤醒灵敏度和-50dbm的第一接收灵敏度；以及
所述第二参数包括-50dbm的第二唤醒灵敏度和-65dbm的第二接收灵敏度。
9.一种对车载单元OBU的功率进行自适应调整的设备，包括：
第一装置，用于在电子不停车收费ETC入口前，将所述OBU的功率设置为第一参数，以与ETC天线进行通信并完成入***易流程；
第二装置，用于在经过所述ETC入口后，将所述OBU的功率设置为第二参数，以与路径识别天线进行通信。
10.一种能够对功率进行自适应调整的对车载单元OBU，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被一个或多个处理器执行时实现权利要求1至8中任意一项所述的方法。
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