CN1667653A - 用于高速公路收费***的车载单元 - Google Patents
用于高速公路收费***的车载单元 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1667653A CN1667653A CN 200410016817 CN200410016817A CN1667653A CN 1667653 A CN1667653 A CN 1667653A CN 200410016817 CN200410016817 CN 200410016817 CN 200410016817 A CN200410016817 A CN 200410016817A CN 1667653 A CN1667653 A CN 1667653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- card
- board units
- microwave
- module
- chip microcomputer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于高速公路收费***的车载单元,包括可***或拔出车载单元的IC卡。IC卡***时,可用于全自动收费***;当车载单元进入路边设备的通信区域时,唤醒模块产生一个脉冲信号,唤醒单片机进入工作模式后,单片机通过一个输入输出脚控制电源控制模块,向IC卡读写模块、DSRC协议芯片和微波调制解调模块供电,并接收、处理路边设备发来的微波信号;单片机根据IC卡操作流程,对IC卡进行读写、扣款等操作。将IC卡取出时,可直接用于半自动收费***。本发明可减少***投资成本,增加***的可靠性和灵活性,适用于智能交通领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高速公路收费***的车载单元。
背景技术
在高速公路收费***中,目前国际和国内普遍使用的收费方式有:全人工收费方式、半自动收费方式和全自动不停车收费方式。全人工收费方式采用纸介质的现金或月票,收费、统计等工作全部由人工完成。而半自动收费方式采用接触式IC卡或非接触式IC卡(在实际应用中采用非接触式的更多一些)作为通行预付卡,并采用“人工收费、计算机管理和闭路监视”的管理模式。上述两种收费方式前期投资不是很多,但收费效率不高,容易出现收费站排队拥堵收费的情况,适用于车流量不大、通行速度要求不高的一般性收费站。全自动不停车收费方式采用红外或微波等技术自动完成对车道上经过车辆的识别、收费和统计工作,收费效率高,可以有效地解决收费站车辆拥堵的现象发生,适用于车流量较大、车辆通行速度要求较高的主干道路收费口。
目前,在全自动不停车收费方式中,普遍采用的车载单元(OBU:OnBoard Unit)为单片式OBU,即从外观上看,该OBU是一个独立的整体,同时所有的收费工作都由它配合路边的路边设备(RSU:Road Side Unit)单独完成。采用单片式的全自动不停车收费***和采用IC卡的半自动收费***相互独立、互不兼容。若采用单片式车载单元,则整个路段必须构成一个完整的封闭式专用全自动不停车车道收费***。这种方式存在以下缺点:1、每个收费站的出入口都必须安装至少一条全自动不停车收费车道,这样会造成设备的一次性投资太大、建设周期长;有些交通流量小的收费站单独开出一条车道用于全自动不停车收费,既困难又不经济。2、在收费站出/入口如果各设计一条全自动不停车收费车道,万一全自动不停车收费***出现问题,则会影响整个***的正常运行,造成安装单片式车载单元的车辆无法进/出车道。3、安装在交通车辆上的单片式车载单元万一由于电池不足等原因无法工作,将直接影响***的正常运行,造成车辆无法进/出车道。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能兼顾半自动收费的用于高速公路收费***的车载单元,它即可用于全自动不停车收费***,也可用于半自动收费***。
为解决上述技术问题,本发明用于高速公路收费***的车载单元,配置有可***或拔出车载单元的IC卡,还包括单片机IC1、电源控制模块IC3、连接有IC卡读写天线IC5的IC卡读写模块IC2、DSRC(专用短距离通信)协议芯片IC4、连接有微波天线IC8的5.8GHz微波调制解调模块IC6、连接有微波天线IC8的唤醒模块IC7;车载单元被初始化后,平时单片机IC1处于睡眠模式,而唤醒模块IC7一直处于供电状况,当车载单元进入路边设备的通信区域时,唤醒模块IC7从微波天线IC8接收微波信号,并产生一个唤醒脉冲,唤醒单片机IC1使之进入工作模式后,单片机IC1通过一个输入输出脚控制电源控制模块IC3,向IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并接收、处理路边设备发来的微波信号;在IC2供电的情况下,单片机IC1根据操作流程,对IC卡进行读写、扣款等操作;然后,单片机IC1通过上述输入输出脚控制电源控制模块IC3,停止向IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并使单片机IC1自身重新进入睡眠模式。
和现有的几种收费方式相比,本发明具有以下有益效果:
1、有效地将IC卡半自动收费方式和全自动不停车收费方式结合起来,集中了IC卡收费***和全自动不停车收费***的优点,通行能力强并灵活、快捷。
2、可以有效地降低整个收费***的建设成本。充分利用现有的IC卡(上海公交卡)的发行、交易和清分平台,方便用户的使用并有利于该收费***的推广。
3、两级安全保护,对入网的路边设备和车载单元进行相互认证,并将最重要的电子钱包安全落实到已经过大批量应用、安全得到保证的非接触式IC卡上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明使用非接触式IC卡车载单元的原理示意图;
图2是本发明使用接触式IC卡车载单元的原理示意图。
具体实施方式
图1是本发明用于高速公路收费***的车载单元的一个实施例,其中配置有可***或拔出车载单元的非接触式IC卡。车载单元与非接触式IC卡结合成为双片式车载单元。还包括单片机IC1、电源控制模块IC3、连接有IC卡读写天线IC5的IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4、连接有微波天线IC8的5.8GHz微波调制解调模块IC6和唤醒模块IC7;单片机IC1作为车载单元的核心,执行内部程序,用于控制整个车载单元的运行,促使各模块协调工作。本发明单片机IC1采用TI公司430系列单片机——M430F449。车载单元被初始化后,平时单片机IC1处于睡眠模式,而唤醒模块IC7一直处于供电状况(该唤醒模块IC7由电阻、电容、三极管等组成,用于车载单元进入路边设备的通信区域时产生唤醒脉冲。),当车载单元进入路边设备的通信区域时,唤醒模块IC7从微波天线IC8接收微波信号,并产生一个唤醒脉冲,唤醒单片机IC1使之进入工作模式后,单片机IC1通过一个输入输出脚控制电源控制模块IC3,向IC卡读写模块IC2(选用SHC1704模块)、DSRC协议芯片IC4(选用SHC221F芯片)和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并接收、处理路边设备发来的微波信号;在IC2供电的情况下,单片机IC1根据操作流程,对非接触式IC卡进行读写、扣款等操作;然后,单片机IC1通过上述输入输出脚控制电源控制模块IC3,停止向IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并使单片机IC1自身重新进入睡眠模式。交易过程中,单片机IC1可通过电源控制模块IC3控制蜂鸣器、发光二极管给出相应的车载单元状态提示。
操作非接触式IC卡,重点是控制IC卡读写模块IC2对插在车载单元中的非接触式IC卡发出相应的命令。其控制操作包括:请求、抗冲突、选卡、读、写、认证等多条命令,而每一条指令又包含多个独立的步骤。
在上述非接触式IC卡上,可存储用户的帐号、电子钱包余额、通过高速公路的网络入口原始交易记录等数据。而车载单元部分可存储车辆的长度、宽度、轴数等固定物理参数以及车主资料等。
在车载单元与路边设备的正常信息交互中,信号的传递方向可分为下行链路和上行链路。下行链路的信号传递过程是:首先车载单元从微波天线IC8收取路边设备发出某一频点(5.7975GHz、5.8025GHz、5.8075GHz、5.8125GHz四个频点之一)的5.8GHz微波信号,经过由放大、检波等电路组成的微波调制解调模块IC6后,将微波信号恢复为500Kbps的FMO(频率调制0)编码信号。该编码信号直接送到DSRC协议芯片IC4进行信息帧的恢复工作,在去掉同步码、帧头、帧尾和CRC校验码后,DSRC协议芯片IC4将原始数据送到单片机IC1,单片机IC1分析接收到的数据,根据不同命令进行存储、分析并给出应答。应答过程中,数据变化情况可参见下面上行链路的信号传递情况描述。在必要的情况下,会同DSRC协议芯片IC4,单片机IC1可以进行数据的加解密操作。
在上行链路中,车载单元将要应答的数据从单片机IC1放到DSRC协议芯片IC4的发送缓冲区中,经由DSRC协议芯片IC4,该应答数据在加入同步码、帧头、帧尾和CRC校验码并进行NRZI(倒相不归零码)编码后构成一个250Kbps DSRC信息帧。按照车载单元接收到的BST(控制塔服务列表)中对上行副载波的约定,该DSRC信息帧调制到1.5M或2M副载波上,并利用路边设备的5.8GHz载波信号通过微波调制解调模块IC6和微波天线IC8反射回去。
本发明既可应用于全自动不停车收费***(ETC),也可应用于半自动收费***。当应用于半自动收费***时,只需将插在车载单元中的存有电子金额的非接触式IC卡拔出,交人工处理完成收费过程。当应用于全自动不停车收费***时,只需将该非接触式IC卡插到本发明车载单元中,当经过收费站点时,路边设备经由车载单元向该非接触式IC卡收取费用。
在平常状态下,车载单元由电池一直供电。而为了省电,车载单元中的单片机IC1则处于睡眠模式。当非接触式IC卡***车载单元时,车载单元读取非接触式IC卡内信息,并通过人机接口(MMI)给出状态提示,判断当前状况后决定是否重新进入睡眠模式。
当装有本发明车载单元的车辆进入路边设备的通信区域时,车载单元接收到路边设备不断发出BST信号,将自己唤醒并进入相应的工作状态。通过与路边设备的多次信息交互,车载单元完成与路边设备的相互认证。当接受路边设备的扣款要求后,车载单元利用加密算法完成与非接触式IC卡的三重认证,并向非接触式IC卡扣款。扣款结束,车载单元向路边设备返回交易的信息,并使车载单元重新进入睡眠状态。
在与非接触式IC卡进行通信时,车载单元利用13.56M的射频信号进行。在与路边设备进行信息交互时,车载单元利用5.8GHz微波信号,根据DSRC协议来进行。
本发明所述车载单元中的IC卡可以是非接触式IC卡,也可以是接触式IC卡或双界面IC卡。图2是本发明另一个实施例,采用接触式IC卡的双片式车载单元原理示意图。当采用接触式IC卡或双界面IC卡时其信号的传递过程与上面所述相同。车载单元使用接触式IC卡与使用非接触式IC卡的不同点是:A、与IC卡的通信接口方式不一致;B、卡内的数据结构可以不一致。区别于非接触式IC卡使用13.56M的射频信号进行通信,车载单元OBU在使用接触式IC卡时,利用接触式卡座、以各信号线直接相连的方式按照相应协议与之通信。另外,接触式IC卡内的数据结构可以和非接触IC卡不一致,芯片操作***(COS)配合文件记录是它常用的一种方式。而双界面IC卡是在一张IC卡上同时配置接触式和非接触式这两种接口的IC卡。车载单元OBU与双界面IC卡通信时,可以按要求选择接触式方式或非接触式方式进行。在存储内容上,与非接触式IC卡一样,接触式IC卡/双界面IC卡也可存储用户的帐号、电子钱包余额、通过高速公路的网络入口原始交易记录等数据。
Claims (6)
1.一种用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:所述车载单元配置有可***或拔出车载单元的IC卡,还包括单片机IC1、电源控制模块IC3、连接有IC卡读写天线IC5的IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4、连接有微波天线IC8的5.8GHz微波调制解调模块IC6、连接有微波天线IC8的唤醒模块IC7;车载单元被初始化后,平时单片机IC1处于睡眠模式,而唤醒模块IC7一直处于供电状况,当车载单元进入路边设备的通信区域时,唤醒模块IC7从微波天线IC8接收微波信号,并产生一个唤醒脉冲,唤醒单片机IC1使之进入工作模式后,单片机IC1通过一个输入输出脚控制电源控制模块IC3,向IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并接收、处理路边设备发来的微波信号;在IC2供电的情况下,单片机IC1根据操作流程,对IC卡进行读写、扣款等操作;然后,单片机IC1通过上述输入输出脚控制电源控制模块IC3,停止向IC卡读写模块IC2、DSRC协议芯片IC4和5.8GHz微波调制解调模块IC6供电,并使单片机IC1自身重新进入睡眠模式。
2.如权利要求1所述的用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:在车载单元与路边设备的正常信息交互中,信号的传递方向可分为下行链路和上行链路。
3.如权利要求2所述的用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:所述下行链路的信号传递过程是:首先车载单元从微波天线IC8收取路边设备发出5.7975GHz、5.8025GHz、5.8075GHz、5.8125GHz中的一个频点的5.8GHz微波信号,经过由放大、检波等电路组成的微波调制解调模块IC6后,将微波信号恢复为500Kbps的FMO编码信号,该编码信号直接送到DSRC协议芯片IC4进行信息帧的恢复工作,在去掉同步码、帧头、帧尾和CRC校验码后,DSRC协议芯片IC4将原始数据送到单片机IC1,单片机IC1分析接收到的数据,根据不同命令进行存储、分析并给出应答。
4.如权利要求2所述的用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:所述上行链路的信号传递过程是:车载单元将要应答的数据从单片机IC1放到DSRC协议芯片IC4的发送缓冲区中,经由DSRC协议芯片IC4,该应答数据在加入同步码、帧头、帧尾和CRC校验码并进行NRZI编码后构成一个250Kbps DSRC信息帧;按照车载单元接收到的BST中对上行副载波的约定,该DSRC信息帧调制到1.5M或2M副载波上,并利用路边设备的5.8GHz载波信号通过微波调制解调模块IC6和微波天线IC8反射回去。
5.如权利要求1所述的用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:所述IC卡可以是非接触式IC卡、接触式IC卡或是双界面IC卡。
6.如权利要求1或5所述的用于高速公路收费***的车载单元,其特征在于:车载单元与非接触式IC卡进行通信时,车载单元利用13.56M的射频信号进行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2004100168174A CN100568292C (zh) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 用于高速公路收费***的车载单元 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2004100168174A CN100568292C (zh) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 用于高速公路收费***的车载单元 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1667653A true CN1667653A (zh) | 2005-09-14 |
CN100568292C CN100568292C (zh) | 2009-12-09 |
Family
ID=35038731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2004100168174A Expired - Fee Related CN100568292C (zh) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 用于高速公路收费***的车载单元 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100568292C (zh) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100498845C (zh) * | 2006-06-23 | 2009-06-10 | 浙江众旺科技有限公司 | 智能高速公路收费与预警***及其方法 |
CN101261747B (zh) * | 2007-03-06 | 2010-06-02 | 赵基荣 | 充电式车载单元 |
CN102082587A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-06-01 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种车载单元的数据通信方法及*** |
CN102184576A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-09-14 | 东南大学 | 一种5.8GHz电子不停车收费***的车载单元 |
CN101283380B (zh) * | 2005-10-10 | 2011-12-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有集成在机动车中的车载单元的用于养路费征收的*** |
CN102467757A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 艾伯资讯(深圳)有限公司 | 一种多功能不停车电子收费车载单元 |
CN103218638A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-24 | 江苏中京智能科技有限公司 | 一种利用mcu和双界面cpu实现不同射频数据传输的方法 |
CN103258354A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-21 | 无锡昶达信息技术有限公司 | 一种高速公路不停车收费***用车载装置 |
CN104424666A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 航天信息股份有限公司 | 使用车载电子标签交易的方法和车载电子标签 |
CN105528812A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-04-27 | 上海果路交通科技有限公司 | 一种高速公路收费站自动收费*** |
CN108833380A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种***上下级平台间数据交换的方法 |
CN111696219A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-22 | 北京易路行技术有限公司 | Etc逃费车辆的筛选方法及装置 |
CN111784855A (zh) * | 2019-04-04 | 2020-10-16 | 上海搜林信息技术有限公司 | 内置卡准单片式车载单元及其防拆卸方法 |
-
2004
- 2004-03-09 CN CNB2004100168174A patent/CN100568292C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101283380B (zh) * | 2005-10-10 | 2011-12-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有集成在机动车中的车载单元的用于养路费征收的*** |
CN100498845C (zh) * | 2006-06-23 | 2009-06-10 | 浙江众旺科技有限公司 | 智能高速公路收费与预警***及其方法 |
CN101261747B (zh) * | 2007-03-06 | 2010-06-02 | 赵基荣 | 充电式车载单元 |
CN102082587B (zh) * | 2009-12-01 | 2015-05-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种车载单元的数据通信方法及*** |
CN102082587A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-06-01 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种车载单元的数据通信方法及*** |
WO2011066741A1 (zh) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 不停车收费***、车载单元及车载单元的数据通信方法 |
CN102467757A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 艾伯资讯(深圳)有限公司 | 一种多功能不停车电子收费车载单元 |
CN102184576A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-09-14 | 东南大学 | 一种5.8GHz电子不停车收费***的车载单元 |
CN102184576B (zh) * | 2011-03-09 | 2014-04-02 | 东南大学 | 一种5.8GHz电子不停车收费***的车载单元 |
CN103218638A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-24 | 江苏中京智能科技有限公司 | 一种利用mcu和双界面cpu实现不同射频数据传输的方法 |
CN103218638B (zh) * | 2013-04-16 | 2016-12-28 | 连云港贝兹乐信息科技有限公司 | 一种利用mcu和双界面cpu实现不同射频数据传输的方法 |
CN103258354A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-21 | 无锡昶达信息技术有限公司 | 一种高速公路不停车收费***用车载装置 |
CN104424666A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 航天信息股份有限公司 | 使用车载电子标签交易的方法和车载电子标签 |
CN105528812A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-04-27 | 上海果路交通科技有限公司 | 一种高速公路收费站自动收费*** |
CN108833380A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种***上下级平台间数据交换的方法 |
CN111784855A (zh) * | 2019-04-04 | 2020-10-16 | 上海搜林信息技术有限公司 | 内置卡准单片式车载单元及其防拆卸方法 |
CN111696219A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-22 | 北京易路行技术有限公司 | Etc逃费车辆的筛选方法及装置 |
CN111696219B (zh) * | 2020-05-25 | 2022-05-03 | 北京易路行技术有限公司 | Etc逃费车辆的筛选方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100568292C (zh) | 2009-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100568292C (zh) | 用于高速公路收费***的车载单元 | |
CN203366446U (zh) | 一种路桥/停车场自助缴费找零服务终端 | |
CN203376786U (zh) | 一种基于rfid的路边停车收费*** | |
CN101996425B (zh) | 兼容收费方法、装置和*** | |
CN202995827U (zh) | 用于多义性路径收费***的读卡装置和*** | |
CN101241587A (zh) | 轨道交通自动售检票*** | |
CN203084784U (zh) | 一种停车场车道控制器及停车场收费*** | |
WO2011130935A1 (zh) | 一种etc电子标签装置以及实现路径信息上报的方法 | |
CN1924933A (zh) | 基于感应式车载单元的组合式路桥自动收费方法 | |
CN206946497U (zh) | Rfid阅读器及停车位管理*** | |
CN103258354A (zh) | 一种高速公路不停车收费***用车载装置 | |
CN109961526A (zh) | 基于共享etc的高速通行***及高速通行方法 | |
CN201017328Y (zh) | 具有实时定位的电子车牌 | |
CN208861331U (zh) | 一种etc车道防车辆逃票装置 | |
CN202976219U (zh) | 停车场收费管理*** | |
CN205644660U (zh) | 一种具有路径识别功能的etc用复合式车载单元 | |
CN101290662A (zh) | 新型多频段多功能电子标签 | |
CN103544512B (zh) | 基于多天线阵rfid对车道上车辆识别的方法及装置 | |
CN208985219U (zh) | 一种高速公路省界标识计费的*** | |
CN201111645Y (zh) | 一种具有接触式和非接触式ic卡接口的车载电子标签 | |
CN1825359A (zh) | 预付费、找零ic卡读写器、一卡通分***和收费方法 | |
CN106447445A (zh) | 一种智能自行车租赁***及方法 | |
CN205582017U (zh) | 一种应用于不停车收费***的车载装置及停车场收费*** | |
CN203192037U (zh) | 一种高速公路不停车收费***用车载装置 | |
CN201322948Y (zh) | 一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091209 Termination date: 20200309 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |