CN205193889U - 一种路侧单元及电子不停车收费*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路侧单元及电子不停车收费***。路侧单元包括第一卫星天线模块和第一卫星导航模块，路侧单元与电子不停车收费***通信连接；其第一控制模块从***控制器获取网络标准时间，并根据网络标准时间或卫星标准时间校准自身时间。电子不停车收费***的***控制器包括第二控制模块、第二通信模块，还包括第二卫星天线模块和第二卫星导航模块，第二卫星导航模块用于接收卫星信号并发送至第二控制模块；第二控制模块根据网络标准时间或卫星标准时间校准自身时间。本实用新型采用卫星时间与网络标准时间双备份的方式，提高了***时间的可靠性。

Description

一种路侧单元及电子不停车收费***

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域(IntelligentTransportationSystem，ITS)，具体涉及一种路侧单元(RSU，RoadSideUnit)及电子不停车收费***(ETC，ElectronicTollCollection)。

背景技术

时间同步，是指通信***中的各个设备的时间信息保持与UTC(UniversalTimeCoordinated，协调世界时)标准时间一致，并将偏差限定在一定范围内。在电子不停车收费***和二义性路径识别***中，每条ETC交易数据和路径标记数据都要包含时间信息，以便于数据管理和分析。

目前的ETC***中，RSU设备之间的时间同步通过如下方式实现：

首先，***中心服务器通过Internet从NTP(NetworkTimeProtocol，网络时间协议)网络时间服务器获取网络标准时间；

其次，***中心服务器将网络标准时间定时发给ETC天线控制器(或称基站控制器)；

然后，ETC天线控制器通过与RSU之间的有线通信链路将标准时间发送给各个RSU，RSU校准自身设备的时间，以保证与ETC车道控制器的时间同步。

这种时间同步方式存在以下缺陷：

1)当Internet连接中断时，ETC车道控制器将无法获取网络标准时间；

2)当NTP网络时间服务器出现故障时，ETC车道控制器将无法获取网络标准时间；

3)当RSU与ETC之间的通信链路出现故障时，RSU也无法从ETC车道控制器获取网络标准时间。

实用新型内容

根据本实用新型的第一方面，提供一种路侧单元，包括第一控制模块和第一通信模块，还包括第一卫星天线模块和第一卫星导航模块。第一卫星天线模块与第一卫星导航模块连接，用于接收卫星信号并将卫星信号发送至第一卫星导航模块；第一卫星导航模块与第一控制模块连接，用于将卫星信号发送至第一控制模块；第一控制模块与第一通信模块连接；第一控制模块用于从***控制器获取网络标准时间，还用于根据卫星信号获取卫星标准时间，并根据网络标准时间或卫星标准时间校准自身时间。

在一种实施方式中，路侧单元还包括第一天线检测模块，第一天线检测模块与第一控制模块连接；

第一天线检测模块用于检测第一卫星天线模块的状态，当第一卫星天线模块为开路时，第一天线检测模块将第一卫星天线模块的状态上报给第一控制模块。

在一种实施方式中，路侧单元还包括第一天线检测模块，第一天线检测模块与第一控制模块连接；第一天线检测模块用于检测第一卫星天线模块的状态，当第一卫星天线模块为短路时，第一天线检测模块将第一卫星天线模块的短路信号传递至第一卫星导航模块，第一卫星导航模块自动给第一卫星天线模块断电。

在一种实施方式中，第一卫星导航模块为GPS卫星导航模块或北斗卫星导航模块或GPS/北斗双模导航模块。

根据本实用新型的第二方面，提供一种电子不停车收费***，其包括上述任一项的路侧单元和***控制器，路侧单元与***控制器连接。

在一种实施方式中，***控制器包括第二控制模块和第二通信模块，还包括第二卫星天线模块和第二卫星导航模块；第二卫星天线模块与第二卫星导航模块连接，用于接收卫星信号并将卫星信号发送至第二卫星导航模块；第二卫星导航模块与第二控制模块连接，用于将卫星信号发送至第二控制模块；第二控制模块与第二通信模块连接；第二控制模块用于获取网络标准时间，并将网络标准时间发送至路侧单元；第二控制模块还用于根据卫星信号获取卫星标准时间，并根据网络标准时间或卫星标准时间校准自身时间。

在一种实施方式中，***还包括第二天线检测模块，第二天线检测模块与第二控制模块连接；第二天线检测模块用于检测第二卫星天线模块的状态，当第二卫星天线模块为开路时，第二天线检测模块将第二卫星天线模块的开路信号传递至第二控制模块。

在一种实施方式中，***还包括第二天线检测模块，第二天线检测模块与第二控制模块连接；第二天线检测模块用于检测第二卫星天线模块的状态，当第二卫星天线模块为短路时，第二天线检测模块将第二卫星天线模块的短路信号传递至第二卫星导航模块，第二卫星导航模块自动给第二卫星天线模块断电。

在一种实施方式中，第二卫星导航模块为GPS卫星导航模块或北斗卫星导航模块或GPS/北斗双模导航模块。

本实用新型的路侧单元既可以获取网络标准时间，又可以接收卫星信号从而解析出卫星标准时间，在卫星时间和网络标准时间其中之一因故障而无法获取时，可以采用另一时间作为时间源，提高了路侧单元的时间的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的电子不停车收费***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的路侧单元的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例通过在电子不停车收费***上增加GPS/北斗卫星导航电路，通过接收GPS/北斗导航卫星广播的卫星标准时间信息，来实现***各设备的时间同步。同时，卫星标准时间与网络标准时间可以形成双备份。

如图1所示，电子不停车收费***包括***控制器单元100和至少一个路侧单元，即第一路侧单元201、第二路侧单元202等。***控制器单元100包括第二控制模块101、第二卫星导航模块102(即GPS/BDS双模导航电路)、第二天线检测模块103、第二通信模块105；***控制器单元100还外接第二卫星天线104(即GPS/BDS双模卫星天线)。本实施例的第二卫星天线104为GPS北斗兼容型授时天线，能同时接收GPS卫星信号和北斗卫星信号。本实施例的第二卫星导航模块102为GPS北斗兼容型电路。

以第一路侧单元201为例进行说明，***中心服务器300从NTP时间服务器400获取网络标准时间并发送至***控制器单元100，***控制器单元100的第二控制模块101通过第二通信模块105获取网络标准时间并将网络标准时间发送至第一路侧单元201。网络标准时间是指从Internet上的NTP时间服务器获取的UTC标准时间信息。

第二卫星天线104接收卫星信号并将卫星信号发送至第二天线检测模块103，从而通过第二天线检测模块103将卫星信号发送至第二卫星导航模块102。或者，第二卫星天线104可以直接将卫星信号发送至第二卫星导航模块102。第二卫星天线104接收的卫星信号是由卫星发射的包含调制信息的无线电波。

第二卫星导航模块102通过串口或USB口与第二控制模块101通信连接，第二卫星导航模块102根据卫星信号解析出协议信息并发送至第二控制模块101；第二控制模块101根据协议信息解析出卫星标准时间并将卫星标准时间发送第一路侧单元201。从而，第一路侧单元201可以根据网络标准时间和卫星标准时间校准自身时间。此处，第二控制模块101无法直接识别卫星信号，故需要经过第二卫星导航模块102对卫星无线电波进行解调并由其内部解析成软件能够识别的协议信息，再发送给第二控制模块101从而使得第二控制模块101可以用软件进行处理，具体地，第二控制模块101从协议信息中解析提取卫星标准时间信息并发送至路侧单元。的处理路侧单元则根据网络标准时间和卫星标准时间校准自身时间，校准频率可以为每10分钟一次，在下次校准之前，使用设备自身的实时时钟电路守时。

第二天线检测模块103连接至第二控制模块101和第二卫星导航模块102，用于检测第二卫星天线104的工作状态，在检测到第二卫星天线104为非正常工作状态时将相关信息传递至第二控制模块101或第二卫星导航模块102。具体地，第二天线检测模块103检测第二卫星天线104的开短路状态，在检测到第二卫星天线104为开路时，通过IO信号上报给第二控制模块101从而使得第二控制模块101能够安排维修；在检测到第二卫星天线104为短路时，第二天线检测模块103将第二卫星天线模块104的短路信号传递至第二卫星导航模块102，第二卫星导航模块102自动给第二卫星天线模块104断电。

在本实用新型的其他实施例中，电子不停车收费***可以不设置第二天线检测模块103，这样就不需要检测第二卫星天线104的工作状态。

在第二卫星天线104及第二卫星导航模块102工作正常，并且RSU间有线通信链路工作正常的情况下，第一路侧单元201和***控制器单元100能同时接收卫星标准时间(即北斗卫星时间和GPS卫星时间)和网络标准时间，第一路侧单元201将两者冗余备份，优先选择北斗卫星时间作为设备时间源，在无法获取北斗卫星时间时，选择GPS卫星时间作为设备时间源。在GPS卫星时间和北斗卫星时间都无法获取时，选择使用从有线通信链路获取的网络标准时间作为设备时间源，例如，第二卫星天线104由于故障原因或天气原因，不能接收锁定卫星信号，或者第二卫星导航模块102出现故障不能解析导航消息，而导致无法获取卫星时间，则选择网络标准时间作为时间源。

本实施例中，第二卫星导航模块102对卫星无线电波进行解调并由其内部解析可以参考已有的相关技术，第二控制模块101根据第二天线检测模块103的检测结果所做相关处理的技术也参考现有技术，本实用新型对此不做限定。

本实施例的电子不停车收费***，采用GPS/BDS卫星时间与NTP时间服务器时间双备份的方式，为ETC***或二义性路径识别***提供标准时间，在卫星时间和网络标准时间其中之一出现故障无法获取时，可以采用另一时间作为***控制器单元及路侧单元的时间源，提高了设备的时间的安全性和可靠性。

实施例二：

本实施例通过在路侧单元上增加GPS/北斗卫星导航电路，通过接收GPS/北斗导航卫星广播的卫星标准时间信息，来实现路侧单元的时间同步。同时，卫星标准时间与网络标准时间可以形成双备份。

如图2所示，路侧单元20与***控制器单元10通信连接，路侧单元20包括第一控制模块21、第一卫星导航模块22(即GPS/BDS双模导航电路)、第一天线检测模块23、第一通信模块25；路侧单元20还外接第一卫星天线24(即GPS/BDS双模卫星天线)。本实施例的第一卫星天线24为GPS北斗兼容型授时天线，能同时接收GPS卫星信号和北斗卫星信号。本实施例的第一卫星导航模块22为GPS北斗兼容型电路。

路侧单元20的第一控制模块21通过第一通信模块25获取来自***控制器单元10的网络标准时间。网络标准时间是指从Internet上的NTP时间服务器获取的UTC标准时间信息。

第一卫星天线24接收卫星信号并将卫星信号发送至第一天线检测模块23，从而通过第一天线检测模块23将卫星信号发送至第一卫星导航模块22。或者，第一卫星天线24可以直接将卫星信号发送至第一卫星导航模块22。第一卫星天线24接收的卫星信号是由卫星发射的包含调制信息的无线电波。

第一卫星导航模块22通过串口或USB口与第一控制模块21通信连接，第一卫星导航模块22根据卫星信号解析出协议信息并发送至第一控制模块21；第一控制模块21根据协议信息解析出卫星标准时间从而根据网络标准时间和卫星标准时间校准自身时间。此处，第一控制模块21无法直接识别卫星信号，故需要经过第一卫星导航模块22对卫星无线电波进行解调并由其内部解析成软件能够识别的协议信息，再发给第一控制模块21从而使得第一控制模块21可以用软件进行处理，具体地，第一控制模块21从协议信息中解析提取卫星标准时间信息，根据网络标准时间或卫星标准时间校准自身时间，校准频率可以为每10分钟一次，在下次校准之前，使用自身的实时时钟电路守时。

第一天线检测模块23连接至第一控制模块21和第一卫星导航模块22，用于检测第一卫星天线24的工作状态，在检测到第一卫星天线24为非正常工作状态时将相关信息传递至第一控制模块21或第一卫星导航模块22。具体地，第一天线检测模块23检测第一卫星天线24的开短路状态，在检测到第一卫星天线24为开路时，通过IO信号上报给第一控制模块21从而使得第一控制模块21能够安排维修；在检测到第一卫星天线24为短路时，第一天线检测模块23将第一卫星天线模块24的短路信号传递至第一卫星导航模块22，第一卫星导航模块22自动给第一卫星天线模块24断电。

在本实用新型的其他实施例中，路侧单元可以不设置第一天线检测模块23，这样就不需要检测第一卫星天线24的工作状态。

在第一卫星天线24及第一卫星导航模块22工作正常的情况下，路侧单元20能同时接收卫星标准时间(即北斗卫星时间和GPS卫星时间)和网络标准时间，并将两者冗余备份，优先选择北斗卫星时间作为设备时间源，在无法获取北斗卫星时间时，选择GPS卫星时间作为设备时间源。在GPS卫星时间和北斗卫星时间都无法获取时，选择使用从有线通信链路获取的网络标准时间作为设备时间源，例如，第一卫星天线24由于故障原因或天气原因，不能接收锁定卫星信号，或者第一卫星导航模块22出现故障不能解析导航消息，而导致无法获取卫星时间，则选择网络标准时间作为时间源。

本实施例中，第一卫星导航模块22对卫星无线电波进行解调并由其内部解析可以参考已有的相关技术，第一控制模块21根据第一天线检测模块23的检测结果所做相关处理的技术也参考现有技术，本实用新型对此不做限定。

本实施例的路侧单元，采用GPS/BDS卫星时间与NTP时间服务器时间双备份的方式，为路侧单元提供标准时间，在卫星时间和网络标准时间其中之一因故障而无法获取时，可以采用另一时间作为时间源，提高了路侧单元的时间的安全性和可靠性。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种路侧单元，包括第一控制模块和第一通信模块，其特征在于，还包括第一卫星天线模块和第一卫星导航模块；

所述第一卫星天线模块与所述第一卫星导航模块连接，用于接收卫星信号并将所述卫星信号发送至所述第一卫星导航模块；

所述第一卫星导航模块与所述第一控制模块连接，用于将所述卫星信号发送至所述第一控制模块；

所述第一控制模块与所述第一通信模块连接；

所述第一控制模块用于从***控制器获取网络标准时间，还用于根据所述卫星信号获取卫星标准时间，并根据所述网络标准时间或所述卫星标准时间校准自身时间。

2.如权利要求1所述的路侧单元，其特征在于，还包括第一天线检测模块，所述第一天线检测模块与所述第一控制模块连接；

所述第一天线检测模块用于检测所述第一卫星天线模块的状态，当所述第一卫星天线模块为开路时，所述第一天线检测模块将所述第一卫星天线模块的状态上报给所述第一控制模块。

3.如权利要求1所述的路侧单元，其特征在于，还包括第一天线检测模块，所述第一天线检测模块与所述第一控制模块连接；

所述第一天线检测模块用于检测所述第一卫星天线模块的状态，当所述第一卫星天线模块为短路时，所述第一卫星导航模块自动将所述第一卫星天线模块断电。

4.如权利要求1至3任一项所述的路侧单元，其特征在于，所述第一卫星导航模块为GPS卫星导航模块或北斗卫星导航模块或GPS/北斗双模导航模块。

5.一种电子不停车收费***，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的路侧单元和***控制器，所述路侧单元与所述***控制器连接。

6.如权利要求5所述的***，其特征在于，所述***控制器包括第二控制模块和第二通信模块，还包括第二卫星天线模块和第二卫星导航模块；

所述第二卫星天线模块与所述第二卫星导航模块连接，用于接收卫星信号并将所述卫星信号发送至所述第二卫星导航模块；

所述第二卫星导航模块与所述第二控制模块连接，用于将卫星信号发送至所述第二控制模块；

所述第二控制模块与所述第二通信模块连接；

所述第二控制模块用于获取网络标准时间，并将所述网络标准时间发送至所述路侧单元；

所述第二控制模块还用于根据所述卫星信号获取卫星标准时间，并根据所述网络标准时间或所述卫星标准时间校准自身时间。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于，还包括第二天线检测模块，所述第二天线检测模块与所述第二控制模块连接；

所述第二天线检测模块用于检测所述第二卫星天线模块的状态，当所述第二卫星天线模块为开路时，所述第二天线检测模块将所述第二卫星天线模块的状态上报给所述第二控制模块。

8.如权利要求6所述的***，其特征在于，还包括第二天线检测模块，所述第二天线检测模块与所述第二控制模块连接；

所述第二天线检测模块用于检测所述第二卫星天线模块的状态，当所述第二卫星天线模块为短路时，所述第二卫星导航模块自动将所述第二卫星天线模块断电。

9.如权利要求6至8任一项所述的***，其特征在于，所述第二卫星导航模块为GPS卫星导航模块或北斗卫星导航模块或GPS/北斗双模导航模块。