JP3131415B2 - 無線通信システムおよび交信方法 - Google Patents

無線通信システムおよび交信方法

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JP3131415B2 JP10238352A JP23835298A JP3131415B2 JP 3131415 B2 JP3131415 B2 JP 3131415B2 JP 10238352 A JP10238352 A JP 10238352A JP 23835298 A JP23835298 A JP 23835298A JP 3131415 B2 JP3131415 B2 JP 3131415B2
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    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，無線通信システム
および交信方法に係り，特に電子式通行料金徴収システ
ムにおいて，車両内の無線自動認識端末機を起動させる
多様な方式の全てに対応して無線自動認識端末機を確実
に起動させることが可能な，無線通信システムおよび交
信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年，高速道路などの有料道路におい
て，通行料金の徴収に必要な人員を減らし，ひいては料
金の徴収に要する時間を短縮して車両の流れを円滑にす
るために，いわゆる電子式通行料金徴収システム（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ：以下，単にＥＴＣＳと称する。）が提案
されている。
【０００３】図１は，従来の電子式通行料金徴収システ
ムを備えた車線装置の概略構成図である。図示のよう
に，ＥＴＣＳでは，道路の車両通過路４の上空を横切る
ようにガントリー１が設けられている。このガントリー
１には，車両通過路４の特定区域（以下，通信区域５と
称する。）に向かって無線信号を送信する通信用ビーコ
ン２が設けられている。また車両には，通信用ビーコン
２と無線交信可能な無線自動認識端末機（以下，簡単に
「車両内端末機」と称する。）が装着される。前述した
構成において，通信用ビーコン２は，通信区域５に一定
周期でポーリング信号を送信し，車両が通信区域５を通
過する場合には，このポーリング信号に応答し，その結
果，通信用ビーコン２と車両内端末機間で交信が必要な
交信が行われて，通行料が自動的に徴収される。
【０００４】ところで，現在ほとんどの車両内端末機
は，自己バッテリ電源を使用しているが，通信用ビーコ
ン２は一定地点にのみ設けられている。そこで，バッテ
リ電源の消耗を最小限に抑えるために，車両内端末機を
平常は超節電モードで駆動し，通信用ビーコン２の近傍
で起動し，所定の交信が完了した後に，再び超節電モー
ドに切り替えるよう動作させている。
【０００５】そこで，従来はガントリー１に通信用ビー
コン２とは別に，起動用ビーコン３を設け，通信区域５
の上流側に設定された起動区域６に向かって，通信信号
の周波数と異なる周波数を有する起動信号を送信するこ
とにより，車両内端末機が通信区域５に到達する前に事
前に起動させるようにしている。
【０００６】しかし，前述した起動方式においては，道
路が渋滞して，車両が起動区域６と通信区域５との間に
おいて長時間留まるような場合には，所定時間経過後に
車両内端末機が再び超節電モードに転換し，所望の交信
ができないという問題があった。
【０００７】また，起動用ビーコン３が故障しているよ
うな場合にも，同様に車両が通信区域５に到達しても，
車両内端末機は依然として超節電モードのままなので，
所望の交信ができないという問題があった。
【０００８】車両内端末機を起動させる別の方式として
は，起動用ビーコンと起動区域を設定せずに，通信用ビ
ーコンで，通信区域に向かって，通信用データとは異な
るようにエンコーディングされた起動用データを，通信
用データと交互に送信して，車両内端末機を起動させる
方式がある。
【０００９】しかし，ＥＴＣＳなどのように高速走行す
る車両と無線通信を行うシステムにおいては，通信区域
５をあまり広い範囲に設定してしまうと，通信区域５内
に複数台の車両内端末機が存在することがあり，正常な
交信を行えない場合があるので，通信区域５を略５ｍ程
度に制限している。しかし，その結果，起動に必要な時
間を除いて，実際に料金徴収のために交信を行える時間
が短縮してしまうという問題点があった。
【００１０】一方，車両内端末機の観点からは，前述し
た方式のうちいずれか一方の方式にのみ対応する起動装
置では，他の方式を用いたシステム下では，起動モード
が正常に動作せず，所望の交信が不可能になるという問
題点があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって，本発明
は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，その目的
は，節電モード状態の車両内端末機を起動させる場合に
おいて，従来の二種の方式に対応可能であるとともに，
起動区域を過ぎて，一旦，節電モードに変換された車両
内端末機であっても再起動させることが可能な，新規か
つ改良された無線通信システムおよび交信方法を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明の第１の観点によれば，無線通信システムが
提供される。そして，この無線通信システムは，請求項
１に記載のように，無線自動認識装置，起動用ビーコ
ン，および通信用ビーコンから構成されたことを特徴と
している。無線自動認識端末機は，車両に搭載されてお
り，アンテナと，アンテナによって捕捉された無線信号
のうち第１起動信号の周波数帯域に該当する周波数を有
する信号のみを通過させる帯域通過フィルタと，帯域通
過フィルタを通過した信号を平滑化して平均直流レベル
を検出する第１低域通過フィルタと，第１低域通過フィ
ルタによって検出された平均直流レベルを第１基準レベ
ルと比較してアンテナが第１起動信号を受信したことを
判断する第１比較器と，アンテナによって捕捉された第
２起動信号の平均直流レベルを検出する第２低域通過フ
ィルタと，第２低域通過フィルタによって検出された平
均直流レベルを第２基準レベルと比較してアンテナが第
２起動信号を受信したことを判断する第２比較器と，第
１比較器によって第１起動信号が受信されたと判断され
た場合または第２比較器によって第２起動信号が受信さ
れたと判断された場合，所定時間が経過すると節電モー
ドに移行するＣＰＵを起動させ，通信信号を受信可能な
交信モードに移行させる起動制御器とを有している。起
動用ビーコンは，車両が走行する道路上に設定された起
動区域に対して第１起動信号を連続的に送信する。通信
用ビーコンは，起動区域から見て車両の走行方向に設定
された通信区域に対してポーリング信号を送信し，無線
自動認識端末機がポーリング信号に応答しなかった場
合，第２起動信号を送信した後再度ポーリング信号を通
信区域に対して送信し，無線自動認識端末機がポーリン
グ信号に応答した場合，通信区域に対して通信信号を送
信する。
【００１３】かかる構成により，超節電モード状態の車
両内端末機を起動させるための様々な起動方式に対応す
ることができるのみならず，起動区域を通過した後に再
び超節電モードに切り替えられた場合であっても，車両
内端末機も再び起動させることができる。また，起動用
ビーコンが故障した場合であっても，通信用ビーコンに
よって車両内端末機を起動させることができるので，シ
ステムを遮断することなく，起動用ビーコンを修理する
ことが可能である。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】さらに，本発明の第２の観点によれば，交
信方法が提供される。そして，この交信方法は，請求項
２に記載のように，車両が走行する道路上に設定された
起動区域に対して，車両に搭載され節電モードにある無
線自動認識端末機を起動させるための第１起動信号を起
動用ビーコンから連続的に送信する段階と，第１起動信
号によって起動した無線自動認識端末機を所定時間経過
後に再び節電モードに移行させる段階と，起動区域から
見て車両の走行方向に設定された通信区域に対して，ポ
ーリング信号を通信用ビーコンから送信し，無線自動認
識端末機がポーリング信号に応答しなかった場合，節電
モードにある無線自動認識端末機を起動させるための第
２起動信号を送信した後再度ポーリング信号を通信用ビ
ーコンから通信区域に対して送信し，無線自動認識端末
機がポーリング信号に応答した場合，通信用ビーコンか
ら通信区域に対して，無線自動認識端末機との交信を行
うための通信信号を送信する段階と，を含むことを特徴
としている。
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，添付図面に基づき本発明の
好適な実施形態にかかる無線通信システムおよび交信方
法について詳述する。なお，以下の説明及び添付図面に
おいて略同一の機能構成を有する構成要素については，
同一符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】図２は，本実施の形態にかかる無線通信シ
ステムを構成する無線自動認識端末機の自動起動装置の
ブロック構成図である。図２に示したように，この無線
自動認識端末機の自動起動装置は，通信区域と起動区域
を別個に設定し，通信に使用する周波数とは異なる周波
数を有する起動信号を起動区域に送信する方式（以下，
第１方式と称する。）に対応する回路部分と，通信区域
と起動区域の区別せずに通信用データと起動用データを
通信区域に交互に送信して車両内端末機を起動させる方
式（以下，第２方式と称する。）に対応する回路部分を
有する。
【００２１】上記構成において，第１方式に対応する回
路部分は，無線信号を捕捉するアンテナ１０と，アンテ
ナ１０に捕捉された無線信号を処理するに適当な程度で
増幅する増幅器１２と，増幅器１２により増幅された無
線信号のうち起動信号の周波数帯域に該当する周波数を
有する信号のみ通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
１４と，帯域通過フィルタ１４を通過した信号を平滑し
て平均直流レベルを発生させる低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）１６と，低域通過フィルタ１６により得られた信号
のレベルを予め定められた基準レベルＶｒｅｆ１と比較
して起動信号であるか否かを判断し，その結果を出力す
る第１比較器１８と，車両内端末機の全般的な動作を制
御し，通常は超節電モードに待機している中央処理装置
（ＣＰＵ）２６と，第１比較器１８が正常な起動信号を
検出した場合にＣＰＵ２６を起動させる起動制御器２４
と，ＣＰＵ２６が起動された後に，ＣＰＵ２６の制御に
よりオンされ，車両内端末機の残り部分に電源を供給す
るパワースイッチ（図示せず）とから主に構成されてい
る。
【００２２】一方，上記構成において第２方式に対応す
る回路部分は，アンテナ１０により捕捉され，増幅器１
２により増幅された起動用データの直流レベルを検出す
る低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２０と，低域通過フィル
タ２０で検出された起動用データの直流レベルを予め定
められた基準レベルＶｒｅｆ２と比較して起動信号であ
るか否かを検出する第２比較器２２と，起動制御器２４
と，ＣＰＵ２６と，パワースイッチ（図示せず）とから
主に構成されている。
【００２３】以下，本実施の形態にかかる無線通信シス
テムを構成する無線自動認識端末機の自動起動装置の動
作を交信方法と共に詳述する。
【００２４】図３は，本実施の形態にかかる無線通信シ
ステムを構成する無線自動認識端末機の自動起動装置と
の交信方法を説明するための流れ図である。
【００２５】まず，通信用周波数とは異なる起動用周波
数を有する起動信号を，起動区域６に送信して車両内端
末機を起動させる第１方式の場合には，起動用ビーコン
３では一定したデューティ比を有するようコーディング
された起動信号を起動区域６に向かって送信し続ける。
したがって，車両が起動区域６に到達すると，車両内端
末機のアンテナ１０に起動用ビーコン３から送信された
起動信号が捕捉され，捕捉された信号は，その後増幅器
１２により適当な程度に増幅される。このように増幅さ
れた信号は起動信号のみならず，通信用の信号やその他
の雑音を含んでいるが，帯域通過フィルタ１４は，この
うち起動信号の周波数成分に当たる信号のみ通過させ
る。次いで，低域通過フィルタ１６は，起動信号を積分
して平均直流レベルを発生させる。このように発生され
た平均直流レベルは，第１比較器１８で予め定められた
基準レベルＶｒｅｆ１と比較され起動信号であるか判断
され，判断の結果，起動信号である場合には，起動制御
器２４の超節電モードに待機中のＣＰＵ２６とパワース
イッチを制御して，車両内端末機の残りの通信回路やデ
ィスプレイ回路などに電源を供給する，その後通過する
通信区域５で交信が可能となる。
【００２６】他方，第２方式によれば，車両が，通信区
域５に到達してから車両内端末機が起動される。また，
前述した第１方式において，たとえば渋滞などにより車
両が起動区域６と通信区域５の境界領域に長時間留まる
ような場合には，車両内端末機が再び超節電モードに切
り替えられるが，かかるような場合にも，車両が通信区
域５に達すれば，再び車両内端末機が起動され，所定の
交信が可能となる。
【００２７】これをさらに詳細に説明すれば，図３の段
階Ｓ１０で，通信用ビーコン２は，通信区域５への車両
内端末機をポーリングし，段階Ｓ１２及び段階Ｓ１４
で，通信用ビーコン２は所定時間（ｔ１）の間，車両内
端末機側からの応答を待機した後，車両内端末機からの
応答が存するかを判断する。その結果，車両内端末機が
起動されていない場合には，段階Ｓ１４で応答が行われ
ない。この場合は，段階Ｓ１６に進んで，所定時間（ｔ
２）の間，通信区域５に起動用データを送信して，車両
内端末機を起動させてから，段階Ｓ１０に復帰する。そ
の後，車両内端末機が段階Ｓ１８及び段階Ｓ２０におい
て，通信用ビーコン２と所定の交信を行うことにより，
料金徴収が完了する。
【００２８】以上，添付図面を参照しながら，本発明に
かかる無線通信システムおよび交信方法の好適な実施形
態について説明したが，本発明はかかる例に限定されな
い。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術
的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想
到し得ることは明らかであり，それらについても当然に
本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２９】例えば，上記実施の形態においては，本発
明を電子通行料徴収システムに適用した例を示したが，
本発明はかかる例に限定されず，車両などの移動体と通
信用ビーコンとの間で各種情報を交換するシステム，例
えば交通情報などを提供するためのシステムに対しても
適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように，本発明にかかる無線
通信システムおよび交信方法によれば，超節電モード状
態の車両内端末機を起動させるための様々な起動方式に
対応することができるのみならず，起動区域を通過し
て，再び超節電モードに切り替えられた場合の車両内端
末機も再び起動させることができる。また，起動用ビー
コンが故障した場合であっても，通信用ビーコンによっ
て車両内端末機を起動させることができるので，システ
ムを遮断することなく，起動用ビーコンを修理すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる電子式通行料金
徴収システムの車線装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかる無線自動認識端
末機の自動起動装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の実施の一形態にかかる無線自動認識端
末機の自動起動装置との交信方法を説明するための流れ
図である。
【符号の説明】
１ ガントリー ２ 通信用ビーコン ３ 起動用ビーコン ４ 車両通過路 ５ 通信区域 ６ 起動区域 １０ アンテナ １２ 増幅器 １４ 帯域通過フィルタ １６，２０ 低域通過フィルタ １８ 第１比較器 ２２ 第２比較器 ２４ 起動制御器 ２６ ＣＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G07B 11/00 - 17/04 H04B 7/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナと，前記アンテナによって捕捉
    された無線信号のうち第１起動信号の周波数帯域に該当
    する周波数を有する信号のみを通過させる帯域通過フィ
    ルタと，前記帯域通過フィルタを通過した信号を平滑化
    して平均直流レベルを検出する第１低域通過フィルタ
    と，前記第１低域通過フィルタによって検出された前記
    平均直流レベルを第１基準レベルと比較して前記アンテ
    ナが前記第１起動信号を受信したことを判断する第１比
    較器と，前記アンテナによって捕捉された第２起動信号
    の平均直流レベルを検出する第２低域通過フィルタと，
    前記第２低域通過フィルタによって検出された前記平均
    直流レベルを第２基準レベルと比較して前記アンテナが
    前記第２起動信号を受信したことを判断する第２比較器
    と，前記第１比較器によって前記第１起動信号が受信さ
    れたと判断された場合または前記第２比較器によって前
    記第２起動信号が受信されたと判断された場合，所定時
    間が経過すると節電モードに移行するＣＰＵを起動さ
    せ，通信信号を受信可能な交信モードに移行させる起動
    制御器とを有し，車両に搭載される無線自動認識端末機
    と； 車両が走行する道路上に設定された起動区域に対して前
    記第１起動信号を連続的に送信する起動用ビーコンと； 前記起動区域から見て車両の走行方向に設定された通信
    区域に対してポーリング信号を送信し，前記無線自動認
    識端末機が前記ポーリング信号に応答しなかった場合，
    前記第２起動信号を送信した後再度ポーリング信号を前
    記通信区域に対して送信し，前記無線自動認識端末機が
    ポーリング信号に応答した場合，前記通信区域に対して
    通信信号を送信する通信用ビーコンと； から構成されたことを特徴とする，無線通信システム。
  2. 【請求項２】 車両が走行する道路上に設定された起動
    区域に対して，前記車両に搭載され節電モードにある無
    線自動認識端末機を起動させるための第１起動信号を起
    動用ビーコンから連続的に送信する段階と； 前記第１起動信号によって起動した前記無線自動認識端
    末機を所定時間経過後に再び前記節電モードに移行させ
    る段階と； 前記起動区域から見て車両の走行方向に設定された通信
    区域に対して，ポーリ ング信号を通信用ビーコンから送
    信し，前記無線自動認識端末機が前記ポーリング信号に
    応答しなかった場合，節電モードにある無線自動認識端
    末機を起動させるための第２起動信号を送信した後再度
    ポーリング信号を前記通信用ビーコンから前記通信区域
    に対して送信し，前記無線自動認識端末機がポーリング
    信号に応答した場合，前記通信用ビーコンから前記通信
    区域に対して，前記無線自動認識端末機との交信を行う
    ための通信信号を送信する段階と； を含むことを特徴とする，交信方法。
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