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Info
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- JP3131415B2 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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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
徴収システムの車線装置の概略構成図である。
末機の自動起動装置のブロック構成図である。
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。
Claims (2)
- 【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。 - 【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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