RU2566586C2 - Induction system for detecting and identifying vehicles - Google Patents
Induction system for detecting and identifying vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566586C2 RU2566586C2 RU2013118127/11A RU2013118127A RU2566586C2 RU 2566586 C2 RU2566586 C2 RU 2566586C2 RU 2013118127/11 A RU2013118127/11 A RU 2013118127/11A RU 2013118127 A RU2013118127 A RU 2013118127A RU 2566586 C2 RU2566586 C2 RU 2566586C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reader
- vehicle
- identification
- induction system
- electronic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам контроля движения транспорта с целью учета или регулирования движения с использованием идентификации транспортных средств.The invention relates to devices for monitoring traffic with the aim of accounting or regulating traffic using vehicle identification.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является система автоматической идентификации транспортного средства, содержащая электронные средства идентификации, установленные на транспортном средстве, и электронные средства для чтения и/или записи электронных средств идентификации, установленных на транспортном средстве, электронные средства идентификации и электронные средства для чтения и/или записи содержат индукционный передатчик и приемник, при этом электронные средства идентификации содержат, по меньшей мере, один передатчик HF диапазона, который выполнен с возможностью работы на дальности от 10 до 90 см, по меньшей мере, один передатчик UHF диапазона, который выполнен с возможностью работы на дальности от 300 до 1000 см и электронную память (см. US 20120056725 А1).The closest in technical essence the prototype is a vehicle automatic identification system containing electronic identification means installed on the vehicle, and electronic means for reading and / or writing electronic identification means installed on the vehicle, electronic identification means and electronic means for reading and / or records contain an induction transmitter and a receiver, while electronic means of identification contain at least one eredatchik HF band which is adapted to operate at a range of 10 to 90 cm, at least one transmitter UHF range, which is adapted to operate at a range of 300 to 1000 cm and an electronic memory (See. US 20120056725 A1).
Недостатками известной системы являются, во-первых, избыточная сложность, предполагающая использование двух диапазонов связи HF и UHF между электронными средствами идентификации, установленными на транспортном средстве, и электронными средствами для чтения информации.The disadvantages of the known system are, firstly, excessive complexity, which involves the use of two communication ranges HF and UHF between electronic means of identification installed on a vehicle and electronic means for reading information.
Во-вторых, использование UHF диапазона исключает возможность размещения антенны под поверхностью дорожного полотна вследствие высокой величины затухания волн. В то же время возможность осадков (дождь, грязь, снег и лед) не позволяет размещать антенны UHF диапазона непосредственно на поверхности дорожного полотна, так как при этом затухание и искажение диаграммы направленности электромагнитного поля антенны UHF диапазона многократно снижает дальность действия системы и, соответственно, надежность считывания информации. UHF RFID система (транспондер, антенна и считыватель) работоспособна только при обеспечении радиовидимости, но наличие крупных предметов (автомобили, дома), соизмеримых с длиной волны, приводят либо к полной потере связи вследствие экранирования электромагнитных волн, либо к неуверенному приему из-за явления интерференции. Для достижения возможности идентификации транспортных средств требуется возведение опор или ферм, на которых могли бы быть размещены антенны считывателя над дорожным полотном с целью обеспечения считывания транспондера. Однако интерференционные явления, присущие этому частотному диапазону, и, как следствие, замирания радиосвязи исключают надежную работу даже в этом случае. При этом установка каких-либо конструкций вблизи дороги или над дорогой приводит к изменению архитектурного облика улично-дорожной сети. Из-за явления интерференции также затруднена локализация положения транспортного средства на соответствующей полосе движения.Secondly, the use of the UHF band eliminates the possibility of placing the antenna below the surface of the roadway due to the high attenuation of the waves. At the same time, the possibility of precipitation (rain, mud, snow and ice) does not allow placing the UHF range antennas directly on the surface of the roadway, since attenuation and distortion of the radiation pattern of the electromagnetic field of the UHF range antenna repeatedly reduces the range of the system and, accordingly, reliability of reading information. The UHF RFID system (transponder, antenna, and reader) is operable only when providing radio visibility, but the presence of large objects (cars, houses), comparable with the wavelength, leads either to a complete loss of communication due to the shielding of electromagnetic waves, or to uncertain reception due to the phenomenon interference. To achieve the possibility of identifying vehicles, it is necessary to erect supports or trusses on which reader antennas could be placed above the roadway in order to ensure transponder reading. However, the interference phenomena inherent in this frequency range, and, as a result, radio fading, preclude reliable operation even in this case. At the same time, the installation of any structures near the road or above the road leads to a change in the architectural appearance of the road network. Due to the phenomenon of interference, it is also difficult to localize the position of the vehicle in the corresponding lane.
В-третьих, антенные системы HF RFID считывателя обеспечивают считывание стандартных транспондеров на дальностях до 80-90 см и характеризуются как индукционные системы большой дальности действия. Габариты такой антенны ограничены тем, что ее периметр должен быть значительно меньше длины волны индукционной системы (как правило, на порядок) для получения системы с сосредоточенными параметрами. Соответственно, размер типичной зоны действия рамочной антенны, работающей в составе стандартного считывателя, формирующей магнитное поле напряженностью не менее 150 мА/м для работы стандартных транспондеров, не превышает зоны, ограниченной размерами 800×600×800 мм, с периметром антенны, соответствующим 1/8 длины волны (см. например, HF Long Range reader ID ISC.LR(М)2500 изготовителя FEIG Electronic). Такие размеры зоны действия магнитной антенны не позволяют осуществлять идентификацию скоростных объектов, в том числе транспортных средств, снабженных транспондерами, так как время, необходимое для считывания идентификационной информации, оказывается больше временем пребывания транспондера в зоне действия рамочной антенны. Если даже разместить такую рамочную антенну поперек полосы проезжей части дороги, то из-за ограничения периметра магнитной рамки зона ее действия не позволит охватить всю ширину полосы движения.Thirdly, the HF RFID reader antenna systems provide reading of standard transponders at ranges up to 80-90 cm and are characterized as long-range induction systems. The dimensions of such an antenna are limited in that its perimeter should be significantly less than the wavelength of the induction system (usually an order of magnitude) to obtain a system with lumped parameters. Accordingly, the size of a typical coverage area of a frame antenna operating as part of a standard reader, forming a magnetic field of at least 150 mA / m for the operation of standard transponders, does not exceed the area limited by 800 × 600 × 800 mm with an antenna perimeter corresponding to 1 / 8 wavelengths (see, for example, HF Long Range reader ID ISC.LR (M) 2500 from FEIG Electronic). Such dimensions of the coverage area of the magnetic antenna do not allow the identification of high-speed objects, including vehicles equipped with transponders, since the time required to read the identification information is longer than the transponder's stay in the coverage area of the frame antenna. Even if you place such a loop antenna across the strip of the carriageway, due to the limitation of the perimeter of the magnetic frame, the area of its operation will not allow you to cover the entire width of the lane.
В-четвертых, подобные системы из-за малой дальности действия по сравнению с габаритами транспортных средств не могут обеспечить приемлемую надежность считывания при установке сбоку или сверху проезжей части дороги, так как габариты транспортных средств имеют разброс, превышающий несколько метров. При этом установка каких-либо конструкций вблизи дороги также приводит к изменению архитектурного облика улично-дорожной сети и снижает уровень безопасности движения транспортных средств.Fourth, such systems, due to the short range compared to the dimensions of vehicles, cannot provide acceptable reading reliability when installed on the side or top of the carriageway, since the dimensions of vehicles have a spread exceeding several meters. At the same time, the installation of any structures near the road also leads to a change in the architectural appearance of the road network and reduces the level of traffic safety.
В-пятых, при размещении антенны HF диапазона под поверхностью дорожного полотна, т.е. в проводящей среде, представляющей собой заземленный проводник, имеет место паразитная емкость среды и токи потерь, что приводит к расстройке контура, т.е. к снижению его добротности и смещению резонансной частоты настолько, что делает невозможным настройку системы в целом, вследствие чего система теряет свою работоспособность.Fifthly, when placing the HF antenna under the surface of the roadway, i.e. in a conductive medium, which is a grounded conductor, parasitic capacitance of the medium and loss currents occur, which leads to a detuning of the circuit, i.e. to reduce its quality factor and the shift of the resonant frequency so that it makes it impossible to configure the system as a whole, as a result of which the system loses its performance.
Указанные недостатки ограничивают область применения известного решения.These disadvantages limit the scope of the known solutions.
Задачей изобретения является расширение области применения. Техническим результатом является упрощение системы до однодиапазонной, исключение необходимости сооружения конструкций сверху или сбоку от дорожного полотна для крепления антенн за счет обеспечения возможности работы с размещенной под поверхностью дорожного полотна магнитной рамкой, а также обеспечение надежной и безопасной работы при скоростном движении транспортных средств.The objective of the invention is to expand the scope. The technical result is to simplify the system to single-band, eliminating the need to build structures on top or side of the roadway for attaching antennas by providing the ability to work with a magnetic frame located below the surface of the roadway, as well as ensuring reliable and safe operation during high-speed movement of vehicles.
Указанный технический результат достигается тем, что в индукционной системе обнаружения и идентификации транспортных средств, содержащей электронные средства идентификации с электронной памятью, установленные на транспортных средствах, и считыватель для чтения и/или записи информации с электронных средств идентификации в частотном диапазоне HF, электронные средства идентификации транспортного средства выполнены в виде встроенного в регистрационный знак транспортного средства резонатора, содержащего многовитковую рамку и соединенного с ней микрочипа, с энергонезависимой памятью, обеспечивающей хранение идентификационных данных транспортного средства, включающих, по меньшей мере, данные о регистрационном номере транспортного средства, так, что микрочип запитывается электрическим током, индуцируемым внешним переменным магнитным полем, считыватель снабжен магнитной рамкой с периметром от 1/5 до 1/2 длины волны, установленной в диэлектрическом корпусе под поверхностью дорожного полотна проезжей части дороги и обеспечивающей формирование вокруг нее переменного магнитного поля, составляющего зону действия магнитной рамки, охватывающей всю ширину полосы проезжей части дороги и имеющей протяженность вдоль полосы дороги до 2 м, а высоту не менее 1 м от поверхности дороги, минимальное время считывания считывателем дискретных посылок, формируемых электронными средствами идентификации, и минимальное время идентификации транспортного средства соответствуют скорости движения транспортного средства до 250 км/ч и составляют не более 25 мс, электронные средства идентификации и считыватель выполнены с возможностью кодирования и декодирования данных и ограничения доступа к данным.The specified technical result is achieved by the fact that in an induction system for detecting and identifying vehicles containing electronic means of identification with electronic memory installed on vehicles, and a reader for reading and / or writing information from electronic means of identification in the frequency range HF, electronic means of identification the vehicle is made in the form of a resonator integrated in the vehicle registration plate containing a multi-turn frame and connected a microchip with it, with a non-volatile memory, providing storage of vehicle identification data, including at least the registration number of the vehicle, so that the microchip is powered by electric current induced by an external alternating magnetic field, the reader is equipped with a magnetic frame with a perimeter from 1/5 to 1/2 of the wavelength installed in the dielectric casing under the surface of the roadway of the carriageway and ensuring the formation of an alternating ma around it a magnetic field constituting a magnetic field coverage area, covering the entire width of the roadway lane and having a length along the road lane of up to 2 m and a height of at least 1 m from the road surface, the minimum reading time for the reader of discrete parcels generated by electronic identification means, and the minimum vehicle identification time corresponds to a vehicle speed of up to 250 km / h and is no more than 25 ms, electronic identification tools and a reader NOSTA encoding and decoding data and restricting access to the data.
Кроме того:Besides:
- микрочип представляет собой процессор, выполненный на основе интегральной микросхемы в одном корпусе с энергонезависимой памятью и обеспечивает функции модуляции и демодуляции сигнала;- the microchip is a processor based on an integrated microcircuit in one housing with non-volatile memory and provides signal modulation and demodulation functions;
- энергонезависимая память обеспечивает хранение, помимо данных о регистрационном номере транспортного средства, также сведений о владельце транспортного средства, его водительском удостоверении, техническом осмотре, характеристиках груза;- non-volatile memory provides storage, in addition to data on the registration number of the vehicle, also information about the owner of the vehicle, his driver’s license, technical inspection, cargo characteristics;
- электронные средства идентификации и считыватель выполнены с возможностью взаимного обмена данными со скоростью не менее 1 кбит/сек;- electronic identification tools and a reader are configured to exchange data at a speed of at least 1 kbit / s;
- обнаружение транспортного средства осуществляется по факту получения считывателем идентификационного кода транспортного средства;- the vehicle is detected upon receipt by the reader of the vehicle identification code;
- обнаружение транспортного средства осуществляется по факту изменения магнитного поля магнитной рамки, вызванному появлением транспортного средства в зоне действия магнитной рамки;- the vehicle is detected upon a change in the magnetic field of the magnetic frame caused by the appearance of the vehicle in the area of operation of the magnetic frame;
- мощность раскачки подаваемого в магнитную рамку сигнала составляет от 1 Вт до 20 Вт;- the buildup power supplied to the magnetic frame of the signal is from 1 W to 20 W;
- считыватель подключен к компьютеру и выполнен с возможностью обмена данных с удаленным компьютером со скоростью не менее 19,2 кб/сек;- the reader is connected to a computer and is configured to exchange data with a remote computer at a speed of at least 19.2 kb / s;
- компьютер включает средства вычисления и обработки данных, полученных от идентифицированных транспортных средств, для задач управления движением и контроля соблюдения правил дорожного движения;- the computer includes means for calculating and processing data received from identified vehicles for traffic control tasks and monitoring compliance with traffic rules;
- связь между считывателем и компьютером осуществляется по интерфейсу не ниже RS232;- communication between the reader and the computer is carried out via an interface not lower than RS232;
- компьютер выполнен с возможностью соединения с одним или группой считывателей, установленных на разных участках дороги;- the computer is configured to connect to one or a group of readers installed on different sections of the road;
- считыватель с магнитной рамкой установлен на въезде и выезде закрытых территорий, в том числе парковок с шириной проезда от 2,5 м до 3 м;- a reader with a magnetic frame is installed at the entrance and exit of enclosed areas, including parking lots with a passage width of 2.5 m to 3 m;
- считыватель обеспечивает формирование сигнала для управления шлагбаумом, или воротами, или заграждениями, или выдвижными электромеханическими столбиками;- the reader provides the formation of a signal for controlling the barrier, or gate, or barriers, or retractable electromechanical columns;
- считыватель синхронизирован со средствами оптического распознавания изображения для проверки соответствия визуальной информации регистрационного знака с содержанием идентификационной информации, сохраненной в памяти микрочипа;- the reader is synchronized with optical image recognition means to check the compliance of the visual information of the registration mark with the content of the identification information stored in the microchip memory;
- электронные средства идентификации и считыватель снабжены средствами верификации полученных считывателем данных;- electronic means of identification and the reader are equipped with means of verification of data received by the reader;
- электронные средства идентификации и считыватель снабжены средствами ограничения доступа к данным путем шифрования и дешифрования передаваемых идентификационных данных.- electronic means of identification and the reader are equipped with means for restricting access to data by encrypting and decrypting the transmitted identification data.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на Фиг.1 показана схема размещения считывателя и магнитной рамки относительно дороги, на Фиг.2 - разрез дорожного покрытия с установленной магнитной рамкой, на Фиг.3 - индукционный регистрационный знак, вид спереди, на Фиг.4 - сечение индукционного регистрационного знака, вид сбоку, на Фиг.5 - магнитная рамка в диэлектрической оболочке, на Фиг.6 - структурная схема индукционной системы обнаружения и идентификации транспортных средств.The invention is illustrated using the drawings, in which Fig. 1 shows the layout of the reader and the magnetic frame relative to the road, Fig. 2 is a sectional view of the road surface with the magnetic frame installed, Fig. 3 is an induction registration sign, front view, and Fig. 4 - cross section of the induction registration plate, side view, Fig. 5 is a magnetic frame in a dielectric sheath, Fig. 6 is a structural diagram of an induction vehicle detection and identification system.
На чертежах сделаны следующие обозначения:The following notation is made in the drawings:
1 - считыватель, 2 - магнитная рамка, установленная на полосе дорожного движения под дорожным полотном, 3 - индукционный регистрационный знак, 4 - транспортное средство, 5 - компьютер, 6 - полоса движения, 7 - разделительная полоса, 8 - зона действия магнитной рамки, 9 - диэлектрическая оболочка магнитной рамки, 10 - входы компьютера для подключения считывателей, 11 - асфальтовое покрытие, 12 - насыпь (грунт), 13 - крепежные отверстия, 14 - внешний светоотражающий слой индукционного знака с визуальной идентификационной информацией, 15 - многовитковая рамка, 16 - микрочип, 17 - цифробуквенное обозначение на внешней поверхности индукционного регистрационного знака, 18 - диэлектрическая пластина, 19 - магнитный слой с тыльной стороны диэлектрической пластины, 20 - индукционная связь между резонатором индукционного регистрационного знака и магнитной рамкой, 21 - металлическая лента магнитной рамки, 22 - узел согласования, 23 - кабель для подключения узла магнитной рамки с узлом согласования к узлу формирования и обработки сигнала, 24 - узел формирования и обработки сигнала (ридер), 25 - пульт управления узлом согласования, 26 - выход считывателя для управления шлагбаумом.1 - reader, 2 - magnetic frame mounted on the road lane under the roadway, 3 - induction registration sign, 4 - vehicle, 5 - computer, 6 - lane, 7 - dividing strip, 8 - magnetic frame coverage area, 9 - dielectric shell of the magnetic frame, 10 - computer inputs for connecting readers, 11 - asphalt coating, 12 - embankment (soil), 13 - mounting holes, 14 - external reflective layer of the induction sign with visual identification information, 15 - multi-turn frame, 16 - m ikrochip, 17 - alphanumeric designation on the outer surface of the induction registration plate, 18 - dielectric plate, 19 - magnetic layer on the back of the dielectric plate, 20 - induction coupling between the induction registration plate resonator and the magnetic frame, 21 - magnetic tape metal tape, 22 - matching unit, 23 - cable for connecting the magnetic frame unit with the matching unit to the signal generating and processing unit, 24 - signal generating and processing unit (reader), 25 - control panel of the node according to Asaniya, 26 - reader output for controlling the barrier.
Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств содержит электронное средство идентификации транспортного средства с магнитной рамкой, микрочипом и энергонезависимой памятью для хранения регистрационных данных транспортного средства не менее 64 бит и считыватель для считывания информации из памяти электронных средств идентификации транспортных средств. Электронное средство идентификации транспортного средства конструктивно совмещено с регистрационным номерным знаком транспортного средства и представляет собой индукционный регистрационный знак транспортного средства, установленный на обычном для установки регистрационных знаков месте транспортного средства.The induction vehicle identification and identification system contains electronic vehicle identification with a magnetic frame, microchip and non-volatile memory for storing vehicle registration data of at least 64 bits and a reader for reading information from the memory of electronic vehicle identification means. The electronic vehicle identification means is structurally combined with the registration plate of the vehicle and is an induction registration plate of the vehicle mounted on the vehicle’s usual place for registration plates.
Индукционный регистрационный знак содержит нанесенную на его лицевой стороне визуальную информацию, обеспечивающую обычное визуальное считывание идентификационной информации.The induction registration plate contains visual information printed on its front side, which provides the usual visual reading of identification information.
Считыватель снабжен магнитной рамкой, установленной под полотном проезжей части дороги на глубине не более 1 м, с возможностью считывания информации в пространстве над дорогой, соответствующем ширине полосы проезжей части дороги. На входы магнитной рамки от соответствующего генератора считывателя подается переменный сигнал мощностью от 1 Вт до 20 Вт, который обеспечивает формирование переменного магнитного поля вокруг рамки, представляющего зону действия магнитной рамки или зону обнаружения и идентификации транспортных средств, с границами, определяемыми воображаемой поверхностью вокруг магнитной рамки, где величина напряженности магнитного поля не менее 10 мА/м и в которой обеспечивается возможность считывания информации из памяти индукционного регистрационного знака транспортного средства, проезжающего через зону действия магнитной рамки считывателя со скоростью до 250 км/ч.The reader is equipped with a magnetic frame mounted under the roadway at a depth of not more than 1 m, with the ability to read information in the space above the road, corresponding to the width of the strip of the carriageway. An alternating signal with a power of 1 W to 20 W is supplied to the inputs of the magnetic frame from the corresponding reader generator, which ensures the formation of an alternating magnetic field around the frame, which represents the magnetic frame or vehicle detection and identification zone, with boundaries defined by an imaginary surface around the magnetic frame where the magnitude of the magnetic field is not less than 10 mA / m and in which it is possible to read information from the memory of induction registration vehicle sign passing through the range of the reader’s magnetic frame at a speed of up to 250 km / h.
Дальность зоны действия магнитной рамки, если она не закрыта слоем дорожного покрытия в направлении, перпендикулярном к плоскости магнитной рамки, составляет не менее 2,2 м. Для установленной под поверхностью дорожного полотна магнитной рамки зона ее действия в вертикальном направлении составляет не менее 1 м над поверхностью дороги. Суммарная дальность действия магнитной рамки при заглублении до 1 м при работе совместно с индукционным регистрационным знаком составляет величину не менее 2 м от плоскости рамки, что характеризует систему обнаружения и идентификации транспортных средств как индукционную систему сверхбольшой дальности действия.The range of the magnetic frame, if it is not covered by a pavement layer in a direction perpendicular to the plane of the magnetic frame, is at least 2.2 m. For a magnetic frame installed below the surface of the roadway, its vertical area is at least 1 m above the surface of the road. The total range of the magnetic frame when deepening to 1 m when working in conjunction with the induction registration sign is at least 2 m from the plane of the frame, which characterizes the vehicle detection and identification system as an induction system of extra long range.
Считывание информации из памяти индукционного регистрационного знака транспортного средства осуществляется с использованием стандарта ISO-15693-3 и совместимых с ним дискретно отдельными посылками. При этом минимальное время считывания считывателем дискретных посылок, формируемых электронными средствами идентификации, и минимальное время идентификации им транспортного средства соответствуют скорости движения транспортного средства до 250 км/ч и составляют не более 25 мс.Reading of information from the memory of the vehicle’s induction registration plate is carried out using the ISO-15693-3 standard and discrete compatible parcels compatible with it. At the same time, the minimum reader time for reading discrete packages generated by electronic identification means and the minimum vehicle identification time for them correspond to a vehicle speed of up to 250 km / h and are no more than 25 ms.
Считываться могут одновременно несколько, не менее четырех, индукционных регистрационных знаков транспортных средств, находящихся в зоне действия магнитной рамки.Several, at least four, induction registration plates of vehicles located in the range of the magnetic frame can be read simultaneously.
Считыватель соединен с удаленным компьютером, выполняющим функцию сервера, при этом соединение обеспечивает скорость потока данных не менее 19,2 кб/сек, а сама связь осуществляется согласно интерфейсу не ниже RS232.The reader is connected to a remote computer acting as a server, while the connection provides a data flow rate of at least 19.2 kb / s, and the communication itself is carried out according to an interface of at least RS232.
Компьютер включает средства вычисления и обработки данных, полученных от идентифицированных транспортных средств, для задач управления движением и контроля соблюдения правил дорожного движения.The computer includes means for calculating and processing data received from identified vehicles for traffic control tasks and monitoring compliance with traffic rules.
Удаленный компьютер и/или считыватель снабжен источником питания.The remote computer and / or reader is provided with a power source.
Считыватели с магнитными рамками выполнены в виде множества однотипных устройств, установленных на разных участках дороги, при этом компьютер выполнен с возможностью соединения с одним или группой таких устройств или со всеми считывателями одновременно.Readers with magnetic frames are made in the form of many similar devices installed on different sections of the road, while the computer is configured to connect to one or a group of such devices or to all readers at the same time.
Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств, работает следующим образом.Induction detection and identification of vehicles, works as follows.
Транспортное средство, снабженное индукционным регистрационным знаком, содержащим электронные средства идентификации транспортного средства, с пассивным резонатором, состоящим из многовитковой рамки и микрочипа с энергонезависимой памятью, проезжает помимо прочего по участкам дороги, где под полотном дороги установлены магнитные рамки, соединенные с соответствующим считывателем, которые обеспечивают формирование вокруг магнитной рамки переменного магнитного поля частотой диапазона HF, составляющего от 3 до 30 МГц. Формируемое магнитное поле является внешним по отношению к пассивному резонатору, установленному на транспортном средстве.A vehicle equipped with an induction registration plate containing electronic vehicle identification, with a passive resonator consisting of a multi-turn frame and a microchip with non-volatile memory, travels, among other things, along sections of the road where magnetic frames connected to the corresponding reader are installed under the roadway, which provide the formation around the magnetic frame of an alternating magnetic field with a frequency of the HF range of 3 to 30 MHz. The generated magnetic field is external to the passive resonator mounted on the vehicle.
При установке магнитной рамки под полотно дороги учитывается влияние Земли, которое усиливается при увеличении размера антенны, которая соответствует ширине полосы проезжей части, достигающей для некоторых видов дорог 3,75 м.When installing a magnetic frame under the roadway, the influence of the Earth is taken into account, which increases with an increase in the size of the antenna, which corresponds to the width of the strip of the carriageway, reaching 3.75 m for some types of roads.
Заглубление магнитной рамки необходимо для обеспечения приемлемой безопасности движения транспортных средств, двигающихся на высокой скорости. При этом магнитная рамка должна быть заглублена не менее чем на толщину слоя асфальта, составляющего около 20 см, так как в противном случае возможно разрушение асфальта в месте установки антенны.The deepening of the magnetic frame is necessary to ensure acceptable safety for vehicles moving at high speed. In this case, the magnetic frame should be buried not less than by the thickness of the asphalt layer, which is about 20 cm, since otherwise asphalt may be destroyed at the antenna installation site.
Использование индукционной системы обнаружения и идентификации транспортных средств, содержащей множество магнитных рамок, установленных на разных участках различных дорог, позволяет фиксировать факт наличия транспортных средств с вполне конкретной географической привязкой. Фиксация факта нахождения транспортного средства на конкретном участке дороги обеспечивает возможность локализации транспортного средства в конкретный момент времени с высокой точностью измерения места и времени, определяемой соответственно размерами зоны действия магнитной рамки и временем идентификации (до 2 м и 25 мс при максимальной скорости движения 250 км/ч). При этом возможность сбора и хранения данных о фактах фиксации транспортных средств на конкретных участках дороги, а также анализ этих данных за конечный промежуток времени, обеспечивает возможность определения направления перемещения конкретного транспортного средства. Кроме того, вычисление времени, затраченного на перемещение транспортного средства между двумя соседними точками дороги, где установлены магнитные рамки, обеспечивает возможность вычисления скорости движения транспортного средства при условии известности расстояния между этими двумя соседними точками дороги.The use of an induction vehicle detection and identification system, containing many magnetic frames installed on different sections of various roads, allows you to record the fact of the presence of vehicles with a very specific geographical reference. Fixing the fact that the vehicle is located on a specific section of the road allows the vehicle to be localized at a specific point in time with high accuracy in measuring the place and time, which is determined respectively by the size of the magnetic frame and identification time (up to 2 m and 25 ms at a maximum speed of 250 km / h). Moreover, the ability to collect and store data on the facts of fixing vehicles on specific sections of the road, as well as the analysis of these data for a finite period of time, makes it possible to determine the direction of movement of a particular vehicle. In addition, the calculation of the time taken to move the vehicle between two adjacent points of the road where the magnetic frames are installed makes it possible to calculate the speed of the vehicle, provided that the distance between these two neighboring points of the road is known.
Благодаря выбранному отношению периметра магнитной рамки к длине волны от 1/5 до 1/2 периметр магнитной рамки составляет значительную большую, чем в обычных системах, длину, что позволяет охватить магнитным полем полосу движения по всей ее ширине. Вместе с тем многовитковая рамка, выполненная вдоль периметра пластины регистрационного знака, имеющего значительно большие размеры, чем стандартный транспондер, позволяет получить наибольший размер резонатора и максимальную чувствительность средств идентификации транспортных средств, более чем на порядок превышающую чувствительность обычных систем, что в свою очередь обеспечивает сверхвысокую дальность действия индукционной системы обнаружения и идентификации транспортных средств.Due to the selected ratio of the perimeter of the magnetic frame to the wavelength from 1/5 to 1/2, the perimeter of the magnetic frame is significantly longer than in conventional systems, which allows the magnetic field to cover the lane along its entire width. At the same time, a multi-turn frame made along the perimeter of the plate of the registration plate, which is significantly larger than the standard transponder, allows to obtain the largest resonator size and maximum sensitivity of vehicle identification means, more than an order of magnitude higher than the sensitivity of conventional systems, which in turn provides ultra-high range of the induction vehicle detection and identification system.
В случае попадания индукционного регистрационного знака транспортного средства в зону действия магнитной рамки, где величина напряженности магнитного поля превышает величину 10 мА/м, достаточную для питания микрочипа пассивного резонатора, микрочип формирует модулирующий сигнал, который взаимодействует с колебаниями тока пассивного резонатора, который в свою очередь вносит изменения в магнитное поле магнитной рамки. Модулирующий сигнал формируется микрочипом в соответствии с данными, содержащимися в его энергонезависимой памяти. Таким образом, результирующее магнитное поле представляет собой колебания, содержащие дискретные кодовые посылки, которые в свою очередь содержат идентификационную информацию транспортного средства.If the vehicle’s induction registration plate falls into the magnetic field where the magnetic field strength exceeds 10 mA / m, sufficient to power the passive resonator microchip, the microchip generates a modulating signal that interacts with the passive resonator current oscillations, which in turn makes changes to the magnetic field of the magnetic frame. The modulating signal is generated by a microchip in accordance with the data contained in its non-volatile memory. Thus, the resulting magnetic field is an oscillation containing discrete code messages, which in turn contain vehicle identification information.
Измененное магнитное поле с ответным сигналом преобразуется магнитной рамкой в электрические колебания, которые передаются на вход считывателя для демодуляции. В результате демодуляции и декодирования входного сигнала считывателя осуществляется обнаружение проезжающего транспортного средства и выделяется идентификационная информация о транспортном средстве. Полученная информация посредством сигналов, передаваемых по проводным или беспроводным линиям связи, подается на компьютер для дальнейшей обработки.The changed magnetic field with a response signal is converted by a magnetic frame into electrical vibrations, which are transmitted to the reader input for demodulation. As a result of demodulation and decoding of the reader input signal, a passing vehicle is detected and vehicle identification information is extracted. The information obtained by means of signals transmitted over wired or wireless communication lines is fed to a computer for further processing.
Обнаружение транспортных средств может осуществляться также по факту изменения параметров переменного магнитного поля, вызванного присутствием проезжающего рядом транспортного средства.Detection of vehicles can also be carried out upon changes in the parameters of an alternating magnetic field caused by the presence of a vehicle passing by.
В случае попадания нескольких транспортных средств со своими индукционными регистрационными знаками в зону действия одного считывателя, их резонаторы формируют соответствующие модулированные сигналы, отличающиеся между собой законом, по которому осуществляется модуляция резонансной - несущей частоты. В этом случае считыватель определяет факт множественности сигналов и обеспечивает формирование управляющего сигнала на той же резонансной частоте, воздействующего через демодулятор интегральной микросхемы на формирование процессором микрочипа модулирующего сигнала, в результате чего формируемые на разных резонаторах сигналы разносятся в рамках антиколлизионных протоколов ISO 15693, 1800-3 или совместимых с ними, например, во времени, обеспечивая приемлемые соотношения сигнал/шум для надежного считывания сигналов всех резонаторов, попавших в зону действия считывателя.In the event that several vehicles with their induction registration marks fall into the range of one reader, their resonators form the corresponding modulated signals, which differ from each other by the law that modulates the resonant carrier frequency. In this case, the reader determines the fact of the multiplicity of signals and ensures the formation of a control signal at the same resonant frequency, acting through the integrated circuit demodulator to form a modulating signal by the microchip processor, as a result of which the signals generated on different resonators are distributed within the framework of anti-collision protocols ISO 15693, 1800-3 or compatible with them, for example, in time, providing acceptable signal-to-noise ratios for reliable reading of the signals of all resonators them into the range of the reader.
При использовании системы для регулирования доступа на закрытые территории, например парковку, считыватель с магнитной рамкой устанавливают на въездах и выездах этих территорий, в том числе на въездах на парковки, где ширина проезда составляет от 2,5 м до 3 м. При этом выходным сигналом считывателя индукционной системы обнаружения и идентификации транспортных средств осуществляется управление шлагбаумом или иным заграждением.When using a system for regulating access to closed territories, such as parking, a reader with a magnetic frame is installed at the entrances and exits of these territories, including at the entrances to parking lots, where the passage width is from 2.5 m to 3 m. a reader of an induction system for detecting and identifying vehicles, a barrier or other barrier is controlled.
При использовании индукционной системы обнаружения и идентификации транспортных средств в составе систем контроля движения транспортных средств, там, где это необходимо, ее дополняют средствами оптического распознавания регистрационных знаков проезжающих транспортных средств. Синхронизируют работу индукционного считывателя с работой фото/видеокамеры, снабженной средствами распознавания изображений. Полученные данные из системы индукционного считывания и из системы визуального распознавания проверяют на взаимное соответствие визуальной информации индукционного регистрационного знака, с содержанием идентификационной информации, сохраненной в памяти микрочипа этого индукционного регистрационного знака.When using the induction system for detecting and identifying vehicles as part of vehicle traffic control systems, where necessary, it is supplemented by means of optical recognition of registration marks of passing vehicles. Synchronize the operation of the induction reader with the work of a photo / video camera equipped with image recognition. The obtained data from the induction reading system and from the visual recognition system are checked for the mutual correspondence of the visual information of the induction registration plate with the content of the identification information stored in the microchip of this induction registration plate.
Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств представляет собой однодиапазонную систему, работающую в низкочастотном диапазоне HF, что позволяет закладывать магнитную рамку под полотно дороги, она не требует установки антенн сбоку или сверху проезжей части, что исключает необходимость сооружения конструкций сверху или сбоку от дорожного полотна. Вместе с тем протяженность зоны действия рамки является достаточной для надежного обнаружения и идентификации скоростных транспортных средств. Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств фактически является системой HF диапазона сверхбольшой дальности действия.The induction vehicle identification and identification system is a single-band system operating in the low-frequency range HF, which allows you to lay a magnetic frame under the roadway, it does not require the installation of antennas on the side or top of the roadway, which eliminates the need for structures to be built on top or side of the roadway. However, the extent of the scope of the frame is sufficient for reliable detection and identification of high-speed vehicles. The induction vehicle detection and identification system is in fact an ultra-long range HF system.
Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств может быть реализована на стандартных элементах, радиокомпонентах, с использованием проводных и беспроводных линий связи. Считыватель может быть выполнен на основе стандартных, серийно выпускаемых блоков, например, HF Long Range reader ID ISC.LR.(М)2500 изготовителя FEIG Electronic.The induction vehicle detection and identification system can be implemented on standard elements, radio components, using wired and wireless communication lines. The reader can be based on standard, commercially available units, for example, HF Long Range reader ID ISC.LR. (M) 2500 manufactured by FEIG Electronic.
Таким образом, индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств имеет более широкую область применения, так как она более проста в исполнении, и является однодиапазонной, а также отсутствует необходимость сооружения конструкций сверху или сбоку от дорожного полотна для крепления антенн благодаря обеспечению возможности работы с размещенной под поверхностью дорожного полотна магнитной рамкой, а также обеспечению надежной и безопасной работы при скоростном движении транспортных средств.Thus, the induction vehicle detection and identification system has a wider field of application, since it is simpler to execute, is single-band, and there is no need to construct structures on top or side of the roadway for attaching antennas due to the possibility of working with the surface of the roadway with a magnetic frame, as well as ensuring reliable and safe operation during high-speed movement of vehicles.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118127/11A RU2566586C2 (en) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Induction system for detecting and identifying vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118127/11A RU2566586C2 (en) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Induction system for detecting and identifying vehicles |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012156097 Division | 2012-12-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013118127A RU2013118127A (en) | 2014-10-27 |
| RU2566586C2 true RU2566586C2 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=53380487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013118127/11A RU2566586C2 (en) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Induction system for detecting and identifying vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2566586C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772680C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for identifying vehicles on automobile highway |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB202013430D0 (en) | 2020-08-27 | 2020-10-14 | Q Free Asa | Vehicle detection system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3651452A (en) * | 1970-04-17 | 1972-03-21 | Fischer & Porter Co | Fixed-frequency vehicle detector |
| US5621571A (en) * | 1994-02-14 | 1997-04-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Integrated retroreflective electronic display |
| RU2185663C1 (en) * | 2001-07-18 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Энергет и Ко" | System for electronic identification of motor vehicles (versions) |
| EP1903531A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-26 | J. Knieriem B.V. | Vehicle identification |
-
2013
- 2013-04-22 RU RU2013118127/11A patent/RU2566586C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3651452A (en) * | 1970-04-17 | 1972-03-21 | Fischer & Porter Co | Fixed-frequency vehicle detector |
| US5621571A (en) * | 1994-02-14 | 1997-04-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Integrated retroreflective electronic display |
| RU2185663C1 (en) * | 2001-07-18 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Энергет и Ко" | System for electronic identification of motor vehicles (versions) |
| EP1903531A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-26 | J. Knieriem B.V. | Vehicle identification |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772680C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for identifying vehicles on automobile highway |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013118127A (en) | 2014-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2514025C1 (en) | Induction system for detecting and identifying vehicles, induction registration number plate and induction reader | |
| JP2017097910A5 (en) | ||
| JP2015536510A5 (en) | ||
| Landt | The history of RFID | |
| EP0504188B1 (en) | Highway vehicle identification system with high gain antenna | |
| WO2014159167A1 (en) | Vehicle detection and image capture system and methods for detecting and capturing images of vehicles | |
| JP2004503125A (en) | Passive transponder recognition system and credit card transponder | |
| US20230394958A1 (en) | Dynamic co-operative arrays of electromagnetic markers for highly autonomous vehicle location and cryptographically secure transactions | |
| RU2566586C2 (en) | Induction system for detecting and identifying vehicles | |
| IE62986B1 (en) | Method and apparatus for monitoring the displacement of objects, and in particular of motor vehicles | |
| RU132597U1 (en) | INDUCTION REGISTRATION SIGN | |
| CN111137294B (en) | Intelligent automobile and control method thereof | |
| CN102110315A (en) | Communication system and communication method for electronic toll collection system | |
| Detlefsen et al. | Interoperable 5.8 GHz DSRC systems as basis for europeanwide ETC implementation | |
| Franek et al. | RFID on the road—some considerations about passive tag antennas | |
| US4888474A (en) | Proximity identification system with lateral flux magnetic rod coupling | |
| KR102253542B1 (en) | System for confirming parked position of personal mobility device and method using the same | |
| Suo et al. | Rfid-enhanced connected lane markings: Design constraints and requirements | |
| Matsur et al. | On designing an underground induction antenna for vehicle identification | |
| CN209690951U (en) | A kind of vehicle identification system | |
| RU90602U1 (en) | MOTOR VEHICLE IDENTIFICATION SYSTEM AT STATIONARY CONTROL POSTS | |
| EP1850302A1 (en) | System for determining the lane of travel of vehicles along a stretch of road with multiple lanes | |
| Cao | Antenna Design and Channel Analysis for Intelligent Vehicular RFID | |
| JP2003077098A (en) | Lane deviation detection method and system |