一种具有通讯功能的rfid射频车牌的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征在于，它包括车牌外壳，所述的车牌外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成，本发明可以协助建立车辆动态定位数据库，确定公路上每辆车的位置，用于查询丢失车、套牌车位置，查询某辆车位置，提高社会安全管理水平，并以射频车牌为信息载体和交流媒介，建立涉及车辆公路相关部门以及司机、车主单位的大数据车联网。
【专利说明】-种具有通讯功能的RFID射频车牌 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种具有通讯功能的RFID射频车牌，本发明属于RFID射频技术在车 辆与交通管理领域的应用。 【【背景技术】】
[0002] 目前现有技术的RFID射频标牌、RFID射频车牌采用无源射频芯片及图形平面天 线，读取灵敏度低，难以应用于公路分车道识别，除了ETC自动收费外，没有分车道识别检 测车辆违章的射频应用和报道。
[0003] 而且，目前现有技术的RFID射频标牌、RFID射频车牌采用无源射频芯片，其芯片 内存小于lkbt，无法满足公路管理、公路收费、停车场收费等大信息量交流的需求。
[0004] 现有技术的ETC高速公路收费系统，采用5. 8G有源射频卡，不但成本高，而且无法 让车主或司机及时了解射频识别的结果：过路扣费额和存款余额，并且不能应用于交通违 章检测。
[0005] 另外，现有技术的"具有RFID通讯功能的标牌"采用射频标签背景读写器，读取标 牌芯片的信息，射频标牌背景读写器增加了射频车牌的结构与成本，影响射频车牌大量推 广应用。
[0006] 综上所述，当前城市道路因车量激增而造成公路堵车，故此急需一种多功能的 RFID射频车牌，为车辆与交通管理提供信息载体，替代高速公路卡、收费卡、停车卡，提高公 路交通检测效率，减少交通违章，提高公路利用率，并且及时将射频识别结果通知给事主或 司机，减少违章，提高车辆安全管理。 【
【发明内容】
】
[0007] 本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种具有通讯功能的RFID射频车牌，本发明 需要解决以下技术问题：
[0008] 1、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌，相对于现有技术需要大幅度提高读写 灵敏度，满足公路分车道RFID射频读写的需求。
[0009] 2、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌，需要满足车辆管理、公路交通管理、收 费系统、停车系统的信息存储与交流。
[0010] 3、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌，要求免除在用技术的"射频标牌背景读 写器"，采用其他设备做信息处理器，控制射频芯片的信息读取或写入，与射频读写器远距 离读写信息功能兼容。
[0011] 4、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌要求能够具有多方位读取及写入的功 能，为车辆管理、交通管理、车辆安全管理、公路收费管理、停车收费管理提供信息载体，为 司机提供违章提示、违章记录、过路收费额及余款额显示，并与车主手机单位电脑无线通讯 交流，车主单位建立车辆行车轨迹图和违章记录，并催促车主单位补办年审、违章处理、交 付税费等项事宜。
[0012] 5、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌应该具有断电和拆卸报警自毁功能，不 仅不可以拆卸二次使用，而且不会信息泄露，过路费存款不会丢失。
[0013] 6、本发明具有请求交警拦车功能，车辆丢失时，车主单位通过无线传输向射频车 牌芯片写入申请交警拦车请求，而盗车者不知道。车辆行驶中遇到劫持，司机启动驾驶室内 的隐蔽开关，向射频车牌写入请求交警拦车要求，劫车者不知道。当车辆经过公路检测点 时，检测点射频读写器读取到射频车牌中的请求拦车信息，即刻传输到公安交警部门。
[0014] 7、本发明的识别检测系统能够快速识别"套牌车"、"假的士"、"偷盗车"、"违规上 路车"，识别违章、闯红灯、越线占道、路肩应急通道行车。
[0015] 8、本发明具有通讯功能的RFID射频车牌能够具有检测车辆发动或停止信息的功 能，并将信息发给车主手机、单位电脑即时监控车辆。
[0016] 9、本发明可以为大数据车联网提供信息载体与数据交流，促进大数据车联网普及 推广。
[0017] 本发明的技术方案如下所述：
[0018] 一种具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征在于，它包括车牌外壳，所述的车牌 外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自 毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成：
[0019] 所述的有源射频芯片外接半波振子天线和近场天线，所述的有源射频芯片寄存区 分为六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，所述车辆基本 信息区和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，六个区域还包括由交通管理 信息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所述Q区为车辆动 态信息区；
[0020] 所述的有源射频芯片外接防拆卸射频芯片自毁装置，所述的数据处理器控制有源 射频芯片内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器检测射频车牌的振动，检测汽车发 动机启动或关闭，信息输写至数据处理器；
[0021 ] 所述的电压调整与断电报警装置外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的的电 压调整器输出电流为射频车牌各单元供电；
[0022] GPRS无线通讯模块总成包括GPRS模块和SM卡，所述SM卡存贮有射频车牌及车 主手机、单位电脑移动通讯号码，GPRS通讯模块总成外接的GPRS通讯天线在数据处理器的 控制下，实施与车主手机电脑的信息交流。
[0023] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，本发明RFID射频车牌的车牌外壳与传统 车辆号牌一起安装在车辆上，并用同一套紧固螺钉穿过安装孔进行固定，所述的车牌外壳 上设置有上部天线平台和下部天线平台，并在外壳本体上设置有两个或者两个以上的安装 孔，射频车牌外壳背板上设置有射频车牌外接线束，所述的射频车牌外接线束包含接汽车 12V电瓶线以及接驾驶室显示屏的连接线。
[0024] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的半波振子天线设置在车牌外壳的 上部天线平台里面，天线尺寸大于传统射频标签天线的尺寸，即包括长度的天线大小要大 于传统射频标签天线的大小，具有极高的天线灵敏度，而近场天线设置在车牌外壳的下部 天线平台里面，获得机械稳定性。
[0025] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的有源射频芯片的容量为8Kbt，其寄 存区信息设置为：
[0026] 作为车辆基本信息区的EPC区为车辆基本信息，包括车辆号码、车类型、车主分 类、车辆最大重量、车轴数量；
[0027] 作为车辆详细信息区的T区为车架号、发动机号、购买日期、转手记录；
[0028] 作为车辆动态信息区的Q区包括：
[0029] 交通管理信息区，即Ql，Q2,Q3,所述Q1为司机或车主请求交警拦车信息代码，所 述Q2为公路检测点位置代码，所述Q3为公路检测结果及公路、税务、交警、车管部门的催办 事项代码；
[0030] 公路收费信息区，即Q4,Q5,Q6,Q7,所述Q4为公路收费密码，所述Q5为公路收费 余额存款，所述Q6为公路收费入口检测位置代码，所述Q7为公路收费扣款额；
[0031] 停车场收费信息区，即Q8,Q9,所述Q8为停车场入口时间，所述Q9为停车场停车 位代码；
[0032] 备用信息区，即Q10,所述Q10为包含加油自动收费的备用信息。
[0033] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的防拆卸射频芯片自毁装置中，包括 一个射频车牌的防拆卸自毁开关以及与其相连的贮能电容器，防拆卸自毁开关一端下面设 有压力弹簧，上面设有安全插销，射频车牌外壳背板上设置有防拆卸凸笋，芯片电源接入端 外接线通过升压变压器次级线圈和升压变压器初级线圈设置于防拆卸自毁开关另一端。 [0034] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的数据处理器每秒钟读一次有源射 频芯片的存贮信息，并从读取的信息存贮在处理器中，同时将上次存贮的信息清除，每次读 到的信息与已存贮信息比对，如果不相同时启动GPRS，将Q2、Q3区信息发给车主手机或电 脑；将GPRS接受到车主请求拦车的信息写入到芯片Q1区；将司机请求拦车的信息写入到 Q1区；当射频车牌被拆卸时，通过GPRS报告车主；将Q3区中的公路检测信息传递给驾驶室 中的显示屏；将Q5、Q7的公路收费余款额、扣款额传递给驾驶室中的显示屏；将Q9区的停 车位信息通过GPRS模块发到司机的手机上。
[0035] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的振动传感器将信息输写至数据处 理器后，经GPRS模块发给车主手机电脑，建立车辆监控系统，防止计划外出车，具有防盗功 能。
[0036] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，所述的电压调整与断电报警装置包括一 个电压调整器，射频车牌接车辆电瓶获得12V直流电，经过射频车牌内的电压调整器输出 3. 3V为射频车牌各单元供电，当12V电源断开时，断电保护继电器失电，断电继电保护器开 关向左，备用电池从充电转为放电状态，为射频车牌供电，与断电继电保护器开关同步的另 一个断电继电保护器开关开关向左，让信息处理器的断电检测端接地，通过GPRS通讯模块 总成向车主报告射频车牌断电，射频车牌断电报警提高了射频车牌防拆卸的能力。
[0037] 根据上述结构的本发明，其特征还在于，车辆驾驶室内显示屏安装在车辆驾驶室 内，由导线或用蓝牙连接射频车牌。
[0038] 根据以上内容，本发明的有益效果在于：
[0039] 1、本发明的RFID射频车牌具有半波振子天线和近场天线，具有极高的天线灵敏 度，便于实施分车道读取射频车牌信息。
[0040] 2、本发明的RFID射频车牌具有多达8Kbt的信息寄存区，提供多个信息存贮区和 密码区，提供多种类型的信息读写功能，扩大了射频车牌应用范围，涉及车管、交管、公路、 公安、交警、税收、收费系统等领域。
[0041] 3、本发明的RFID射频车牌可以连接驾驶室显示屏，提醒司机不要闯红灯，显示违 章内容和催办事项，显示公路收费额和余额。
[0042] 4、本发明的RFID射频车牌具有无线传输功能，向车主单位电脑传递车辆发动或 停止的动态信息，提供车辆位置、违章记录、催办事项及射频车牌断电、拆卸报警等信息。
[0043] 5、本发明的RFID射频车牌具有断电拆卸报警功能和自毁功能，确保射频车牌不 可以二次使用，确保信息不外泄，过路费存款不丢失。
[0044] 6、本发明的RFID射频车牌可替代传统技术的"高速公路卡"、"高速公路收费卡"、 "停车场卡"、"加油卡"，省去了入口发卡、出口收卡程序，自动识别、自动写入，大大提高了 高速公路通车效率，提高了停车场工作效率。
[0045] 7、本发明具有快速识别写入的特点，应用于公路、高速公路的分车道车辆识别检 测及信息交流。
[0046] 根据上述技术方案的本发明，所述的RFID射频车牌为车主、司机提供涉及车辆与 交通方面的信息服务，提供车辆安保管理服务，提醒司机安全驾驶，减少交通违章，维护车 主单位、司机的利益。
[0047] 本发明为车主单位提供车辆位置信息及违章内容，车主单位得以建立出车记录、 行车轨迹图，提高车辆利用率，防止车辆丢失，防止公车私用。
[0048] 本发明的应用可以减少交通违章，解决了高速公路超速、越线占道行车、路肩应急 通道行车的顽疾。
[0049] 本发明可以提高高速公路收费系统工作效率，加快高速公路的通车率。
[0050] 本发明可以提高停车场管理水平和工作效率，便于车主快速找到车位。
[0051] 本发明能够提高车辆安全管理：快速识别无射频车牌车辆："假的士"、"套牌车"， 快速识别"劫持车"、"丢失车"，快速识别"违规上路车辆"。
[0052] 本发明可以协助建立车辆动态定位数据库，确定公路上每辆车的位置，用于查询 丢失车、套牌车位置，查询某辆车位置，提高社会安全管理水平。
[0053] 本发明以射频车牌为信息载体和交流媒介，促进建立涉及车辆公路相关部门以及 司机、车主单位的大数据车联网。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0054] 图1为本发明RFID射频车牌安装示意图。
[0055] 图2为图1中A-A向剖面图。
[0056] 图3为本发明RFID射频车牌外观示意图。
[0057] 图4为本发明RFID射频车牌电气原理图。
[0058] 图5为本发明防拆卸自毁原理图。
[0059] 图6为本发明RFID射频车牌电源调整与断电报警原理图。
[0060] 图7为本发明信息交流框架图。
[0061] 图8为本发明在公路交通管理中的应用原理图。
[0062] 图9为本发明射频车牌在公路收费系统中的应用原理图。
[0063] 图10为本发明射频车牌在停车场系统中的应用原理图。
[0064] 在图中：
[0065] 1、车辆前保险杠；2、传统车辆号牌；3、紧固螺钉；10、半波振子天线；11、近场天 线；20、有源射频芯片；30、防拆卸射频芯片自毁装置；40、数据处理器；50、振动传感器；60、 电压调整与断电报警装置；70、GPRS无线通讯模块总成；80、车牌外壳；81、上部天线平台； 82、下部天线平台；83、安装孔；84、射频车牌外接线束；85、射频车牌外壳背板。
[0066] 另外，21(22)、芯片半波振子天线接入端；23(24)、近场天线接入端；25、芯片电源 接入端；26、芯片接地端；27、芯片读与指令输入端；28、芯片读与彳目息端；
[0067] 31、防拆卸自毁开关；32、压力弹簧；33、贮能电容器；34、防拆卸凸笋；35、升压变 压器初级线圈；36、升压变压器次级线圈；37、安全插销；
[0068] 61、电压调整器；62、断电保护继电器；63、断电保护继电器开关；63'、断电保护 继电器开关；64、备用电池；65、断电检测端；
[0069] 71、GPRS模块；72、SM卡；73、GPRS通讯天线；
[0070] 90、车辆驾驶室；91、车辆驾驶室内显示屏；92、驾驶室内隐蔽开关；100、车主手机 或单位电脑。 【【具体实施方式】】
[0071] 如图1-5所示，一种具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征在于，它包括车牌外壳 80,所述的车牌外壳80内设置有七个组成部分：有源射频芯片20、半波振子天线10及近场 天线11、防拆卸射频芯片自毁装置30、数据处理器40、振动传感器50、电压调整及断电报警 装置60、GPRS无线通讯模块总成70 :
[0072] 所述的有源射频芯片20外接半波振子天线10和近场天线11，所述的有源射频芯 片20寄存区分为六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，所 述车辆基本信息区和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，所述六个区域还 包括由交通管理信息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所 述Q区为车辆动态信息区；
[0073] 所述的有源射频芯片20外接防拆卸射频芯片自毁装置30,所述的数据处理器40 控制有源射频芯片20内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器50检测射频车牌的振 动，检测汽车发动机启动或关闭，信息输写至数据处理器40 :
[0074] 所述的电压调整与断电报警装置60外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的 的电压调整器61输出电流为射频车牌各单元供电；
[0075] GPRS无线通讯模块总成70包括GPRS模块71和SM卡72,所述SM卡72存贮有 射频车牌及车主手机、单位电脑移动通讯号码，6PRS通讯模块总成70外接的GPRS通讯天线 73在数据处理器40的控制下，实施与车主手机电脑的信息交流。
[0076] 如图1、2、3所示，本发明RFID射频车牌的车牌外壳80与传统车辆号牌2 -起安装 在车辆前保险杠1上或其他安装位置上，并用同一套紧固螺钉3穿过安装孔83进行固定， 所述的车牌外壳80上设置有上部天线平台81和下部天线平台82,并在外壳本体上设置有 两个或者两个以上的安装孔83,射频车牌外壳背板85上设置有射频车牌外接线束84,所述 的射频车牌外接线束84包含接汽车12V电瓶线以及接驾驶室显示屏的连接线；
[0077] 如图3、4、5所示，所述的半波振子天线10设置在车牌外壳80的上部天线平台81 里面，天线尺寸远大于传统射频标签天线的尺寸，具有极高的天线灵敏度，而近场天线11 设置在车牌外壳80的下部天线平台82里面，获得机械稳定性；
[0078] 如图3、4、5所示，所述的有源射频芯片20的容量为8Kbt:所述Q区包括：
[0079] 交通管理信息区，即Ql，Q2,Q3 ;
[0080] 公路收费信息区，即Q4,Q5,Q6,Q7 ;
[0081] 停车场收费信息区，即Q8,Q9 ;
[0082] 备用信息区，即Q10。
[0083] 下面表1为本发明RFID射频芯片寄存区信息分类及用途表，表2为本发明RFID 射频芯片读写应用分类表。
[0084] 表1 :本发明RFID射频芯片寄存区信息分类及用途表
[0085]
【权利要求】
1. 一种具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征在于，它包括车牌外壳，所述的车牌外 壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁 装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成： 所述的有源射频芯片外接半波振子天线和近场天线，所述的有源射频芯片寄存区分为 六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，以及由交通管理信 息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所述车辆基本信息区 和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，所述Q区为车辆动态信息区； 所述的有源射频芯片外接防拆卸射频芯片自毁装置，所述的数据处理器控制有源射频 芯片内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器检测射频车牌的振动，检测汽车发动机 启动或关闭，信息输写至数据处理器； 所述的电压调整与断电报警装置外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的的电压调 整器输出电流为射频车牌各单元供电； GPRS无线通讯模块总成包括GPRS模块和SM卡，所述SM卡存贮有射频车牌及车主手 机、单位电脑移动通讯号码，GPRS通讯模块总成外接的GPRS通讯天线在数据处理器的控制 下，实施与车主手机电脑的信息交流。
2. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，RFID射频车 牌的车牌外壳与传统车辆号牌一起安装在车辆上，并用紧固螺钉穿过安装孔进行固定，所 述的车牌外壳上设置有上部天线平台和下部天线平台，并在外壳本体上设置有两个或者两 个以上的安装孔，射频车牌外壳背板上设置有射频车牌外接线束，所述的射频车牌外接线 束包含接汽车12V电瓶线以及接驾驶室显示屏的连接线。
3. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的半波 振子天线设置在车牌外壳的上部天线平台里面，天线尺寸大于传统射频标签天线的尺寸， 而近场天线设置在车牌外壳的下部天线平台里面。
4. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的有源 射频芯片的容量为8Kbt，其寄存区信息设置为： 作为车辆基本信息区的EPC区为车辆基本信息，包括车辆号码、车类型、车主分类、车 辆最大重量、车轴数量； 作为车辆详细信息区的T区为车架号、发动机号、购买日期、转手记录； 作为车辆动态信息区的Q区包括： 交通管理信息区，即Ql，Q2, Q3,所述Q1为司机或车主请求交警拦车信息代码，所述Q2 为公路检测点位置代码，所述Q3为公路检测结果及公路、税务、交警、车管部门的催办事项 代码； 公路收费信息区，即Q4, Q5, Q6, Q7,所述Q4为公路收费密码，所述Q5为公路收费余额 存款，所述Q6为公路收费入口检测位置代码，所述Q7为公路收费扣款额； 停车场收费信息区，即Q8, Q9,所述Q8为停车场入口时间，所述Q9为停车场停车位代 码； 备用信息区，即Q10,所述Q10为包含加油自动收费的备用信息。
5. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的防 拆卸射频芯片自毁装置中，包括一个射频车牌的防拆卸自毁开关以及与其相连的贮能电容 器，防拆卸自毁开关一端下面设有压力弹簧，上面设有安全插销，射频车牌外壳背板上设置 有防拆卸凸笋，芯片电源接入端外接线通过升压变压器次级线圈和升压变压器初级线圈设 置于防拆卸自毁开关另一端。
6. 根据权利要求4所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的数据 处理器每秒钟读一次有源射频芯片的存贮信息，并从读取的信息存贮在处理器中，同时将 上次存贮的信息清除，每次读到的信息与已存贮信息比对，如果不相同时启动GPRS，将Q2、 Q3区信息发给车主手机或电脑；将GPRS接受到车主请求拦车的信息写入到芯片Q1区；将 司机请求拦车的信息写入到Q1区；当射频车牌被拆卸时，通过GPRS报告车主；将Q3区中的 公路检测信息传递给驾驶室中的显示屏；将Q5、Q7的公路收费余款额、扣款额传递给驾驶 室中的显示屏；将Q9区的停车位信息通过GPRS模块发到司机的手机上。
7. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的振动 传感器将信息输写至数据处理器后，经GPRS模块发给车主手机电脑，建立车辆监控系统， 防止计划外出车。
8. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，所述的电压 调整与断电报警装置包括一个电压调整器，射频车牌接车辆电瓶获得12V直流电，经过射 频车牌内的电压调整器输出3. 3V为射频车牌各单元供电。
9. 根据权利要求1所述的具有通讯功能的RFID射频车牌，其特征还在于，车辆驾驶室 内显示屏安装在车辆驾驶室内，由导线或用蓝牙连接射频车牌。
【文档编号】B60R13/10GK104442619SQ201510000566
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2015年1月4日
【发明者】焦林 申请人:深圳市骄冠科技实业有限公司