专利名称：具有实时定位的电子车牌的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种用于机动车的车牌。
技术背景我国是当今世界上公路基础设施建设速度最快的国家，也是交通需求增长最快的国 家，随着我国机动车数量的快速上升，由此引发的交通问题也越来越严重，用传统的方 法难以对车辆进行有效的管理。随着智能交通管理系统的发展，电子车牌的出现为实现 车辆信息的数字化、车辆识别的自动化以及车辆管理的智能化提供了一个很好的前端信 息平台。电子车牌作为存储车辆信息的载体，可以很好的弥补传统金属车牌的许多缺陷， 如易被盗、易仿冒、维护不方便等。电子车牌采用射频识别技术，有可靠性高、识别率高、安装维护简便等特点，可以广泛的应用于包括ETC(不停车自动收费与管理)、大型装箱多式联营管理、政府(商业、 私营)专用运输车队管理、停车场自动收费管理、安全门禁系统、海关通关车辆自动验 放系统、机场地面运输与物流管理等领域。电子车牌它跟我们平时用的电话卡、信用卡 大小差不多，它可以把汽车牌号、车型、颜色等车辆的基础信息存储在里面，车辆在通 过路口设置的由微波读写器、天线与计算机组成的基站时，不用停车，在几米远的范围 内就可以自动报出电子车牌上的信息。电子车牌还可以作为一种很有效的防盗技术，如 果车子被盗，公安人员可以把被盗车辆的车牌号及车型、颜色等，通报各个基站，当这 辆车子通过基站时，就会被拦截。电子车牌就相当于车辆的电子身份。电子车牌可以完 成不停车电子收费，还具有其他的一些电子商务用途，只要涉及车辆的一系列商务行为 都可以与银行配合当作电子钱包或开设车辆消费账户来使用，比如加油站、停车场，住 宅小区都可以用它来进行电子收费。电子车牌由专用芯片、微型天线和反拆装装置组成， 路边基站通过天线发射微波与电子车牌建立起通讯联系提取电子车牌内的信息，传送到 后台的计算机处理中心，经过分析整理将处理结果传送给不同的管理部门运用。当一辆 装有电子车牌的汽车通过路边基站时，控制中心的显示屏会准确显示出车辆的信息。没有电子车牌的汽车通过时，基站旁边的道路下面埋设的环形线圈推测器也会测出有车通 过，并判断为无卡车。对任何一个时段的交通流量统计，都可以通过控制中心取得。基于射频识别的电子车牌技术在国内外逐渐取得应用。目前，国内四川省的宜宾市 已经做了试点工程。在国外已经有这样的例子，在新加坡所有的车辆都安装了电子车牌 类，从而很好的解决了交通控制和交通收费方面的问题。而在欧洲的英国，整个国家都 已经采用了电子车牌管理机动车。随着智能交通管理系统的不断发展，电子车牌技术将 会扮演越来越重要的角色，但是现今使用的电子车牌技术也存在着其自身的一些缺点， 虽然它能完成不停车自动收费与管理，能将汽车的信息有效联网到后台控制中心，但是 不能完成对运行车辆的精确定位，使交通信息化智能化管理受到很大限制。 实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实时精确确定机动车所在地理位 置信息的具有实时定位的电子车牌。本实用新型所采用的技术方案是具有实时定位的电子车牌包括电源模块、主控单片机、液晶显示模块、按键模块、RFID模块、RFID天线，主控单片机通过RFID模块与 RFID天线连接，通过RFID模块和RFID天线接收和发送信息，按键模块与主控单片机连 接，供用户输入操作指令，液晶显示模块与主控单片机连接，并显示相关信息，电源模 块为各模块提供电源支持，它还包括GPS模块，GPS模块与主控单片机连接，将GPS信 号输入主控单片机。RFID模块包括射频前端、基带处理、微控制器三部分，射频前端接收的信号依次经 过低噪功放、普通滤波、耦合器、解调电路送入基带处理电路，基带处理电路内部包括 波形放大、波形整形、遍解码、CRC检测、时钟同步、帧同步、晶振、调制电路，基带 处理电路的输出信号送到射频前端与射频前端中耦合器的信号调制后输出至天线，微控 制器与基带处理电路连接，与基带处理电路之间完成数据和控制信号的交换，其内部电 路包括CPU、 EEPR0M、 R0M电路。本实用新型具有的积极效果是本实用新型在电子车牌技术的基础上结合GPS技术， 可以替代传统的物理车牌和基于单一RFID技术的电子车牌。本实用新型通过GPS技术获 取到车辆在行驶过程中的状态、路线、当前位置、速度、方向等车辆的基本信息。使用 该电子车牌的汽车在高速公路上行驶时，可以完成不停车自动收费、高速超速监测等交 通管理，同时驾驶人员或车主可以了解到车辆当前的具体位置、速度、方向等重要信息， 并依据用户提供的信息，自动规划出最佳行驶路线。路边阅读器基站可以从该电子车牌 中获取车辆的相关信息，包括汽车牌号及车主、车型、颜色等。本实用新型除了具有单一RFID技术电子车牌所具有的可靠性高、识别率高、安装维护简便、防盗性能好、不停 车收费、便于交管部门采集交通信息的功能外，还能够提供机动车行驶的状态、路线、 当前位置、速度、方向等重要信息，进一步为驾驶者提供了方便，同时也为开发智能化 交通管理和涉及车辆的电子商务的功能提供了可能。
图1为基于RFID和GPS的本实用新型电路原理方框图， 图2为本实用新型采用具体元件的电路原理方框图， 图3为本实用新型中RFID模块的电路原理图。 具体实施方施
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的电路原理图如图l所示，采用具体元件的电路图如图2所示。电子车 牌，包括电源模块、主控单片机、液晶显示模块、按键模块、RFID模块、RFID天线， 主控单片机通过RFID模块与RFID天线连接，通过RFID模块和RFID天线接收和发送信 息，按键模块与主控单片机连接，供用户输入操作指令，液晶显示模块与主控单片机连 接，并显示相关信息，电源模块为各模块提供电源支持，它还包括GPS模块，GPS模块 与主控单片机连接，将GPS信号输入主控单片机。RFID模块包括射频前端、基带处理、微控制器三部分，射频前端接收的信号依次经 过低噪功放、普通滤波、耦合器、解调电路送入基带处理电路，基带处理电路内部包括 波形放大、波形整形、遍解码、CRC检测、时钟同步、帧同步、晶振、调制电路，基带 处理电路的输出信号送到射频前端与射频前端中耦合器的信号调制后输出至天线，微控 制器与基带处理电路连接，与基带处理电路之间完成数据和控制信号的交换，其内部电 路包括CPU、 EEPROM、 R0M电路。其工作原理是RFID模块在接收到路边阅读器发出的询问信号时，才做出应答和 相关操作，天线模块则用于接收阅读器命令和发送电子车牌内的信息。RFID模块与路边 阅读器的信息交互是通过RFID反向散射技术实现，RFID模块接收到的阅读器相关数据 可以通过主控单片机进行进一步的处理。GPS模块用于接收GPS卫星的信号，并计算出
汽车目前所在的位置。GPS模块可以通过串行口向主控制器发送定位坐标；主控制器也可以向GPS模块发送设置命令，以控制GPS模块的状态和工作方式。主控单片机对GPS模块接收到的位置信息进行处理之后，可以通过液晶显示模块显示给驾车者；当汽车通过收费系统时，电子车牌所完成的收费状况也可以通过液晶显示模块显示给驾车者。主控单片机负责接收GPS模块和RFID模块的输入信号，并对GPS信号进行计算， 以获得车辆当前的经、纬度坐标；对RFID模块传来的信号则可以进一步处理，并回发 给路边阅读器。主控单片机还可以将这些详细的信息通过液晶显示模块显示出来。本车 牌系统的主控单片机选用MICROCHIP公司生产的PIC18F系列单片机。PIC18F系列单片 机是一种具有超低功耗的功能强大的单片机，其具有Flash存储器，在系统设计，开发 调试以及实际的应用中都比其它的MCU拥有较明显的优势。PIC18F系列单片机采用哈佛 总线和类精简指令集，具有丰富的寻址方式，只需31条指令；片内存储器多，可以实 现多种运算。集成了较多的片上外围设备12位A/D，精密模拟比较器，硬件乘法器， 2组频率可以达到20MHz的时钟模块，2个16位定时器，2个可实现异步和同步及多址 访问的串行通信接口，数十个可实现方向的设置及中断功能的并行输入输出端口。本系统中GPS模块选择台湾HiMARK公司生产的EB6801 ，它基于AR2010 SOC和RX3650 RF芯片，如图3为EB6801的内部框图。EB6801能够12通道全视野并行跟踪，同时追 踪12颗卫星数据，具有极强的信号快速重捕获能力(重捕获时间仅1秒)。该模块尺寸 小，工作电流小(仅30mA )，性价比高。最适合各种嵌入式应用，可广泛用于航海、航 空、车载、手持等各种导航应用领域。可以将EB6801模块的串口 A的串行数据输出TXDA 和串行数据输入RXDA与单片机PIC18F的TXD2和RXD2相连接。其电源采用经过稳压的 +3. 3V电源。将1PPS脚同单片机的RB5相连，单片机通过读取RB5的状态可以了解EB6801 工作是否正常。液晶显示模块选用MCG12864A8-3，它是一种大屏幕彩色点阵式(或图形式)LCD，界 面友好、美观，不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可 以实现屏幕上下左右滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功能，用途十分广泛。该液晶显示模块是使用KS0108B及其兼容控制驱动器(例如HD61203B)作为列驱动器，同时使用 KS0107B及其兼容驱动器(例如HD61203 )作为行驱动器的液晶模块。由于KS0107B(或 HD61203B)不与MPU发生联系，故只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号。
可以通过用单片机的通用I/O 口对LCD的控制信号直接进行控制，同时将单片机的某一 VO口作为其数据总线。RFID模块是本电子车牌系统的另一重要部分。如图3所示，RFID模块由三部分构 成微控制器部分、基带处理部分和射频部分。通过该模块主要实现车辆的不停车收费 和车辆相关信息管理功能。RFID模块与路边基站的信息交互通过微波RFID技术。就上 行信号的产生方式而言，RFID模块可以分为主动式和被动式两种，这两种的区别在于信 号从RFID模块发送到路边基站的实现方式上的不同。主动式RFID模块中，载波信号来 自模块自身的载波频率振荡器；被动式RFID模块的载波信号则来自于路边基站阅读器 的微波信号，只有在接收到路边基站阅读器的询问信号时才做出响应。RFID模块也可以 分为有源和无源，有源系统的工作距离和读取速度都要比无源系统优异。本电子车牌系 统是车载终端，综合各方面考虑，RFID模块采用有源被动式。
权利要求1、具有实时定位的电子车牌，包括电源模块、主控单片机、液晶显示模块、按键模块、RFID模块、RFID天线，主控单片机通过RFID模块与RFID天线连接，通过RFID模块和RFID天线接收和发送信息，按键模块与主控单片机连接，供用户输入操作指令，液晶显示模块与主控单片机连接，并显示相关信息，电源模块为各模块提供电源支持，其特征在于它还包括GPS模块，GPS模块与主控单片机连接，将GPS信号输入主控单片机。
2、 如权利要求l所述的具有实时定位的电子车牌，其特征在于RFID模块包括射 频前端、基带处理、微控制器三部分，射频前端接收的信号依次经过低噪功放、普通滤 波、耦合器、解调电路送入基带处理电路，基带处理电路内部包括波形放大、波形整形、 遍解码、CRC检测、时钟同步、帧同步、晶振、调制电路，基带处理电路的输出信号送 到射频前端与射频前端中耦合器的信号调制后输出至天线，微控制器与基带处理电路连 接，与基带处理电路之间完成数据和控制信号的交换，其内部电路包括CPU、 EEPR0M、 ROM电路。
专利摘要本实用新型涉及用于机动车的车牌，为一种电子车牌。它包括电源模块、主控单片机、液晶显示模块、按键模块、RFID模块、RFID天线，还具有GPS定位模块，主控单片机接收GPS定位模块的信号，并通过RFID模块和天线与路边的阅读器完成信号交换。它将GPS技术和RFID技术结合。解决了现有单一RFID电子车牌不能实行车辆定位的技术问题，除了具有单一RFID技术电子车牌所具有的可靠性高、识别率高、安装维护简便、防盗性能好、不停车收费、便于交管部门采集交通信息的功能外，还能够提供机动车行驶的状态、路线、当前位置、速度、方向、自动收费、高速超速监测等交通管理重要信息。
文档编号G01S1/00GK201017328SQ20072003427
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月7日 优先权日2007年2月7日
发明者吴曼青 申请人:吴曼青