高灵敏度复合通行卡的制作方法

本实用新型涉及智能交通领域，尤其涉及一种高灵敏度复合通行卡。

背景技术：

近年来，我国高速公路经历了快速发展，并实现了全国联网收费。随着路网密度的增加，车辆在出口和入口之间可能存在多种行车路径。不同的行车路径，对应的里程数不同，从而通行费不同。为了精确判断行车路径，多义性路径识别技术在现有电子不停车收费(Electronic Toll Collection，ETC)系统的5.8GHz有源射频方案基础上逐渐发展成熟，在尽可能利用原有频率资源及通信协议的前提下，解决路径识别问题。

路径识别的实现方式就是将射频终端集成到复合通行卡(Compound Pass Card，CPC)中，用户在领取CPC之后，用户行驶的车辆进入路网。当车辆携带CPC在高速公路行驶时，接收来自路侧单元(Road Side Unit，RSU)的标识信息。在高速公路出口处，通过读出车辆行经RSU的标识信息即可还原出车辆真实的行驶路径，从而实现对高速公路车辆行驶路径的准确识别，针对该车辆的行驶路径收取通行费。

然而，由于CPC可由司机摆放于车内任意位置，并且受车辆金属层对微波信号衰减的影响，CPC在一些方向上很难感知到RSU发射的5.8GHz广播数据，导致CPC被唤醒的灵敏度降低，从而引发CPC和RSU之间通信失败率较高的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种高灵敏度复合通行卡，以克服复合通行卡被唤醒灵敏度低的问题。

本实用新型实施例提供一种高灵敏度复合通行卡，包括：通行卡本体，设置在所述通行卡本体上的多根微波唤醒天线，其中，

各所述微波唤醒天线靠近所述复合通行卡的边缘设置，各所述微波唤醒天线用于接收路测单元发送的5.8GHz射频数据，以唤醒所述复合通行卡。

可选地，各所述微波唤醒天线与所述通行卡本体的边缘之间的距离介于0.2mm至10mm之间。

可选地，多根所述微波唤醒天线中存在至少两根微波唤醒天线在沿所述通行卡本体的边缘方向的延长线之间的夹角为90°。

可选地，多根所述微波唤醒天线中存在至少两根微波唤醒天线的形状不同。

可选地，所述微波唤醒天线的根数为两根。

可选地，所述微波唤醒天线的根数为三根，其中第一微波唤醒天线沿所述通行卡本体的第一边缘方向的延长线与第二微波唤醒天线沿所述通行卡本体的第二边缘方向的延长线之间的夹角为90°，所述第一边缘的长度大于所述第二边缘的长度，第三微波唤醒天线靠近所述通行卡本体的第一边缘设置。

可选地，所述高灵敏度复合通行卡还包括：

设置在所述通行卡本体上的数据传输天线、5.8GHz接口芯片、MCU主控芯片，所述数据传输天线与所述5.8GHz接口芯片相邻设置。

本实用新型提供一种高灵敏度复合通行卡，包括：通行卡本体，设置在通行卡本体上的多根微波唤醒天线，其中，各微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，减少了复合通行卡本体内部其他元件对微波唤醒天线信号的阻隔，有利于提高微波唤醒天线感知广播数据的灵敏性；各微波唤醒天线用于接收路测单元发送的5.8GHz射频数据，以唤醒复合通行卡；通过增加微波唤醒天线的数量，将多根微波唤醒天线的信号叠加，以提高接收信号强度，从而进一步提高复合通行卡被唤醒的灵敏度。本实用新型能够避免复合通行卡在车内某个角度感知信号较弱的缺陷，可以提高复合通行的灵敏度，实现复合通行卡在任何角度都能被正常唤醒。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例一的结构示意图一；

图2为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例一的结构示意图二；

图3是全向天线的三维方向图；

图4为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例二的结构示意图一；

图5为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例二的结构示意图二；

图6为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例一的结构示意图一，如图1所示，本实施例的高灵敏度复合通行卡，包括：通行卡本体10，设置在通行卡本体上的多根微波唤醒天线，其中，各微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，各微波唤醒天线用于接收路测单元发送的5.8GHz广播数据，以唤醒所述复合通行卡。

架设在高速公路上空的路测单元不断向外发射5.8GHz的广播数据，其中5.8GHz频段为智能交通专用无线短距离通信频段，本申请所保护的复合通行卡具体采用5.8GHz频段与路测单元进行通信。

在工作过程中，设置在复合通行卡上的微波唤醒天线与路测单元进行通信。当处于休眠状态的复合通行卡中的微波唤醒天线感知到路测单元发出的广播数据时，复合通行卡被唤醒，复合通行卡上负责数据交互的传输天线进入工作状态，完成对广播数据的收发工作。因此提高复合通行卡被唤醒的灵敏度，是确保复合通行卡与路测单元通信成功率的重要保证。

复合通行卡在与RSU通信方面，主要有唤醒、接收、发射三种功能，复合通行卡平时不打开接收和发射的功能，以节省功耗，只打开唤醒功能，高速公路上的路测单元一直不断的发射5.8GHz广播数据，当车辆在高速公路上行驶的过程中，复合通行卡感知到路测单元发射的5.8GHz广播数据时，复合通行卡才能被唤醒；当复合通行卡被唤醒时，打开接收功能，接收路测单元发射的5.8GHz广播数据；在复合通行卡接收到5.8GHz广播数据后，复合通行卡发射相应的5.8GHz数据与路测单元通信，最终完成标识路径信息的功能。

为了提高复合通行卡被唤醒的灵敏度，在复合通行卡本体10上设置多根微波唤醒天线，其中，各微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，用于接收路测单元发送的5.8GHz广播数据，以唤醒复合通行卡。

将微波唤醒天线靠近复合通行卡本体10的边缘设置，减少了复合通行卡本体10内部其他元件对于微波唤醒天线信号的阻隔，有利于提高微波唤醒天线感知广播数据的灵敏性，从而提高复合通行卡被唤醒的灵敏度；同时，可将微波唤醒天线的根数设置为多根，例如，两根、三根、四根等，本实施例对微波唤醒天线的根数不做具体限定，在满足现有复合通行卡尺寸和内部集成度要求的前提下，通过增加微波唤醒天线的数量，从而进一步提高复合通行卡被唤醒的灵敏度。

可选地，在微波唤醒天线靠近复合通行卡本体10的边缘设置时，本实施例的微波唤醒天线与通行卡本体10的边缘之间的距离介于0.2mm至10mm之间。由于复合通行卡的物理尺寸国标要求的长宽分别是85.5*54mm，厚度不大于5mm，让各微波唤醒天线与通行卡本体10边缘之间的距离介于0.2mm至10mm之间，在提高复合通行卡唤醒灵敏度的基础上，一方面可以降低复合通行卡在加工生产时的难度，另一方面可以保证复合通行卡在使用过程中遇到外力撞击后依然能够确保其工作的可靠性。

进一步的，受限于复合通行卡尺寸的要求，将微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，可以满足通行卡本体内部集成度较高的要求。

具体的，多根微波唤醒天线中存在至少两根微波唤醒天线在沿通行卡本体10的边缘方向的延长线之间的夹角为90°，其中微波唤醒天线为5.8GHz的天线。本实施例的微波唤醒天线以5.8GHz全向天线为例。

在一种可能的实施方式中，当微波唤醒天线的根数为两根时，可将第一微波唤醒天线设置在靠近通行卡本体10边缘的任意位置上，将第二微波唤醒天线设置在通行卡本体10边缘的任意位置上，本实施例对第一微波唤醒天线和第二微波唤醒天线设置的复合通行卡本体10上的具体哪个边缘以及所处的位置不做具体限定。

优选的，如图1所示，当微波唤醒天线的根数为两根时，可将第一微波唤醒天线21设置在靠近通行卡本体10的第一边缘上，将第二微波唤醒天线22设置在通行卡本体10的第二边缘上，其中第一微波唤醒天线沿通行卡本体10的第一边缘方向的延长线与第二微波唤醒天线沿通行卡本体的第二边缘方向的延长线之间的夹角为90°，第一边缘的长度大于第二边缘的长度。

在另一种可能的实施方式中，当微波唤醒天线的根数为三根时，可将三根微波唤醒天线分别设置在靠近通行卡本体10边缘的任意位置上，本实施例对第一、第二、第三微波唤醒天线靠近具体哪条边缘设置不做限定。

优选的，图2为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例一的结构示意图二，如图2所示，当微波唤醒天线的根数为三根时，可将第一微波唤醒天线21设置在靠近通行卡本体10的第一边缘上，其中第一微波唤醒天线21沿通行卡本体10的第一边缘方向的延长线与第二微波唤醒天线22沿通行卡本体10的第二边缘方向的延长线之间的夹角为90°，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，第三微波唤醒天线23靠近通行卡本体10的第一边缘设置。

图3是全向天线的三维方向图，如图3所示，全向天线在水平方向上360°都能均匀辐射，在垂直方向上覆盖范围较小，信号薄弱。本实施例将至少两根微波唤醒天线沿通行卡本体10的边缘方向垂直设置，垂直设置的微波唤醒天线可以互相补充其他微波唤醒天线在某个角度信号薄弱的缺陷，来提高全向辐射的灵敏度。

本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡，包括通行卡本体，设置在通行卡本体上的多根微波唤醒天线，其中，各微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，减少了复合通行卡本体内部其他元件对于微波唤醒天线信号的阻隔，有利于提高微波唤醒天线对于广播数据的灵敏性；各微波唤醒天线与通行卡本体的边缘之间的距离介于0.2mm至10mm之间，可以满足通行卡本体内部集成度较高的要求以及结构稳定性；多根微波唤醒天线中存在至少两根微波唤醒天线在沿通行卡本体的边缘方向的延长线之间的夹角为90°，垂直设置的微波唤醒天线可以提高接收路测单元广播数据的灵敏度，实现复合通行卡在任何角度都能被正常唤醒。

实施例二

图4为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例二的结构示意图一，如图4所示，本实施例在上述实施例一的基础上，多根微波唤醒天线中存在至少两根微波唤醒天线的形状不同。

具体的，设置在通行卡本体上的多根微波唤醒天线，其中，每根微波唤醒天线都靠近复合通行卡的边缘设置。当复合通行卡在车内以某一角度放置时，存在这样一种可能：

复合通行卡上微波唤醒天线24接收由路测单元发出的5.8GHz广播数据的角度恰好是微波唤醒天线25接收信号最薄弱的方向，此时复合通行卡的灵敏度较低，容易出现路测单元发出的5.8GHz的广播数据在有效的时间内未将复合通行卡唤醒。

进一步的，根据微波唤醒天线24在某一方向接收信号较弱的特点，可以选择不同形状的微波唤醒天线25，从而调整微波唤醒天线25在三维角度下各方向的灵敏度。通过不同形状的微波唤醒天线24与微波唤醒天线25组合使用，相互补充，实现弥补微波唤醒天线24在某个角度灵敏度较低的问题，从而确保复合通行卡全向接收5.8GHz广播数据的灵敏度。

具体的，本实施例对微波唤醒天线的形状不做限定，可根据需要采用不同形状的天线以补充另一根微波唤醒天线在某个角度灵敏度较低的问题。

在一种可能的实施方式中，为了确保复合通行卡在各种不利的外部环境下均能达到高灵敏度的要求，可增设微波唤醒天线的数量。可将不同形状的微波唤醒天线靠近复合通行卡的边缘设置，其中，本实施例对第三根微波唤醒天线的形状和设置的具体位置不做具体限定。

优选的，图5为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例二的结构示意图二，如图5所示，当微波唤醒天线的根数为三根时，可将微波唤醒天线24设置在靠近通行卡本体10的第一边缘上，将与微波唤醒天线24不同形状的微波唤醒天线25设置在靠近通行卡本体10的第二边缘上，其中微波唤醒天线24沿通行卡本体的第一边缘方向的延长线与微波唤醒天线25沿通行卡本体10的第二边缘方向的延长线之间的夹角为90°，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，微波唤醒天线26靠近通行卡本体10的第一边缘设置，微波唤醒天线26可根据微波唤醒天线24和微波唤醒天线25在某一方向接收信号较弱的特点，选择其形状。

本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡，通过采用将多根不同形状的微波唤醒天线靠近复合通行卡本体设置，实现多根微波唤醒天线组合使用，以达到信号叠加的效果，增强复合通行卡在某个角度感知信号较弱的缺陷，从而更好地提高复合通行的灵敏度，实现复合通行卡在任何角度都能被正常唤醒。

实施例三

图6为本实用新型提供的高灵敏度复合通行卡实施例三的结构示意图，如图6所示，高灵敏度复合通行卡还包括：设置在通行卡本体10上的数据传输天线30、5.8GHz接口芯片40、MCU主控芯片50，数据传输天线30与5.8GHz接口芯片40相邻设置。

其中，MCU主控芯片50用于在接收到微波唤醒天线传输的广播数据之后，控制数据传输天线30接收或发射数据；5.8GHz接口芯片40用于接收数据传输天线30发送的数据，或者向数据传输天线30发送数据。

本实施例提供的高灵敏度复合通行卡的具体工作过程是：

路测单元不断向外发射5.8GHz的广播数据，复合通行卡采用主动式通信的方式与路测单元进行通信，当处于休眠状态的复合通行卡中的微波唤醒天线感知到路测单元发出的广播数据时，复合通行卡被唤醒成功进入工作状态，5.8GHz接口芯片40与MCU主控芯片50调动数据传输天线30完成对路测单元数据的收发。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。