一种具有路径识别功能的车载装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有路径识别功能的车载装置，包括微处理器、用于接收和发射射频信号的专用短程通信模块、用于接收各种卫星导航定位系统信息的卫星定位模块、用于保存车辆信息的安全存储模块、用于操作智能卡的读卡模块、用于提示信息的人机交互模块以及电源管理模块，所述专用短程通信模块、卫星定位模块、读卡模块、安全存储模块、人机交互模块均与微处理器连接，所述电源模块为各模块供电。本实用新型能够解决现有电子不停车收费系统中路径识别问题，同时，为高速公路运营企业创造效益，解决多年来的存在的精确收费与精确拆分问题。
【专利说明】一种具有路径识别功能的车载装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车载装置的研宄领域，特别涉及一种具有路径识别功能的车载装置。
【背景技术】
[0002]电子不停车收费系统(Electronic Toll Collect1n system，简称ETC系统)采用专用短程通信(Dedicated ShortRange Communicat1n,简称DSRC)技术，完成路侧单元(Roadside Unit，简称RSU)与车载单元(On Board Unit，简称0BU)之间的双向通信，通过无线方式进行安全认证和消费扣款，实现不停车收费，大大加快了车辆通行速度，减少了收费匝道口的拥堵状况，提高了公路的通行能力。
[0003]目前，我国电子不停车收费系统(ETC)的车载单元(OBU)为了与人工收费系统(MTC)兼容，普遍采用了双片式的车载单元设计。这种常规的双片式车载单元采用电池供电，需要使用智能卡。通过内置的交易程序完成与收费车道上安装的路侧单元(RSU)完成交易，通过智能卡实现与人工收费系统(MTC)的兼容。
[0004]随着高速公路建设的不断进行，路网的密度越来越高，在高速公路上形成了众多的环状、网状结构，导致联网收费中多义路径增多，由于无法进行准确的路径识别，导致了通行费的收取不准确，也造成了通行费的拆分不准确，给高速公路的业主造成了损失。
[0005]虽然卫星定位设备广泛地用在车辆上，但是其应用基本限于监控定位和导航等方面。现在卫星定位技术已经日臻成熟，但是还未能用于高速公路收费。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有路径识别功能的车载装置。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种具有路径识别功能的车载装置，包括微处理器，还包括用于接收和发射射频信号的专用短程通信模块、用于接收各种卫星导航定位信息的卫星定位模块、安全存储模块、用于操作智能卡的读卡模块、用于提示信息的人机交互模块以及电源管理模块，所述专用短程通信模块、卫星定位模块、读卡模块、安全存储模块、人机交互模块均与微处理器连接；所述电源模块为微处理器供电。
[0009]优选的，所述专用短程通信模块包括:短程通信芯片、微波接收单元、微波发射单元、唤醒单元以及微带天线；所述微波接收单元、微波发射单元、唤醒单元以及微带天线均与短程通信芯片连接；微带天线接收来自于路侧单元的微波信号，通过唤醒单元唤醒微处理器，接着微波接收对来自于微带天线的信号进行滤波、放大、解调并将信号传输给微处理器；在发射数据时，微处理器将数据传输给微波发射单元，经过微波发射单元的调制，通过微带天线发射。
[0010]优选的，所述短程通信芯片采用EI6602芯片。
[0011]优选的，所述卫星定位模块包括:卫星定位接收天线单元和卫星信号处理单元两个部分；所述卫星处理单元采用MC1010B处理芯片。
[0012]优选的，所述安全存储模块采用ESAM芯片，所述ESAM芯片直接连接微处理器。
[0013]优选的，智能卡读写模块包括:智能卡读写芯片、天线以及附属电路，所述天线以及附属电路与智能卡读写芯片连接；所述智能卡读写芯片还与微处理器相连。
[0014]优选的，电源管理模块包括:电源转换电路、电池以及车载电源，所述电源转换电路分别和电池以及车载电源连接。
[0015]优选的，所述微处理器为STM32F103系列或MSP430F5系列的微处理器。
[0016]优选的，所述人机交互模块包括显示屏、报警器以及通信接口，所述显示屏LED、LCD或OLED显示屏；所述报警器为指示灯报警器或者蜂鸣器；所述通信接口通过蓝牙或W1-Fi的无线方式与外部设备连接。
[0017]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0018]1、本实用新型的车载装置通过安装专用短程通信模块，解决了车辆与收费站之间的短距离快速通信，实现了不停车收费。
[0019]2、本实用新型的车载装置通过安装卫星定位模块，从而有效的解决了现有电子不停车收费系统中路径识别的问题，为高速公路运营企业创造效益。
[0020]3、本实用新型的车载装置通过对车辆行驶路径的记录，实现了按照车辆的实际行驶路径缴费，维护了司机、高速公路业主双方的利益，减少了因行驶路径记录不准确引起的缴费额纠纷。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的电路方框图；
[0022]图2是本实用新型专用短程通信模块的电路原理图；
[0023]图3是本实用新型卫星定位模块的电路原理图。
[0024]图4是本实用新型安全存储模块的电路原理图；
[0025]图5是本实用新型处理器的电路原理图；
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0027]实施例
[0028]如图1所示，本实施例一种具有路径识别功能的车载装置，包括微处理器4、用于接收和发射射频信号的专用短程通信模块1、用于接收各种卫星导航定位信息的卫星定位模块7、安全存储模块2、用于操作智能卡的读卡模块8、用于提示信息的人机交互模块5以及电源管理模块3，所述专用短程通信模块、卫星定位模块、读卡模块、安全存储模块、人机交互模块均与微处理器连接；所述电源模块为微处理器供电。
[0029]如图2所示，所述专用短程通信模块包括微波模块6和微带天线，所述微波模块6包括微波接收单元和微波发送单元；微带天线接收来自于路侧单元的微波信号，通过唤醒单元唤醒微处理器，接着微波接收对来自于微带天线的信号进行滤波、放大、解调并将信号传输给微处理器；在发射数据时，微处理器将数据传输给微波发射单元，经过微波发射单元的调制，通过微带天线发射。本实施例中，专用短程通信模块采用ET6602芯片，所述芯片内部有FMO解调、解码(可选)和调制、编码模块。基于降低功耗考虑，芯片内部平时只有微波检测电路在工作。当接收到微波信号时，芯片给微处理器一个唤醒信号，微处理器收到该唤醒信号后设置芯片处在工作状态，芯片开始解调信号，微处理器解析解调信号后回复给芯片数据，芯片将其调制到5.SGHz后发射出去，发射完成后芯片再次由微处理器设置为低功耗状态。该芯片采用SPI接口与微处理器进行数据交互，外部晶振频率为16.384MHz，天线采用差分微带天线。
[0030]如图3所示，所述卫星定位模块包括:卫星定位接收天线单元、卫星信号处理单元两个部分；卫星信号处理单元把接收的卫星信号经过滤波、放大、解调，并处理后发送给微处理器。本实施例中，所述卫星定位模块采用MC1010B模块，该模块为北斗/GPS双模定位模块，通过RF_IN管脚连接双模有源陶瓷天线，获取卫星定位信息，经模块处理后生成NMEA0183标准协议，通过串口将数据送给微处理器。基于降低功耗的考虑，定位模块的工作状态，可以根据当前需要独立控制是否工作。
[0031]如图4所示，所述安全采用一块安全芯片(ESAM)，直接与微处理器相连。安全存储模块其内部包括存储、算法处理、计算等单元，上述算法处理以及计算单元是ESAM芯片所固有的，直接将该芯片运用于本实施例，提供车辆信息的数据存储与安全读写功能，由微处理器进行操作。
[0032]所述智能卡读写模块包括:智能卡读写芯片、天线及附属电路，其中智能卡读写芯片与微处理器相连，接受微处理器的控制。
[0033]所述电源管理模块包括:电源转换电路、电池、车载电源等，所述电源转换电路分别和电池以及车载电源连接，是车载装置的电力来源。
[0034]如图5所示，本实施例中，所述微处理器为STM32F103系列、MSP430F5系列等16位、32位微处理器；当然本实用新型的微处理器不限于上述几种，其它能完成本实用新型上述功能的微处理器均适用于本申请。
[0035]所述人机交互模块包括显示屏、报警器以及通信接口，所述显示屏LED、IXD或OLED显示屏；所述报警器为指示灯报警器或者蜂鸣器；所述通信接口通过蓝牙或W1-Fi的无线方式与外部设备连接。
[0036]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有路径识别功能的车载装置，包括微处理器，其特征在于，还包括用于接收和发射射频信号的专用短程通信模块、用于接收各种卫星导航定位信息的卫星定位模块、安全存储模块、用于操作智能卡的读卡模块、用于提示信息的人机交互模块以及电源管理模块，所述专用短程通信模块、卫星定位模块、读卡模块、安全存储模块、人机交互模块均与微处理器连接；所述电源模块为微处理器供电。
2.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述专用短程通信模块包括:短程通信芯片、微波接收单元、微波发射单元、唤醒单元以及微带天线；所述微波接收单元、微波发射单元、唤醒单元以及微带天线均与短程通信芯片连接；微带天线接收来自于路侧单元的微波信号，通过唤醒单元唤醒微处理器，接着微波接收对来自于微带天线的信号进行滤波、放大、解调并将信号传输给微处理器；在发射数据时，微处理器将数据传输给微波发射单元，经过微波发射单元的调制，通过微带天线发射。
3.根据权利要求2所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述短程通信芯片采用EI6602芯片。
4.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述卫星定位模块包括:卫星定位接收天线单元和卫星信号处理单元两个部分；所述卫星处理单元采用MC1010B处理芯片。
5.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述安全存储模块采用ESAM芯片，所述ESAM芯片直接连接微处理器。
6.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，智能卡读写模块包括:智能卡读写芯片、天线以及附属电路，所述天线以及附属电路与智能卡读写芯片连接；所述智能卡读写芯片还与微处理器相连。
7.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，电源管理模块包括:电源转换电路、电池以及车载电源，所述电源转换电路分别和电池以及车载电源连接。
8.根据权利要求1所述的具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述微处理器为STM32F103系列或MSP430F5系列的微处理器。
9.根据权利要求1所述具有路径识别功能的车载装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示屏、报警器以及通信接口，所述显示屏LED、IXD或OLED显示屏；所述报警器为指示灯报警器或者蜂鸣器；所述通信接口通过蓝牙或W1-Fi的无线方式与外部设备连接。
【文档编号】G07B15/06GK204215455SQ201420743392
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】王辽杰, 钟正辉, 成志东, 高学强, 庄新蕾 申请人:海华电子企业(中国)有限公司