一种基于多频复合车载单元的自动收费系统的制作方法

本发明涉及车辆管理技术领域，特别涉及一种基于多频复合车载单元的自动收费系统。

背景技术：

目前，车辆上安装有车载单元，用于实现etc功能，即车辆通过高速路口时实现不停车收费功能，但是在车辆停靠路侧时，缺乏对车辆进行自动收费的系统，很多时候需要人工进行收费，费时费力，故需要一种基于多频复合车载单元的自动收费系统，实现对路侧停车的无人化管理及自动收费。

技术实现要素：

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于多频复合车载单元的自动收费系统，实现对路侧停车的无人化管理及自动收费，降低人工成本，也节省了司机的时间，提高司机的体验。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于多频复合车载单元的自动收费系统，包括：

多频复合车载单元，安装在车辆上；

所述多频复合车载单元包括：北斗定位模块、有源射频模块、etc模块、第一电源模块；

所述第一电源模块为所述北斗定位模块、有源射频模块、etc模块提供电源；

所述北斗定位模块，用于获取车辆的第一定位信息；

etc模块，用于车辆高速不停车收费；

有源射频模块，存储有车辆扣费信息，用于路侧停车收费；

当车辆在高速上通行时，所述etc模块激活后与设置在高速收费站出口的路边单元通信，实现高速不停车收费；

当所述车辆停在路侧停车位时，所述有源射频模块激活后与路侧设备通信；

路侧设备，设置在路侧停车位旁，用于与所述有源射频模块进行通信获取所述车辆扣费信息；

车辆检测器，设置在路侧停车位上，与所述路侧设备电连接；用于检测所述车辆到达所述路侧停车位或离开所述路侧停车位；

后台服务器，与所述路侧设备通讯连接；

所述路侧设备在所述车辆检测器检测到车辆到达所述路侧停车位时，所述路侧设备与所述有源射频模块以第一频段通信，获取所述车辆扣费信息，并将所述车辆扣费信息发送至所述后台服务器；

所述路侧设备在所述车辆检测器检测到车辆离开所述路侧停车位时，所述路侧设备通过与所述有源射频模块通信核对所述车辆是否离开所述路侧停车位；当核对结果为所述车辆离开所述路侧停车位时，所述路侧设备将所述车辆离开停车位的信息发送至所述后台服务器；

所述后台服务器接收到所述车辆离开停车位的信息时，基于停车时间计算出停车费用，根据所述车辆扣费信息对所述车辆进行收费，并生成收费信息，通过微信或短信将所述收费信息发送给用户；所述停车时间由所述车辆检测器根据检测到的所述车辆进入所述路侧停车位的时间和所述车辆检测器检测到所述车辆离开所述路侧停车位的时间确定。

根据本发明提出的基于多频复合车载单元的自动收费系统包括：多频复合车载单元、路侧设备、车辆检测器、后台服务器；多频复合车载单元包括北斗定位模块、有源射频模块、第一电源模块、etc模块；

北斗定位模块，用于接收北斗卫星信号，通过对北斗卫星信号进行解析，得到车辆的第一定位信息；当车辆在高速上通行时，etc模块激活后与设置在高速收费站出口的路边单元通信，实现高速不停车收费；当车辆停在路侧停车位时，有源射频模块激活，用于路侧停车收费管理场景，在不属于路侧停车收费管理场景时，有源射频模块处于休眠状态，可以节省电量，减低成本，同时延长有源射频模块的使用寿命。有源射频模块，低功耗、精准定位。有源射频模块，用于存储有车辆扣费信息，路侧设备与有源射频模块进行通信，并将将车辆扣费信息传输至后台服务器，建立起自动扣费连接。车辆检测器，用于检测车辆到达所述路侧停车位或离开路侧停车位。车辆占用路侧停车位时，路侧设备与有源射频模块以第一频段通信，第一频段为433mhz，该频段穿透性强，通讯距离远，有利于获取车辆扣费信息，并由路侧设备将车辆扣费信息发送给后台服务器；在车辆驶出停车位时，路侧设备检测车辆离开，路侧设备将车辆离开停车位的信息发送至所述后台服务器；后台服务器接收到车辆离开停车位的信息时，基于停车时间计算出停车费用，根据车辆扣费信息对所述车辆进行收费，并生成收费信息，通过微信或短信将收费信息发送给用户，实现对路侧停车的无人化管理及自动收费，降低人工成本，也节省了司机的时间，提高司机的体验。

根据本发明的一些实施例，所述车辆扣费信息包括车辆电子收费注册登记、停车扣费账户、停车扣费账户与车牌号的匹配绑定关系。

根据本发明的一些实施例，所述路侧设备包括：

射频识别模块，用于与所述有源射频模块进行通信获取所述车辆扣费信息；

第一通讯模块，用于与所述后台服务器通讯连接；

摄像装置，用于拍摄车辆的车牌号或停车位图像信息；

第二控制器，分别与所述射频识别模块、第一通讯模块、摄像装置电连接；

第二电源模块，用于为所述射频识别模块、第一通讯模块、摄像装置、第二控制器提供电源；

所述第二控制器用于：

通过所述射频识别模块获取所述车辆扣费信息，并通过所述第一通讯模块发送至后台服务器；

通过所述摄像装置获取所述车辆的车牌号或停车位图像信息，并通过所述第一通讯模块发送至后台服务器。

根据本发明的一些实施例，所述路侧设备还包括卫星信号接收模块，与所述第二控制器连接；

所述卫星信号接收模块，用于接收卫星信号并解析出所述路侧设备对应的位置信息；

所述第二控制器还用于，接收所述路侧设备对应的位置信息及设备状态信息，并通过所述第一通讯模块发送至后台服务器；

后台服务器，用于接收路侧设备对应的位置信息及设备状态信息并对所述路侧设备进行管理与监控；在确定所述路侧设备出现故障时，下发故障信息至后台人员，以便进行及时维修。

根据本发明的一些实施例，所述车辆检测器包括第二定位模块，用于生成所述车辆检测器的位置信息；

所述路侧设备收集预设区域内车辆检测器发送的位置信息及车辆检测器检测到的车位的占用信息，将所述位置信息及车位的占用信息发送至后台服务器；

后台服务器还用于：

接收路侧设备发送的位置信息及车位的占用信息，生成车位分布图；

接收用户终端发送的查询停车位指令时，将所述车位分布图下发至所述用户终端。

根据本发明的一些实施例，所述第二定位模块与所述北斗定位模块连接，发送生成的位置信息至所述北斗定位模块以提高所述北斗定位模块的定位精度。

根据本发明的一些实施例，所述多频复合车载单元还包括：所述etc模块的第一处理器、所述北斗定位模块的第二处理器、所述有源射频模块的第三处理器；

所述第一处理器分别与所述etc模块和所述第一电源模块电连接，所述第一处理器用于激活所述etc模块；

所述第二处理器分别与所述北斗定位模块和所述第一电源模块电连接，所述第二处理器用于激活所述北斗定位模块；

所述第三处理器分别与所述有源射频模块和所述第一电源模块连接，所述第三处理器用于激活所述有源射频模块。

根据本发明的一些实施例，所述车辆检测器包括：地感线圈、地磁传感器中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述摄像装置，设置在停车位旁，包括：设备本体、ccd摄像头、第三控制器、光照传感器、旋转电机、对比度调节模块、保护罩；所述第三控制器分别与所述ccd摄像头、光照传感器、旋转电机、对比度调节模块连接；其中

所述ccd摄像头，设置在所述设备本体内，用于拍摄车辆的车牌号或停车位图像信息；

光照传感器，设置在所述设备本体外，用于感应所述摄像装置周围光照情况，生成光照强度信号发送至所述第三控制器；

所述保护罩，设置在所述设备本体外，用于保护所述摄像装置；

所述第三控制器用于：

接收所述光照传感器检测的所述光照强度信号，根据所述光照强度信号控制对比度调节模块进行对比度调节；

接收ccd摄像头发送的车牌号或停车位图像信息，判断所述图像信息是否达到预设的图像要求，在未达到预设的图像要求时，控制旋转电机进行旋转，调整拍摄角度。

根据本发明的一些实施例，所述后台服务器将其计算数据信息进行加密，算法如下：

利用秘钥进行加密后数据信息：

其中，d为待加密的初始信息，c为初始信息的属性类型，b为安全参数，f为密文长度，y为编码长度，d为初始信息的id，e为秘钥空间，g为二维logistis映射函数，e为秘钥流，f为初始信息的存储格式，j为encrypt函数。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的基于多频复合车载单元的自动收费系统的框图；

图2是根据本发明一个实施例的路侧设备的框图；

图3是根据本发明又一个实施例的路侧设备的框图；

图4是根据本发明又一个实施例的基于多频复合车载单元的自动收费系统的框图；

图5是根据本发明一个实施例的摄像装置的框图。

附图标记：

多频复合车载单元1、北斗定位模块11、有源射频模块12、第一电源模块13、路边单元14、etc模块15、路侧设备2、射频识别模块21、第一通讯模块22、摄像装置23、设备本体231、ccd摄像头232、第三控制器233、光照传感器234、旋转电机235、对比度调节模块236、保护罩237、第二控制器24、第二电源模块25、卫星信号接收模块26、车辆检测器3、第二定位模块31、后台服务器4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参考图1至图5来描述本发明实施例提出的一种基于多频复合车载单元1的自动收费系统。

图1是根据本发明一个实施例的基于多频复合车载单元1的自动收费系统的框图；如图1所示，本发明实施例提出了一种基于多频复合车载单元1的自动收费系统，包括：

多频复合车载单元1，安装在车辆上；

所述多频复合车载单元1包括：北斗定位模块11、有源射频模块12、第一电源模块13、etc模块15；

所述第一电源模块13为所述北斗定位模块11、有源射频模块12、etc模块15提供电源；

所述北斗定位模块11，用于获取车辆的第一定位信息；

etc模块15，用于车辆高速不停车收费；

有源射频模块12，存储有车辆扣费信息，用于路侧停车收费；

当车辆在高速上通行时，所述etc模块15激活后与设置在高速收费站出口的路边单元14通信，实现高速不停车收费；

当所述车辆停在路侧停车位时，所述有源射频模块12激活后与路侧设备2通信；

路侧设备2，设置在路侧停车位旁，用于与所述有源射频模块12进行通信获取所述车辆扣费信息；

车辆检测器3，设置在路侧停车位上，与所述路侧设备2电连接；用于检测所述车辆到达所述路侧停车位或离开所述路侧停车位；

后台服务器4，与所述路侧设备2通讯连接；

所述路侧设备2通过所述车辆检测器3检测到车辆到达所述路侧停车位时，所述路侧设备2与所述有源射频模块12以第一频段通信，获取所述车辆扣费信息，并将所述车辆扣费信息发送至所述后台服务器4；

所述路侧设备2通过所述车辆检测器3检测到车辆离开所述路侧停车位时，所述路侧设备2通过与所述有源射频模块12通信核对所述车辆是否离开所述路侧停车位；当核对结果为所述车辆离开所述路侧停车位时，所述路侧设备2将所述车辆离开停车位的信息发送至所述后台服务器4；

所述后台服务器4接收到所述车辆离开停车位的信息时，基于停车时间计算出停车费用，根据所述车辆扣费信息对所述车辆进行收费，并生成收费信息，通过微信或短信将所述收费信息发送给用户；所述停车时间由所述车辆检测器3检测到所述车辆进入所述路侧停车位的时间和所述车辆检测器3检测到所述车辆离开所述路侧停车位的时间确定。

上述技术方案的工作原理及有益效果：基于多频复合车载单元1的自动收费系统包括：多频复合车载单元1、路侧设备2、车辆检测器3、后台服务器4；多频复合车载单元1包括北斗定位模块11、有源射频模块12、第一电源模块13、etc模块15；

北斗定位模块11，用于接收北斗卫星信号，通过对北斗卫星信号进行解析，得到车辆的第一定位信息；当车辆在高速上通行时，etc模块15激活后与设置在高速收费站出口的路边单元14通信，实现高速不停车收费；当车辆停在路侧停车位时，有源射频模块12激活，用于路侧停车收费管理场景，在不属于路侧停车收费管理场景时，有源射频模块12处于休眠状态，可以节省电量，减低成本，同时延长有源射频模块12的使用寿命。有源射频模块12，低功耗、精准定位。有源射频模块12，用于存储有车辆扣费信息，路侧设备2与有源射频模块12进行通信，并将将车辆扣费信息传输至后台服务器4，建立起自动扣费连接。车辆检测器3，用于检测车辆到达所述路侧停车位或离开路侧停车位。车辆占用路侧停车位时，路侧设备2与有源射频模块12以第一频段通信，第一频段为433mhz，该频段穿透性强，通讯距离远，有利于获取车辆扣费信息，并由路侧设备2将车辆扣费信息发送给后台服务器4；在车辆驶出停车位时，路侧设备2检测车辆离开，路侧设备2将车辆离开停车位的信息发送至所述后台服务器4；后台服务器4接收到车辆离开停车位的信息时，基于停车时间计算出停车费用，根据车辆扣费信息对所述车辆进行收费，并生成收费信息，通过微信或短信将收费信息发送给用户，实现对路侧停车的无人化管理及自动收费，降低人工成本，也节省了司机的时间，提高司机的体验。

根据本发明的一些实施例，所述车辆扣费信息包括车辆电子收费注册登记、停车扣费账户、停车扣费账户与车牌号的匹配绑定关系。

上述技术方案的有益效果及工作原理：车辆的多频复合车载单元1与后台服务器4进行匹配绑定，多频复合车载单元1与停车扣费账户进行绑定，在对路车停车产生的费用时，从停车扣费账户扣除相关的费用，实现自动收费，方便快捷。

图2是根据本发明一个实施例的路侧设备的框图；如图2所示，所述路侧设备2包括：

射频识别模块21，用于与所述有源射频模块12进行通信获取所述车辆扣费信息；

第一通讯模块22，用于与所述后台服务器4通讯连接；

摄像装置23，用于拍摄车辆的车牌号或停车位图像信息；

第二控制器24，分别与所述射频识别模块21、第一通讯模块22、摄像装置23电连接；

第二电源模块25，用于为所述射频识别模块21、第一通讯模块22、摄像装置23、第二控制器24提供电源；

所述第二控制器24用于：

通过所述射频识别模块21获取所述车辆扣费信息，并通过所述第一通讯模块22发送至后台服务器4；

通过所述摄像装置23获取所述车辆的车牌号或停车位图像信息，并通过所述第一通讯模块22发送至后台服务器4。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第二控制器24通过射频识别模块21获取车辆扣费信息，并通过第一通讯模块22发送至后台服务器4，后台服务器4接收车辆扣费信息，建立自动扣费连接。第二控制器24还用于通过摄像装置23获取车辆的车牌号或停车位图像信息，并通过第一通讯模块22发送至后台服务器4，后台服务器4接收车辆的车牌号或停车位图像信息，使信息采集多样化，最优化；可以确认车辆驶入停车位、驶出停车位、及占用停车位时间等信息，可以与路侧设备2发送的车辆检测器3检测的相关信息进行相互校准，提高对车辆扣费的准确性，避免产生对车辆误扣，或者扣错费用等情形的产生，提高了车主的体验。

图3是根据本发明又一个实施例的路侧设备的框图；如图3所示，所述路侧设备2还包括卫星信号接收模块26，与所述第二控制器24连接；

所述卫星信号接收模块26，用于接收卫星信号并解析出所述路侧设备2对应的位置信息；

所述第二控制器24还用于，接收所述路侧设备2对应的位置信息及设备状态信息，并通过所述第一通讯模块22发送至后台服务器4；

后台服务器4，用于接收路侧设备2对应的位置信息及设备状态信息并对所述路侧设备2进行管理与监控；在确定所述路侧设备2出现故障时，下发故障信息至后台人员，以便进行及时维修。

上述技术方案的工作原理及有益效果：路侧设备2还包括卫星信号接收模块26，实现对路侧设备2的定位，通过第一通讯模块22将路侧设备2对应的位置信息及设备状态信息发送至后台服务器4，方便后台人员对路侧设备2进行管理与监控，降低成本，提高监控效率。同时在后台服务器4确定路侧设备2出现故障时，下发故障信息至后台人员，以便进行及时维修，降低损失，提高自动收费系统的稳定性。设备状态信息包括设备的型号、使用时长、维修记录等信息。

图4是根据本发明又一个实施例的基于多频复合车载单元的自动收费系统的框图；如图4所示，所述车辆检测器3包括第二定位模块31，用于生成所述车辆检测器3的位置信息；

所述路侧设备2收集预设区域内车辆检测器3发送的位置信息及车辆检测器3检测到的车位的占用信息，将所述位置信息及车位的占用信息发送至后台服务器4；

后台服务器4还用于：

接收路侧设备2发送的位置信息及车位的占用信息，生成车位分布图；

接收用户终端发送的查询停车位指令时，将所述车位分布图下发至所述用户终端。

上述技术方案的工作原理及有益效果：后台服务器4接收路侧设备2发送的位置信息及车位的占用信息，生成车位分布图；可以在接收到用户终端发送的查询停车位指令，将车位分布图下发至用户终端，是车主能一目了然的发现可用停车位的信息，根据车位分布图进行导航，找到空闲的停车位，避免了用户找停车位困难的问题，节省了时间，降低了成本，提高了用户的体验。

根据本发明的一些实施例，所述第二定位模块31与所述北斗定位模块11连接，发送生成的位置信息至所述北斗定位模块11以提高所述北斗定位模块11的定位精度。

上述技术方案的工作原理及有益效果：车辆检测器3中的第二定位模块31生成车辆检测器3的位置信息，车辆检测器3设置在停车位上，在车辆驶入停车位上时，生成车辆的第一定位信息，根据位置信息及第一定位信息可以进行相互校准，提高所述北斗定位模块11的定位精度。

根据本发明的一些实施例，所述多频复合车载单元1还包括：所述etc模块15的第一处理器、所述北斗定位模块11的第二处理器、所述有源射频模块12的第三处理器；

所述第一处理器分别与所述etc模块15和所述第一电源模块13电连接，所述第一处理器用于激活所述etc模块15；

所述第二处理器分别与所述北斗定位模块11和所述第一电源模块13电连接，所述第二处理器用于激活所述北斗定位模块11；

所述第三处理器分别与所述有源射频模块12和所述第一电源模块13连接，所述第三处理器用于激活所述有源射频模块12。

上述技术方案的工作原理及有益效果：北斗定位模块11，用于接收北斗卫星信号，通过对北斗卫星信号进行解析，得到车辆的第一定位信息；在确定车辆处于etc车道时，应用于高速通行不停车自动收费的场景，第一处理器控制etc模块15处于激活状态，第三处理器控制有源射频模块12处于休眠状态，可以节省电量，减低成本，同时延长有源射频模块12的使用寿命。etc模块15应用中使用第二频段进行通信，第二频段为5.8ghz实现通信，该频段抗干扰能力强，提高信息收发的准确性。多频复合车载单元1避免了在车辆前窗上安装多个标识，不会因标识太多而阻挡司机的视线，提高了车辆的安全性，实现多频及统一电源管理，满足国家对车载单元的标准。

根据本发明的一些实施例，所述车辆检测器3包括：地感线圈、地磁传感器中的至少一种。

地感线圈是当有大的金属物如汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化有金属物体时振荡频率升高，这个变化就作为汽车经过“地感线圈”的证实信号，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。

地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的传感器与常用的地磁线圈又称地感线圈检测器相比，具有安装尺寸小、灵敏度高、施工量小、使用寿命长。

图5是根据本发明一个实施例的摄像装置的框图；如图5所示，所述摄像装置23，设置在停车位旁，包括：设备本体231、ccd摄像头232、第三控制器233、光照传感器234、旋转电机235、对比度调节模块236、保护罩237；所述控制器分别与所述ccd摄像头232、光照传感器234、旋转电机235、对比度调节模块236连接；其中

所述ccd摄像头232，设置在所述设备本体231内，用于拍摄车辆的车牌号或停车位图像信息；

光照传感器234，设置在所述设备本体231外，用于感应所述摄像装置23周围光照情况，生成光照强度信号发送至所述第三控制器233；

所述保护罩237，设置在所述设备本体231外，用于保护所述摄像装置23；

所述第三控制器233用于：

接收所述光照传感器234检测的所述光照强度信号，根据所述光照强度信号控制对比度调节模块236进行对比度调节；

接收ccd摄像头232发送的车牌号或停车位图像信息，判断所述图像信息是否达到预设的图像要求，在未达到预设的图像要求时，控制旋转电机235进行旋转，调整拍摄角度。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过光照传感器234检测得到环境感应信号，根据环境感应信号，判断摄像装置23周围的环境是否达到预设的对比度阈值要求，在未达到达到预设的对比度阈值要求时，控制对比度调节模块236进行对比度调节使其满足预设的对比度阈值要求，使拍摄出的图像信息清晰度高，易于处理。在ccd摄像头232拍摄的车牌号或停车位图像未达到预设的图像要求时，预设的图像要求可以是保证拍摄到清晰的车牌号或者能确认车辆占用该车位，在未达到预设的图像要求时，控制旋转电机235进行旋转，调整拍摄角度，使摄像装置23可以进行全方位的拍摄，满足预设的图像要求。

根据本发明的一些实施例，所述后台服务器将其计算数据信息进行加密，算法如下：

利用秘钥进行加密后数据信息：

其中，d为待加密的初始信息，c为初始信息的属性类型，b为安全参数，f为密文长度，y为编码长度，d为初始信息的id，e为秘钥空间，g为二维logistis映射函数，e为秘钥流，f为初始信息的存储格式，j为encrypt函数。

上述技术方案的有益效果：将在服务器中计算的数据信息进行加密后存储在服务器中，保证数据信息不会丢失，提高安全性，同时对数据信息加密后存储，能保护用户的私人信息不会泄露，提高用户体验。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。