专利名称：一种用于多义性路径识别的路侧基站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频识别技术领域，特别涉及一种具有无线路径标识功能的路侧基站(RSU)。 承狡不多义性路径识别是高速公路联网收费中遇到的一个难题，目前相关企业 也提出了各种解决方案，其中包括运用射频识别(RFID)技术的无线路径自 动标识方案。无线路径自动标识系统是解决多义性路径识别问题的有效手段之一，系 统由路侧基站、车道读卡器、车载单元装置组成。在路网内不同路段设置一 种无线通信装置(路侧基站)，该装置能连续播发所在路径的识别码；在路 网入口处，收费员通过车道读卡器把入口信息写入车载单元装置，随后把车 载单元装置交给司机；当车辆在道路上行驶时，车内的车载单元装置能够接 收到路侧基站发送的路径识别码，并保存在非易失性存储体中；车辆到达目 的地(路网出口)时，司机把车载单元装置交回给收费员，收费员通过车道 读卡器把车载单元装置保存的所有路径信息录入到收费系统中；这些路径信 息是精确拆分帐的依据。专业词汇解释-多义性路径从路网的一个确定的入口到达一个确定的出口，可能存在 多条不同的路径，即多义性路径。路侧基站(RSU): —种无线通信基站，负责广播所在路段的路径信息以及与经过的车载单元装置通信，通常放置在路边或路面正上方一定高度的 龙门架上。车道读卡器(ODU):与车载单元装置通信，完成数据交互，通常在计 算机的控制下工作， 一般放置在路网的入口或出口处。车载单元装置以无线方式与路侧基站RSU通信，记录车辆行使的路径信息，并通过车道读卡器ODU把数据传送到数据中心。但是，路侧基站作为多义性路径识别系统的关键设备之一，目前的方案主要采用(1)基站立于路侧，持续广播路径标识信号；(2)功能单一，不 具备唤醒信号发送和远程集中管理等功能。发明内容本实用新型的目的在于为多义性路径识别系统提供一种有效的、可靠的 路侧基站。本实用新型所采用的技术方案 一种用于多义性路径识别的路侧基站， 包括唤醒基站和通信基站，所述唤醒基站持续发送唤醒信号，用于唤醒进入 唤醒区域的车载单元装置，使车载单元装置与通信基站建立通信连接；所述 通信基站持续广播路径信息，与被唤醒的车载单元装置进行数据交互，将路 径信息保存在车载单元装置内。上述唤醒基站和通信基站相互独立安装。所述通信基站的信号范围覆盖 唤醒基站的唤醒区域。上述唤醒基站包括射频天线、功放、射频模块、微处理器和远程控制模 块，其射频天线通过功放与射频模块连接，微处理器分别与远程控制模块及 射频模块连接。所述唤醒基站还包括电源模块和防雷模块，电源模块分别与
功放、射频模块、微处理器和远程控制模块连接。上述通信基站包括射频天线、功放、射频模块、微处理器、远程控制模 块和安全模块，其射频天线通过功放与射频模块连接，微处理器分别与远程 控制模块、射频模块及安全模块连接。所述通信基站还包括电源模块和防雷 模块，电源模块分别与功放、射频模块、微处理器、远程控制模块和安全模 块连接。上述通信基站的安全模块采用密钥算法对通信数据进行加密和解密处理。上述唤醒基站和通信基站的电源模块以市电作为主要电源，可采用太阳 能电池作备用电源。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果(1) 采用了唤醒基站与通信基站配合工作的方式，唤醒区域较小，确 保车载单元装置在进入路径标识区域后才被唤醒，节省了车载单元装置的能耗，并且由于唤醒时间极短，能保证车载单元装置在车辆高速(最大车速 >200kni/h)通过情形下仍然能够可靠识别与通信；通信基站覆盖区域较大，能确保车载单元装置被唤醒后有足够的时间和机会接收路径标识信息及与 通信基站进行数据交互。(2) 采用了通过移动运营商提供的无线网络进行集中管理的远程控制方式，有利于管理中心对路网内所有的路侧基站进行统一的管理和监控。(3) 釆用了安全模块，对通信数据进行加密，确保了通信安全可靠。(4) 采用了太阳能电池作为备用电源，使路侧基站在市电供应出现异 常时能继续工作，保证了收费系统的正常运行，提高了系统的可靠性。(5) 双向通信，可同时识别多个车载单元装置并与之进行数据交互。(6) 防雷设计，安全可靠，适合高速公路外场全天候使用。附闺说明
图1为本实用新型路侧基站的电路方框图；图2为本实用新型路侧基站的工程实施示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型 的实施方式不仅限于此。如图1所示，本装置包括唤醒基站10和通信基站20两个部分唤醒基 站10由射频天线15、功放14、射频模块13、微处理器12、远程控制模块 11，以及电源16和防雷模块17组成；其中，射频天线15与功放14连接， 功放14与射频模块13连接，微处理器12分别与远程控制模块11及射频模 块13连接，电源16分别与功放14、射频模块13、微处理器12、远程控制 模块11连接。通信基站20由射频天线25、功放24、射频模块23、微处理 器22、远程控制模块21、安全模块26，以及电源27和防雷模块28组成； 其中射频天线25与功放24连接，功放24与射频模块23连接，微处理器 22分别与远程控制模块21 、射频模块23及安全模块26连接，电源27分别 与功放24、射频模块23、微处理器22、远程控制模块21、安全模块26连 接。唤醒基站10和通信基站20的远程控制模块11、 21釆用移动运营商的 无线网络与管理中心通信，采用集中管理的远程控制方式，管理中心可对全
路网的路侧射频天线进行管理和监控，实现远程的开关控制、功率设置、参 数设置、状态査询、软件升级、上传与车载单元装置的交互信息等功能。所述微处理器12、 22为高速高性能单片机或其它中央处理器，具有很强的运 算和处理能力。所述射频模块13、 23由射频芯片及相应的外围电路相互连 接组成，完成射频信号的收发。所述功放14、 24为高增益、低噪声功率放 大模块，用于对射频模块的输出信号和天线的输入信号进行放大。所述射频 天线15、 25为髙增益天线，作为优选，可采用定向天线；天线在形式上可 采用八木天线、螺旋天线、微带阵列天线等。通信基站20的安全模块26为 基于3DES、 RSA等密钥算法的安全控制模块，用于对通信数据进行加密和 解密处理；其物理存在形式为PSAM卡、ESAM芯片等。所述电源模块16、 27为高稳定度、高精度、高效率开关电源，以市电作为主要电源，作为优选， 可采用太阳能电池作备用电源。所述防雷模块17、 28为与基站一体化的防 雷装置，有效防止由电源、射频天线等引入的雷击损坏基站，作为优选，施 工中应装避雷针。上述唤醒基站10和通信基站20在逻辑上是相互独立的，在物理存在形 式上则既可以相互独立，也可以共用部分功能模块(如电源模块等)。唤醒 基站10可采用433MHz、 915MHz、 2.4GHz、 5.8GHz等ISM频段，调制方 式可为ASK、 FSK等，通信速率可设置，覆盖范围为沿车辆行驶方向的一 段区域，长度在O到数十米间，可根据实际需要进行调节，专用于唤醒进入 通信区域的车载单元装置。通信基站20可采用433MHz、 915MHz、 2.4GHz、 5.8GHz等ISM频段，调制方式可为FSK、 ASK等，通信速率可设置，覆盖 范围为长度为0到数百米间(沿车辆行驶方向)，宽度覆盖整个路面，并
可根据实际需要进行调节，用来广播高速公路的路径信息，以及与被唤醒的车载单元装置进行数据交互。通信基站20的信号范围覆盖唤醒基站10的唤 醒区域。如图2所示，本实用新型所述路侧基站在工程实施中，唤醒基站10和 通信基站20可采用龙门架或立杆的方式安装。唤醒基站IO持续发送唤醒信 号，用于唤醒随车辆进入唤醒区域的车载单元装置30，使车载单元装置30 与通信基站20建立通信连接；所述通信基站20持续广播路径信息，与被唤 醒的车载单元装置30进行数据交互，并将路径信息保存在车载单元装置30 内。本实用新型采用唤醒基站10与通信基站20配合使用的方式，使得车载 的车载单元装置30只有在进入通信区域后才被唤醒，在极短时间内完成数 据交互后转入休眠状态，能耗大大降低；同时由于通信基站的通信区域大， 使得系统允许的最高车速》200km/h。本实用新型所述路侧基站的工作模式和功能如下(1) 管理中心通过无线网络对唤醒基站10和通信基站20进行参数设置；(2) 管理中心通过无线网络打开唤醒基站10和通信基站20;(3) 唤醒基站10持续发送唤醒信号，通信基站20持续广播路径信息数据， 并等待与被唤醒的车载单元装置30进行数据交互，通信基站20的信号范围 覆盖唤醒基站10的唤醒区域；(4) 当车载单元装置30随车辆进入唤醒基站10的唤醒区域时，将被唤醒 信号唤醒，然后开始接收通信基站20广播的路径信息，并与之进行数据交(5) 当有多个车载单元装置同时处在路侧基站的信号覆盖范围内时，路侧
基站通过一定的防碰撞算法识别所有车载单元装置并与之完成数据交互。如上所述，即可较好地实现本实用新型。尽管所述实例已经表示和描述 了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制，本领域的技术人 员应该明白，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的前提 下，可在其形式上和细节上作出各种变化，所附的权利要求书覆盖了本实用 新型精神和范围内的所有这些改变和修改。
权利要求1.一种用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于，包括唤醒基站(10)和通信基站(20)，所述唤醒基站(10)持续发送唤醒信号，用于唤醒进入唤醒区域的车载单元装置，使车载单元装置与通信基站(20)建立通信连接；所述通信基站(20)持续广播路径信息，与被唤醒的车载单元装置进行数据交互，将路径信息保存在车载单元装置内。
2. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述唤醒基站(10)和通信基站(20)相互独立安装。
3. 根据权利要求2所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述通信基站(20)的信号范围覆盖唤醒基站(10)的唤醒区域。
4. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述唤醒基站(10)包括射频天线(15)、功放(14)、射频模块(13)、 微处理器(12)和远程控制模块(11)，其射频天线(15)通过功放(14) 与射频模块(13)连接，微处理器(12)分别与远程控制模块(11)及 射频模块(13)连接。
5. 根据权利要求4所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述唤醒基站(10)还包括电源模块(16)和防雷模块(17)，电源模块(16)分别与功放(14)、射频模块(13)、微处理器(12)和远程控制 模块(11)连接。
6. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述通信基站(20)包括射频天线(25)、功放(24)、射频模块(23)、 微处理器(22)、远程控制模块(21)和安全模块(26)，其射频天线(25) 通过功放(24)与射频模块(23)连接，微处理器(22)分别与远程控 制模块(21)、射频模块(23)及安全模块(26)连接。
7. 根据权利要求6所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述通信基站(20)还包括电源模块(27)和防雷模块(28)，电源模块(27)分别与功放(24)、射频模块(23)、微处理器(22)、远程控制模 块(21)和安全模块(26)连接。
8. 根据权利要求6所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在于， 所述安全模块(26)采用密钥算法对通信数据进行加密和解密处理。
9. 根据权利要求5或7所述的用于多义性路径识别的路侧基站，其特征在 于，所述电源模块(16、 27)以市电作为主要电源，可采用太阳能电池 作备用电源。
专利摘要本实用新型公开了一种用于多义性路径识别的路侧基站，包括唤醒基站和通信基站，所述唤醒基站持续发送唤醒信号，用于唤醒进入唤醒区域的车载单元装置，使车载单元装置与通信基站建立通信连接；所述通信基站持续广播路径信息，与被唤醒的车载单元装置进行数据交互，将路径信息保存在车载单元装置内。本实用新型通过采用唤醒基站与通信基站配合使用的方式，使得车载的车载单元装置只有在进入通信区域后才被唤醒，同时在极短时间内完成数据交互，能耗大大降低；同时由于通信区域大，其允许的最高车速≥200km/h；通过采用安全模块加密通信数据的方式实现了安全通信。具有通车速度高、安全可靠、维护方便等特点。
文档编号H04W76/02GK201054714SQ20072005281
公开日2008年4月30日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者李兴锐, 成 杨, 罗瑞发, 勇 钟 申请人:深圳市金溢科技有限公司