专利名称：一种调测装置及调测路侧基站的方法
技术领域：
本发明涉及射频识别技术领域，更具体的说，是涉及一种用于多义性路径识别系 统中的路侧基站的调测的便携式调测装置及方法。
背景技术：
对于进行联网收费的高速公路网来说，两点之间往往有多条行驶路径可选，造成 了高速公路收费运营中的一个难题，就是车辆行驶路径的识别。在联网收费环境下，尤其是 在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费的 问题，同时还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位的问题，通行费的拆分直接关系 到各条高速公路的合法利益，是联网收费的关键。多义性路径识别系统就是在这个背景之下产生的。该系统由路侧基站、车道读卡 器、车载单元组成。路侧基站是一种无线通讯装置，布设在路网内的每个路段上。路侧基站 按功能分为两类，一类是唤醒基站，发送唤醒信号，唤醒覆盖范围内的车载单元；一类是通 讯基站，连续广播所在路段的标识码。车载单元接收通讯基站广播的路段标识码，并存储在 非易失性存储器内。车道读卡器在入口车道把入口信息写入车载单元，在出口车道读出车 载单元存储的路段标识码，完成扣费。以上是多义性路径识别系统的基本组成，路侧基站是其重要组成部分。路侧基站 安装完成后，需要对其进行调试，首先要确保其各组成单元能够正常运转，能够实现预定功 能，更进一步，要对其功率覆盖范围进行精确设定，使在该路段上工作的车载单元都能收到 路段标识码，而又避免在相邻路段上工作的车载单元产生误标现象。路侧基站的功能点较多，调试工作复杂，且路侧基站是安装在5米高的龙门架上， 使路侧基站的调试更加困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为多义性路径识别系统中的路侧基站的调测提供 一种有效、可靠及易用的便携式调测装置及利用该调测装置调测路侧基站的方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调测装置，用于调试多义性路径识别 系统中的路侧基站，包括微处理器、存储模块、显示模块、按键模块和射频模块，所述微处 理器通过信号线与其它模块相连，用于控制其它模块的操作，所述射频模块通过匹配电路 与射频收发天线相连，其中，所述存储模块，用于存储调试程序；所述按键模块，用于向所述微处理器输入控制命令；
所述微处理器，用于接收到所述控制命令后执行相应的调试程序，并向所述射频 模块发送调试指令；用于对所述射频模块发来的操作结果进行分析，将分析结果发送给所 述显示模块；所述射频模块，用于将接收的调试指令转化为射频信号，将所述射频信号发送给所述射频收发天线；用于将所述射频收发天线发来的操作结果发送给所述微处理器；所述射频收发天线，用于将所述射频信号发送给路侧基站；用于接收路侧基站根 据所述射频信号执行相应的操作后返回的操作结果，将所述操作结果发送给所述射频模 块；所述显示模块，用于显示所述分析结果。进一步地，上述调测装置具有下面特点还包括加解密模块，所述加解密模块通过 信号线与所述微处理器相连，所述微处理器，还用于将所述调试指令发送给所述加解密模块；所述加解密模块，用于对接收到的调试指令进行加密，然后将加密后的调试指令 返回给所述微处理器。进一步地，上述调测装置具有下面特点还包括加解密模块，所述加解密模块通过 信号线与所述微处理器相连，所述微处理器，还用于将所述射频模块发来的操作结果发送给所述加解密模块；所述加解密模块，用于对所述操作结果进行解密，然后将解密后的操作结果返回 给所述微处理器。进一步地，上述调测装置具有下面特点还包括声光指示模块，所述声光指示模块 通过信号线与所述微处理器相连，
所述微处理器还将分析结果发送给所述声光指示模块；所述声光指示模块通过声音或者指示灯指示所述分析结果。进一步地，上述调测装置具有下面特点还包括上位机通信模块，所述上位机通信模块通过信号线与所述微处理器相连，用于与外界计算机进行数 据通信。进一步地，上述调测装置具有下面特点所述射频模块包括放大器，用于对所述射 频模块发送的射频信号或接收到的操作结果进行放大。进一步地，上述调测装置具有下面特点所述射频收发天线收发信号的频率与所 述路侧基站收发信号的频率相同。进一步地，上述调测装置具有下面特点所述射频收发天线收发信号的频率为 433MHz、840MHz、915MHz、2. 4GHz 或 5. 8GHz。本发明还提供一种调测路侧基站的方法，利用上述的调测装置对多义性路径识别 系统中的路侧基站进行调测，包括所述调测装置向所述路侧基站发送调试指令；所述路侧基站接受到所述调试指令后，根据所述调试指令的要求执行相应的操 作，并将操作结果返回给所述调测装置；所述调测装置对接收到的所述操作结果进行分析，并将分析结果显示出来。进一步地，上述方法具有下面特点还包括所述调测装置向所述路侧基站发送调试指令之前对所述调试指令进行加密；所述调测装置对接收到的所述操作结果进行分析之前对所述操作结果进行解密。综上，本发明提供的调测装置及利用该调测装置调测路侧基站的方法，与现有技 术相比较，具有如下优点(1)采用了数码管/液晶显示模块和声光电指示模块，直观的显示调试状态和调测结果，方便了安装调试人员的使用；(2)可以采用多种频率的天线和射 频模块，方便调试人员对多种频率的路侧基站进行调测；(3)可以精确的标识路侧基站的 信号覆盖范围；(4)可以在较远距离上对路侧基站进行调测，免去调试人员攀爬龙门架之 苦；(5)可以采用外接适配器供电，也可以采用干电池供电，方便野外施工调测使用；(6)可 以随时对调测程序进行更新升级。
图1是根据本发明实施例的调测装置的示意图；图2为根据本发明实施例的调测路侧基站的方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。图1是根据本发明实施例的调测装置的示意图，如图1所示，本实施例的调测装置包括微处理器107、存储模块102、加解密模块109、显示模块103、声光指示模块104、按键 模块108、上位机通信模块101、射频模块106、射频收发天线105、电源管理模块110和电源 111。微处理器107为具有较强运算处理能力且功耗极低的高性能单片机，路侧基站的 调测工作大多在野外进行，采用低功耗单片机才能保证在电池供电的情况下具有较长的使 用时间。微处理器107是本实施例的调测装置的主控单元，完成测试程序的执行、协议的处 理以及与其它模块的通信，微处理器107模块通过信号线与其它模块相连。在调测过程中，微处理器107用于基于接收到按键模块108输入的控制命令或调 试命令后执行相应的调试程序，并向射频模块106发送调试指令；用于对接收到的射频模 块106发来的路侧基站的操作结果进行分析，将分析结果发送给显示模块103和声光指示 模块104。存储模块102为非易失性存储介质，可以选择独立的存储芯片，例如FLASH、 EEPROM等，也可以利用单片机内部集成的非易失性存储单元，要综合考虑所需存储空间大 小与器件成本及电路面积的要求；存储模块102用于存储调试程序或保存调试数据。加解密模块109用于实现数据的安全传输，支持软件加密和硬件加密两种加密形 式，也可以同时采用软件加密和硬件加密，以增强数据的安全性。软件加密指通过RSA、3DES 等加密算法对路段标识码等敏感信息进行加解密，硬件加密指通过PSAM卡和ESAM芯片，对 敏感数据进行加解密。调测装置同时支持多个PSAM卡和ESAM芯片，以支持复杂的应用环 境。加解密模块109通过信号线与微处理器107相连。显示模块103用来显示调试状态和调测结果，可以是数码管阵列，也可以采用液 晶模块，显示的内容可以是数字，也可以是汉字或英文字母。汉字、英文字母和数字的组合 用来指示调测装置的运行状态，正在进行的调测项，路侧基站响应调测指令的情况、返回的 状态码、错误码等。由于调测装置大多在野外进行，要求显示模块103在较强阳光下也可以 清晰显示。显示模块103通过信号线与微处理器模块相连。声光指示模块104，其作用与显示模块103类似，用来指示调测装置的运行状态和 调测结果，或是外界计算机(或称为上位计算机)命令的执行结果，更为直观。声光指示模块104通过信号线与微处理器107相连。上位机通信模块101采用RS232、RS485、RS422、USB、以太网等接口与上位计算机 相连进行数据交换，通过信号线与微处理器107相连，用于更新调测装置的程序或将调测 数据上传至上位计算机。按键模块108由若干按键组成，按键模块108通过信号线连接到微处理器107，用 于输入控制命令或调试命令，这些命令采用编码的方式输入。射频模块106，用于将接收到的微处理器107发来的调试指令转化为射频信号，将 该射频信号发送给射频收发天线105 ；用于将射频收发天线105发来的操作结果发送给微 处理器107。射频模块106可以包括射频收发链路和放大器，射频收发链路实现射频信号的 收发；放大器对发射的信号和接收的信号进行放大，以增大发射功率和提高接收灵敏度，如 果调测最远距离在300米以内时，可以考虑不加放大器，以降低成本。射频收发链路可以参 用分离器件搭建，也可以采用集成射频收发芯片，无论采用哪种方式，都要保证具有较高的 接收灵敏度、较大的发射功率和较低的功耗。具有较高的接收灵敏度可以保证精确地确定 路侧基站的信号覆盖范围；具有较大的发射功率可以保证在较大距离范围上与路侧基站进 行可靠的通信，以保证调测工作的正常进行；较低的功耗可以保证调测单元在野外具有较 长的工作时间。射频收发链路包含天线匹配电路，由电感和电容组成。射频模块106电路 可以布在调测装置的主板上，也可以以子卡的方式通过连接器插在调测装置的主板上，采 用子卡的好处是可以方便地更换为支持433MHz，或840MHz，或915MHz，或2. 4GHz，或5. 8GHz 的射频模块，以支持采用相应频率的路侧基站的调测，射频模块106损坏时，也可以方便的 更换一个新的射频模块继续进行调测工作。射频模块106通过SPI (krial Peripheral Interface,串行外围接口 )、RS232、I2C等通讯接口与微处理器107相连。射频收发天线105用于发射或接收射频信号，以实现与路侧基站的通讯，可以采 用外置独立天线，也可以采用板级微带天线。外置独立天线可以很方便的在市场上找到，可 以获得较高的增益，可以方便的更换为不同频率的天线以配合采用不同频率的射频模块。 板级微带天线一般较难获得较高增益，但成本很低。外置独立天线经过专用射频接头及匹 配电路与射频模块106相连，板级微带天线经过天线匹配电路与射频模块106相连。射频 收发天线105发射或接收的射频信号的频率与路侧基站发射或接收的频率相同，该频率可 以采用433MHz，或840MHz，或915MHz，或2. 4GHz，或5. 8GHz。射频收发天线105通过匹配电 路与射频模块106相连。电源管理模块110是一块专用电路，对供给调测单元的电源进行处理，为调测装 置提供稳定可靠的直流电源。实现充电管理的功能，可以用外接适配器对调测单元上安装 的充电电池进行充电。电源111为调测装置供电，可以采用外接适配器，也可以采用干电池或充电电池 供电。所用干电池或充电电池要求具有较大容量，以满足较长时间野外作业的要求。本实施例的调测装置的基本工作原理为(1)通过按键模块108的按键输入控制命令或调试命令对应的代码，选择要进行 的调测项；(2)微处理器107根据按键输入的控制命令或调试命令信息执行相应的调试程 序；
(3)调测装置根据调试程序的控制向路侧基站发送调试指令，其中，微处理器107 将调试指令经加解密模块109加密后发送到射频模块106，射频模块106把调试指令转化为 射频信 号，射频信号通过匹配电路经射频收发天线105发射出来；(4)路侧基站收到该射频信号后识别出调试指令，根据调试指令的要求进行相应 的操作，并向调测装置返回操作结果；(5)调测装置的射频模块106通过射频收发天线105和匹配电路接收到路侧基站 返回的操作结果，然后将该操作结果传送给微处理器107，微处理器107通过加解密模块 109对收到的操作结果进行解密，然后对解密后的操作结果进行分析，把分析结果通过显示 模块103或声光指示模块104显示出来告知调测人员。本实施例的调测装置有两种工作模式联机工作模式和脱机工作模式。联机工作 模式需要通过上位机通信模块101与上位计算机相连，调测装置在上位计算机的控制下完 成相关调试工作；脱机工作模式无需与上位计算机相连，使用事先下载到调测装置内的程 序完成调试工作。调测装置大部分时间工作在脱机工作模式下，以下介绍调测装置工作原 理时也以脱机工作模式为例。下面详细介绍利用上述的调测装置对多义性路径识别系统中的路侧基站进行调 试的过程。图2为根据本发明实施例的调测路侧基站的方法的流程图，如图2所示，本实施例 的调测路侧基站的方法包括下面步骤S201、将路侧基站切换到调测模式；路侧基站安装完成后，调测装置向路侧基站发送调试指令，路侧基站接收到该调 试指令后将工作模式切换到调测模式，即可开始调测。路侧基站功能复杂，需要调试的功能 超过20项，以下以覆盖范围的调测为例介绍调测原理，调试其他功能时与此类似。S202、选择确定要进行调测的项目，设置调测参数；例如，调测装置通过射频模块106和射频收发天线105向路侧基站发送“功率设 定”指令，路侧基站接收到“功率设定”指令后把功率设定为某一档，例如4档；接着，调测装 置向路侧基站发送“发射时间设定”指令，路侧基站接收到“发射时间设定”指令后设置射 频发射时间；接着，调测装置向路侧基站发送“路段标识码设定”指令，路侧基站接收到“路 段标识码设定”指令后设置该路段的标识码；然后，调测装置向路侧基站发送“发射”指令， 路侧基站收到“发射”指令后开始以设定的功率广播该路段的标识码。S203、开始调测，路侧基站接受参数设置后按照调测装置发来的调试指令的要求 进行相关的操作，并将操作结果返回给调测装置；调测装置接收到外部触发的切换工作状态信息后将工作状态切换到接收状态；接 着，调测装置接收到路侧基站发射的路段标识码，将该路段标识码送往加解密模块109进 行解密，在显示模块103(例如，数码管或液晶屏)上显示出正确接收到路段标识码(解密 正确)的次数、接收率信息等，而且正确接收到一次路段标识码，声光指示模块104中的指 示灯会闪一下。使调测装置沿高速公路向背离路侧基站的方向移动，直至调测装置不能流畅地接 收到路侧基站广播出的路段标识码为止，也即调测装置接收路段标识码的接收率小于预定 阈值，此时此点距离路侧基站的距离即为路侧基站在此方向的最远覆盖距离。按照上面方法可以测量出在另一方向路侧基站的最远覆盖距离。如果感觉最远覆盖距离过近，则应增大路侧基站的发射功率，返回步骤S202 ；如 果感觉最远覆盖距离过远，则应调小路侧基站的发射功率，返回步骤S202。如果该路侧基站附近有其他路段，可以用调测装置测试在相邻路段上是否会接收 到该路侧基站广播的路段标识码，如果可以接收到，则需降低该路侧基站的发射功率，返回 步骤S202，直至在相邻路段上接收不到该路侧基站广播的路段标识码为止。S204、调测装置对路侧基站返回的操作结果进行分析，若分析结果满足要求，则确 定所述参数为该路侧基站的工作参数；通过如上多次测试确定了路侧基站的发射功率后，调测装置向路侧基站发送“参 数确定”指令，路侧基站接收到“参数确定”指令后把上述最后调试的发射功率参数保存在 非易失性存储器中，结束该参数的调试。调测装置通过步骤S202至步骤S204对路侧基站需要的工作参数进行调测，最终 确定路侧基站需要的工作参数。S205、调测完成后，路侧基站以调测确定的参数进行工作；待所有待调测参数确定后，调测装置向路侧基站发送工作指令，路侧基站接收到 指令后切换到正常工作状态，然后路侧基站按照调试确定的各参数进行工作。根据本发明提供的调测装置及利用该调测装置调测路侧基站的方法，采用了数码 管/液晶显示模块和声光电指示模块，直观的显示调试状态和调测结果，方便了安装调试 人员的使用；可以采用多种频率的天线和射频模块，方便调试人员对多种频率的路侧基站 进行调测；可以精确地标识路侧基站的信号覆盖范围；可以在较远距离上对路侧基站进行 调测，免去调试人员攀爬龙门架之苦；可以采用外接适配器供电，也可以采用干电池供电， 方便野外施工调测使用；可以随时对调测程序进行更新升级。尽管所述实施例已经表示和描述了本发明，但其不得解释为对本发明本身的限 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发明的精神和范围的前 提下，可在其形式上和细节上做出各种变化，所附的权利要求书覆盖了本发明精神和范围 内的所有这些改变和修改。
权利要求
1.一种调测装置，用于调试多义性路径识别系统中的路侧基站，包括微处理器、存储 模块、显示模块、按键模块和射频模块，所述微处理器通过信号线与其它模块相连，用于控 制其它模块的操作，所述射频模块通过匹配电路与射频收发天线相连，其中，所述存储模块，用于存储调试程序；所述按键模块，用于向所述微处理器输入控制命令；所述微处理器，用于接收到所述控制命令后执行相应的调试程序，并向所述射频模块 发送调试指令；用于对所述射频模块发来的操作结果进行分析，将分析结果发送给所述显 示模块；所述射频模块，用于将接收的调试指令转化为射频信号，将所述射频信号发送给所述 射频收发天线；用于将所述射频收发天线发来的操作结果发送给所述微处理器；所述射频收发天线，用于将所述射频信号发送给路侧基站；用于接收路侧基站根据所 述射频信号执行相应的操作后返回的操作结果，将所述操作结果发送给所述射频模块；所述显示模块，用于显示所述分析结果。
2.如权利要求1所述的调测装置，其特征在于，还包括加解密模块，所述加解密模块通 过信号线与所述微处理器相连，所述微处理器，还用于将所述调试指令发送给所述加解密模块；所述加解密模块，用于对接收到的调试指令进行加密，然后将加密后的调试指令返回 给所述微处理器。
3.如权利要求1所述的调测装置，其特征在于，还包括加解密模块，所述加解密模块通 过信号线与所述微处理器相连，所述微处理器，还用于将所述射频模块发来的操作结果发送给所述加解密模块；所述加解密模块，用于对所述操作结果进行解密，然后将解密后的操作结果返回给所 述微处理器。
4.如权利要求1所述的调测装置，其特征在于，还包括声光指示模块，所述声光指示模 块通过信号线与所述微处理器相连，所述微处理器还将分析结果发送给所述声光指示模块；所述声光指示模块通过声音或者指示灯指示所述分析结果。
5.如权利要求1所述的调测装置，其特征在于，还包括上位机通信模块，所述上位机通信模块通过信号线与所述微处理器相连，用于与外界计算机进行数据通
6.如权利要求1至5任一项所述的调测装置，其特征在于，所述射频模块包括放大器， 用于对所述射频模块发送的射频信号或接收到的操作结果进行放大。
7.如权利要求1至5任一项所述的调测装置，其特征在于，所述射频收发天线收发信号 的频率与所述路侧基站收发信号的频率相同。
8.如权利要求1所述的调测装置，其特征在于，所述射频收发天线收发信号的频率为 433MHz、840MHz、915MHz、2. 4GHz 或 5. 8GHz。
9.一种调测路侧基站的方法，利用权利要求1所述的调测装置对多义性路径识别系统 中的路侧基站进行调测，包括所述调测装置向所述路侧基站发送调试指令；所述路侧基站接受到所 述调试指令后，根据所述调试指令的要求执行相应的操作，并 将操作结果返回给所述调测装置；所述调测装置对接收到的所述操作结果进行分析，并将分析结果显示出来。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括 所述调测装置向所述路侧基站发送调试指令之前对所述调试指令进行加密； 所述调测装置对接收到的所述操作结果进行分析之前对所述操作结果进行解密。
全文摘要
本发明提供一种调测装置及利用该调测装置调测路侧基站的方法，该调测装置包括微处理器、存储模块、显示模块、按键模块和射频模块，微处理器接收通过按键模块输入的控制命令后执行相应的调试程序，并通过射频模块将调试指令发送给路侧基站；然后对射频模块发来的路侧基站返回的操作结果进行分析，然后通过显示模块将分析结果显示出来。利用本发明的调测装置可以方便安装调试人员对多义性路径识别系统中的路侧基站进行调测。
文档编号H04B17/00GK102045739SQ200910180018
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者任健, 杨峰, 翟祺, 韩冰, 黄蓓 申请人:中兴通讯股份有限公司