可远距离无线充电的etc车载电子标签的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种可远距离无线充电的ETC车载电子标签。包括：微控制器、微波收发器、存储器模块、电源模块，其特征是，还包括无线电源接收模块、无线电源发射模块。无线电源发射模块与外部电源相连接，由外部电源提供电能，并将部分电能转换为电磁波。本实用新型在传统车载电子标签基础上，增加了无线电源接收模块和无线电源发射模块，使用户随时远距离为车载电子标签充电，相比太阳能电池充电方案，大大减少了充电条件限制，可以有效延长车载电子标签的使用寿命。
【专利说明】 可远距离无线充电的ETC车载电子标签
【技术领域】
[0001]本实用新型关于高速公路的电子收费【技术领域】，具体的讲是一种可用无线充电方式延长使用寿命的ETC车载电子标签。
【背景技术】
[0002]高速公路电子收费(ETC Electronic Toll Collect1n)系统又称为不停车收费系统。ETC系统采用专用短程无线通信(DSRC dedicated Short-Range Communicat1n)技术来完成整个收费过程，以使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。
[0003]ETC车载电子标签设备是为实现ETC功能而在车辆中安装的设备。因国标规定，ETC车载电子标签设备需具备防拆卸功能，一经拆卸，需在内置存储器中写入拆卸标志，并丧失原有ETC功能，所以该设备在不通过ETC通道时也需要电源维持防拆卸检测电路正常工作。同时，国标又要求ETC车载电子标签设备的平均免维护时间大于2年。
[0004]现有的车载电子标签设备大多采用内置一次性锂电池附加太阳能电池向可充电电容充电的供电方案。内置一次性锂电池电量有限，而对于经常停放在地下停车场等光线不充足区域或经常夜间行车的车辆，太阳能电池充电作用也相当有限，不能够达到延长使用寿命的目的。另外，由于车载电子标签设备安装在车辆前挡风玻璃内侧，如果使用车载电源以有线方式为设备补充电能，引线会对驾驶员视线产生不利影响，造成安全隐患。
实用新型内容
[0005]本实用新型在传统车载电子标签基础上，增加了无线电源接收模块和无线电源发射模块，使用户随时可为车载电子标签充电，相比太阳能电池充电方案，大大减少了充电条件限制，可以有效延长车载电子标签的使用寿命。
[0006]为实现上述目的，本实用新型包括微控制器、微波收发器、存储器、电源模块，还包括无线电源接收模块、无线电源发射模块。
[0007]所述的无线电源接收模块和电源模块连接，接收从所述的无线电源发射模块发送出的电磁波，并将电磁波转换为直流电，为所述电源模块中的可充电储能元件充电，当可充电储能元件充满电后，无线电源接收模块停止向其充电。
[0008]所述的无线电源发射模块和外部电源连接，由外部电源提供电能，并将部分电能转换为所述的无线电源接收模块可接收的电磁波。所述外部电源优先选用车载电源。
[0009]所述的无线电源接收模块和无线电源发射模块，其特征是，无线电源发射模块包括电磁波产生电路和发射线圈；无线电源接收模块包括接收线圈和信号采集电路。发射线圈上携带的电磁波通过磁共振使接收线圈产生电压，产生的电压用于对ETC车载电子标签的可充电储能元件进行充电。无线电源发射模块和无线接收模块之间的放置距离在20cm内可以良好工作，在大于20cm时仍然可以保持正常工作，向ETC车载电子标签的可充电储能元件提供的充电电流大于10mA。
[0010]本实用新型还可以包括IC卡操作模块和人机界面。所述的微控制器操作微波收发器、IC卡操作模块、人机界面、存储器模块，由电源模块供电，实现高速公路ETC不停车收费功能。
[0011]所述的微波收发器与微控制器连接，在车辆通过ETC车道时用于接收ETC路侧设备发送的符合DSRC协议的下行数据帧，处理为基带信号后传输给所述的微控制器，并且将微处理发送的上行基带数据处理为微波信号发射到路侧设备。
[0012]所述的存储器与微控制器连接，用于存储相关数据。
[0013]所述的人机界面与微控制器连接，用于显示电池电量状态及消费信息。
[0014]所述的电源模块为车载电子标签提供电能，其内部包含可充电储能元件，还可包括一次电池和(或)太阳能电池充电模块。
[0015]本实用新型的有益效果是，采用无线方式，利用外部电源为ETC车载电子标签充电，相比太阳能电池充电方式，减少了充电条件限制，加快了充电速度，而且不用连接线缆到前挡风玻璃上的车载电子标签，不影响驾驶员视线，无安全隐患，是一种稳定、高效、安全、便捷的充电方式，可有效延长设备使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的一种实施例的原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]图1为本实用新型的一种实施例的原理结构示意图，包括如下几个模块:微控制器106、微波收发器105、IC卡操作模块108、存储器107、人机界面109、电源模块104、无线电源接收模块103、无线电源发射模块102。
[0019]所述的微波收发器105接收符合DSRC协议的通信空中数据帧，处理为基带信号后传输给所述的微控制器106，微控制器106对数据帧进行解析、处理，产生回复数据通过微波收发器105发送给路侧设备，完成ETC交易流程。
[0020]所述的IC卡操作模块108受微控制器106控制，在交易过程中对卡片进行认证、扣款、读取余额或其它信息等操作。
[0021]所述的存储器107中存储不停车收费交易的消费记录，以及其它相关信息。
[0022]所述的人机界面109模块显示电池电量状态、消费信息等。
[0023]所述的电源模块104为车载电子标签提供电能，其内部包含可充电电容，一次锂电池和太阳能电池充电模块；
[0024]所述的无线电源接收模块103和电源模块104连接，接收从无线电源发射模块102发送出的电磁波，并将电磁波转换为直流电，为所述电源模块104中的可充电储能元件充电，当可充电储能元件充满电后，无线电源接收模块103停止向其充电。
[0025]优选地，所述的无线电源接收模块103包含于车载电子标签本体内部。作为另外一种实施方式，所述的无线电源接收模块103还可以独立于车载电子标签本体外部，与车载电子标签本体之间通过供电接口连接。[0026]所述的无线电源发射模块102和车内电源连接，放置在车内电源接口附近，由车内12V或24V直流电源提供电能，并将部分电能转换为所述的无线电源接收模块103可接收的电磁波。
[0027]所述的无线电源发射模块102和无线电源接收模块103之间采用磁共振方式传输电磁波能量，与磁感应能量传输方式相比，此方式无需将发射模块和接收模块紧贴并精确对准，可以相距20cm以上，更适用于车载电子标签的使用环境。
[0028]在需要对本实施例所述车载电子标签进行充电时，只需将无线电源发射器与外部电源101连接即可，充满电时无线电源发射器和无线电源接收器即进入低功耗待机状态。车载电子标签的人机界面109会显示电池电量状态。
[0029]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可远距离无线充电的ETC车载电子标签，包括微控制器、电源模块、微波收发器、存储器模块，其特征是，还包括无线电源接收模块和无线电源发射模块，所述的无线电源发射模块与外部电源相连接，由外部电源提供电能，并将部分电能转换为电磁波；所述的无线电源接收模块，与所述的电源模块连接，接收从所述的无线电源发射模块发送出的电磁波，并将电磁波转换为直流电，为所述电源模块充电。
2.根据权利要求1所述的一种可远距离无线充电的ETC车载电子标签，其特征是，所述的无线电源发射模块包括电磁波产生电路和发射线圈；无线电源接收模块包括接收线圈和信号采集电路；发射线圈上携带的电磁波通过磁共振使接收线圈产生电压，产生的电压用于对ETC车载电子标签的可充电储能元件进行充电；无线电源发射模块和无线接收模块之间的放置距离在20cm内可以良好工作，在大于20cm时仍然可以保持正常工作，向ETC车载电子标签的可充电储能元件提供的充电电流大于10mA。
3.根据权利要求1所述的ETC车载电子标签，其特征是，还可以包括IC卡操作模块和人机界面，所述的微控制器与微波收发器、IC卡操作模块、人机界面和存储器模块连接，控制各模块，实现高速公路ETC不停车收费功能。
【文档编号】G06K19/07GK203825650SQ201320863148
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】杨婵, 王开然, 马戎戎, 刘金福 申请人:北京万集科技股份有限公司