专利名称：一种在etc车道应用的无线手持机及系统与实现方法
技术领域：
本发明涉及车辆电子收费技术领域，尤其涉及一种在ETC车道应用的无线 手持机及系统与实现方法。
背景技术：
ETC (Electronic Toll collection)系统是电子不停车收费系统，拥有合法身 份的用户，在使用ETC车道时，可以以30km/h的速度不停车通过，ETC系统 自动完成车辆识别与扣款等操作。该技术可以减低收费站堵塞情况，可以緩和 高速公路快速通行与收费站堵塞之间的矛盾。
目前电子不停车收费ETC车道系统在栏杆后置模式下，即栏杆设置在收 费岛后端，当汽车快开到栏杆前时，ETC系统远距离4企测到汽车前挡风玻璃上 的车载电子标签OBU，完成认证和扣费过程后，栏杆自动抬起放行。但是ETC 车道系统栏杆后置模式存在如下缺点当贴在车辆前挡风玻璃上的车载电子标 签OBU由于电量不足发射信号微弱、灰尘遮挡、天气等原因导致不能正常工作 时，ETC系统将无法自动远距离识别车载电子标签，无法完成扣费放行，遇到 车流量大时，就可能因后面的车已经跟紧在该车后面，或者相邻的人工收费车 道已经排了长龙，该无法被识别车载电子标签的车辆很难退出ETC车道，或无 法绕到相邻人工收费车道去人工缴费，此时ETC车道将发生堵塞，严重影响了 ETC车道的使用效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种在ETC车道应用的无线手持机及系统与实现方 法，在ETC车道不能自动正常工作，或直接采取人工收费时，使用无线手持机 快速完成车辆IC卡扣费交易，控制车辆放行的揭:作，保证了车道的畅通。
本发明实施例提供的一种在ETC车道应用的无线手持机，其包括
无线传输模块，用于通过无线传输网与ETC车道控制主机天线交互信息；功能4姿^;，用于输入相关车辆信息；
显示屏，用于显示所述功能按键输入结果和IC卡读写结果信息；
IC卡读写模块，用于读取IC卡内的信息通过所述无线传输模块发送给ETC 车道控制主机，并根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行扣费和数据 写入操作；
微处理器，集中控制各个模块单元的运行和交互信息；
其中所述微处理器通过控制和数据总线连接所述无线传输模块、功能按 键、显示屏、IC卡读写模块。
其中所述IC卡读写模块支持读写的IC卡包括接触界面式和非接触界面 式，即人工半自动收费式IC卡和车载电子标签式IC卡。
上述无线手持机还包括一个与所述微处理器连接的PSAM卡卡座，用于执 4亍密码钥匙"^人证过程。
进一步，本发明实施例提供的一种在ETC车道应用无线手持机的系统，其
包括
无线手持才几，为一种无线移动终端，用于通过功能4安^建输入相关车辆信息， 并读取IC卡内的信息一起发送给ETC车道控制主机，并根据所述ETC车道控 制主机返回的控制信息执行IC卡扣费和数据写入操作；
ETC车道控制主机，用于通过无线收发天线与所述无线手持机交互信息， 检查所述IC卡的有效性，并生成扣费和IC卡数据写入的控制信息；
车道控制器，用于接收所述ETC车道控制主机的控制信息，控制车道栏杆 机抬起或放下车道栏杆。
更进一步，本发明实施例提供的一种在ETC车道应用无线手持机收费的方 法，包括步骤
通过无线手持机读取车辆IC卡信息，并输入相关车辆信息，将所述IC卡 信息和相关车辆信息一起利用无线传输网传送给ETC车道控制主机；
所述ETC车道控制主机根据接收到的所述IC卡信息和相关车辆信息，比较 相关费率生成扣费及IC卡数据写入的控制信息发送给所述无线手持机，通过所 述无线手持机对所述IC卡进行扣费和数据写入操作；
所述ETC车道控制主机收到所述无线手持机返回的扣费交易成功消息后，
5控制抬起车道栏杆。
采用本发明的实施例，通过无线手持机读取车辆IC卡信息，并输入相关车
辆信息，将所述IC卡信息和相关车辆信息一起利用无线传输网传送给ETC车道 控制主机，并根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行车辆IC卡扣费和 数据写入操作。采用这种人工辅助方式能及时解决因ETC车道系统无法自动完 成扣费交易导致ETC车道堵塞的情况，太太提高了 ETC系统的自我恢复能力。
该无线手持机美观小巧，易于携带、制造成本低，支持国标ETC系统，包 括IC卡密钥验证体系、各种IC卡数据格式等。无需每天下载更新运营参数， 包括黑名单、费率表等大量数据参数，而且该无线手持机满足恶劣的气候环境 的使用要求，做到防晒、防尘、防雨。
采用本发明实施例提供的系统，由ETC车道计算机进行有效性判断和费率 计算，同时交易数据由ETC车道主机生成，即时传送到后台数据库，可以保证 交易数据的实时性、安全性。系统使用专用无线通信协议，并采用多频点选用 技术，可以适用多条车道同时使用多个无线手持机，不会造成信号干扰。
该系统实施简单、使用简单，只需将现有ETC系统软件进行升级，在收费 亭内加装无线接收盒，将天线接出到收费亭外即可，对现有收费系统硬件不造 成影响。使用无线手持机时，只需键入车型、然后刷卡即可，操作简单、提示 友好，无须专门培训。
图1是本发明实施例提供的一种在ETC车道应用的无线手持机的结构示意
图2是本发明提供的一种在ETC车道应用的无线手持机的系统结构示意图； 图3是本发明提供的 一种在ETC车道应用的无线手持机收费的方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明作进一步阐述，但附图 中的实施例不构成对本发明的任何限制。
如图1所示，本发明实施例提供的一种在ETC车道应用的无线手持机，包
括
6无线传输模块ll,用于通过无线传输网与ETC车道控制主机天线交互信息；
功能按键12,用于输入相关车辆信息，比如车型信息等；
显示屏13，用于显示所述功能纟安4建输入结果和IC卡读写结果信息；
IC卡读写模块14，用于读取IC卡内的信息通过所述无线传输模块发送给 ETC车道控制主机，并根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行车辆IC 卡扣费和数据写入操作；
微处理器15，集中控制各个模块单元的运行和交互信息，比如控制无线传 输模块ll、功能按键12、显示屏13、 IC卡读写模块14的工作；
其中所述微处理器15通过控制和数据总线连接所述无线传输模块11、功能 按键12、显示屏13、 IC卡读写模块14。
所述IC卡读写模块支持读写的IC卡包括接触界面式和非接触界面式，即 人工半自动收费式IC卡和车载电子标签式IC卡OBU。
作为一种改进的实施方式，所述无线手持机还包括一个与所述微处理器连 接的PSAM卡卡座16,用于执行密码钥匙认证过程。所述无线手持机还可选择 设置与所述微处理器连接的存储器、Mifare模块、USP接口 、无线433M频率 信号的收发模块，用于存储信息、软件升级和支持TypeA/B的IC卡。
所述无线手持机的无线传输模块11的收发天线位于机身顶端，显示屏13 位于机身上半部，多个功能按键12位于机身下半部。其中功能按键12包括发 射和接收信号^4定、车型输入按键、入口车道标识按键等。
上述无线手持机美观小巧，易于携带、制造成本低，支持国标ETC系统， 包括IC卡密钥验证体系、刷卡交易流程规范、各种IC卡数据格式等。无需每 天下载更新运营参数，包括黑名单、费率表等大量数据参数，满足恶劣的气候 环境的使用要求，^t到防晒、防尘、防雨。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种在ETC车道应用无线手持机的系 统，其包括
无线手持机，为一种无线移动终端，用于通过按键输入相关车辆信息，并 读取IC卡内的信息一起发送给ETC车道控制主机，根据所述ETC车道控制主 机返回的控制信息执行IC卡扣费和数据写入操作；
ETC车道控制主机，用于通过RS232串口连接的无线接收盒的天线与所述无线手持机交互信息，检查所述IC卡的有效性，并生成扣费和IC卡数据写入
的控制信息发送给所述无线手持机；所述无线接收盒的天线引伸至收费亭顶部， 固定；
车道控制器，用于通过控制线与所述ETC车道控制主机连接，接收所述 ETC车道控制主机的控制信息，控制车道栏杆机抬起或放下车道栏杆。
所述无线手持才几和所述ETC车道控制主机之间通过GPRS网络，或2.4G 频率蓝牙信号网络，或433M频率的无线网进行信息交互；并且所述无线手持机 和所述ETC车道控制主机之间采用多频点选用技术，让多个无线手持机可匹配 相应所述ETC车道控制主机，同时使用而不产生频率干扰。
所述ETC车道控制主机包括
有效性判断单元，用于对接收到的IC卡信息进行有效性检测，判断该IC 卡是否过期或违规而进入黑名单，如果不是，则准许进行扣费操作；
扣费单元，用于根据接收到的相关车辆信息和费率生成扣费及IC卡数据 写入的控制信息发送给所述无线手持机；
存储器，用于存储相关IC卡的合法性信息和扣费交易流水信息。
采用本发明实施例提供的系统，由ETC车道计算机进行有效性判断和费率 计算，同时交易数据由ETC车道主机生成，即时传送到后台数据库，可以保证 交易数据的实时性、安全性。系统使用专用无线通信协议，并采用多频点选用 技术，可以适用多条车道同时使用，不会造成信号干扰。
该系统实施简单、只需将现有ETC系统软件进行升级，在收费亭内加装无 线接收盒，将天线接出到收费亭外即可，对现有系统硬件不造成影响。使用无 线手持机时，只需键入车型、然后刷卡即可，操作简单、界面提示友好，无须 专门培训。
如图3所示，本发明实施例还提供了 一种在ETC车道应用无线手持机收费 的方法，具体流程如下:
1、 当ETC车道系统无法自动远距离识别车载IC卡时，或者直接通过无线 手持机人工收费时，车道值班人员通过无线手持机输入相关车辆信息，包括车 辆类型，入口车道标识等信息。
2、 通过无线手持机读取车载IC卡信息。该无线手持机可以读取的IC卡包括接触界面式和非接触界面式，即人工半自动收费式IC卡和车载电子标签式IC
卡，具体来说，就是符合Mifare系列、金融IC卡规范等标准的卡片。比如该卡 可以具有兼容人工半自动收费(MTC)和电子不停车收费(ETC)的能力，在 MTC车道可以通过非接触界面刷卡通过，在ETC车道可以通过接触界面与OBU 结合不停车通过。由于通过无线手持机近距离灵活的读取车载IC卡信息，避免 了车载IC卡由于电量不足发射信号微弱、灰尘遮挡、天气等原因导致系统不能 正常完成扣费的情况发生。所述无线手持机读取的IC卡信息包括车辆号码，入 口通行时间信息、卡片内金额余额等。然后将所述IC卡信息和相关车辆信息一 起利用无线传输网传送给ETC车道控制主机。
3、 所述ETC车道控制主机对接收到的信息进行有效性枱、验，判断该IC 卡是否进入黑名单，如果不是，则执行步骤4，否则发出声音提示该IC卡无效；
4、 所述ETC车道控制主机根据接收到的所述IC卡信息和相关车辆信息， 比较相关费率进行计费。
5、 生成扣款指令通过无线方式返回给所述无线手持机，命令所述无线手 持机进行IC卡扣费操作。
6、 所述无线手持机将扣费后的数据写入IC卡中。
7、 所述无线手持机发送扣费成功的流水信息给所述ETC车道控制主机保存。
8、 所述ETC车道控制主机收到扣费成功的流水信息后，控制车道栏杆机 抬起车道栏杆，做放行车辆通过处理。
需要说明的是，上述本发明实施例提供的无线手持机和系统，以及收费方 法还可以用在人工收费车道，用无线手持机代替固定的刷卡设备进行收费操作。 以上所述是本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的 前提下，还可以做出若干改进，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种在ETC车道应用的无线手持机，其特征在于，包括无线传输模块，用于通过无线传输网与ETC车道控制主机天线交互信息；功能按键，用于输入相关车辆信息；显示屏，用于显示所述功能按键输入结果和IC卡读写结果信息；IC卡读写模块，用于读取IC卡内的信息通过所述无线传输模块发送给ETC车道控制主机，并根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行扣费和数据写入操作；微处理器，集中控制各个模块单元的运行和交互信息；其中所述微处理器通过控制和数据总线连接所述无线传输模块、功能按键、显示屏、IC卡读写模块。
2、 根据权利要求1所述的无线手持机，其特征在于，还包括一个与所述微处理器连接的PSAM卡卡座，用于执行密码钥匙认证过程。
3、 根据权利要求2所述的无线手持机，其特征在于，所述IC卡读写模块支持读写的IC卡包括接触界面式和非接触界面式，即人工半自动收费式IC卡和车载电子标签式IC卡。
4、 一种在ETC车道应用权利要求1所述无线手持机的系统，其特征在于，jj> A ，'兴—巴將无线手持机，为一种无线移动终端，用于通过功能按键输入相关车辆信息，并读取IC卡内的信息一起发送给ETC车道控制主机，根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行IC卡扣费和数据写入操作；ETC车道控制主机，用于通过无线收发天线与所述无线手持机交互信息，检查所述IC卡的有效性，并生成扣费和IC卡数据写入的控制信息；车道控制器，用于接收所述ETC车道控制主机的控制信息，控制车道栏杆机抬起或放下车道栏杆。
5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线手持机和所述ETC车道控制主才几之间通过GPRS,或2.4G频率蓝牙4支术，或433M频率的无线网进行信息交互，并采用多频点选用技术。
6、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述ETC车道控制主机包括有效性判断单元，用于对接收到的IC卡信息进行有效性检测，判断该IC卡是否进入黑名单，如果不是，则准许进行扣费操作；扣费单元，用于根据接收到的相关车辆信息和费率生成扣费及IC卡数据写入的控制信息发送给所述无线手持机；存储器，用于存储相关IC卡的合法性信息和扣费交易流水信息。
7、 一种在ETC车道应用权利要求1所述无线手持机收费的方法，其特征在于，包括步骤通过无线手持机读取车辆IC卡信息，并输入相关车辆信息，将所述IC卡信息和相关车辆信息一起利用无线传输网传送给ETC车道控制主机；所述ETC车道控制主机根据接收到的所述IC卡信息和相关车辆信息，比较相关费率生成扣费及IC卡数据写入的控制信息发送给所述无线手持机，通过所述无线手持机对所述IC卡进行扣费和数据写入操作；所述ETC车道控制主机收到所述无线手持机返回的扣费交易成功消息后，控制抬起车道栏杆。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤所述ETC车道控制主机根据读取到的车辆IC卡信息，判断所述IC卡是否有效，如果有效，则准许进行扣费操作。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无线手持机支持读写的IC卡包括接触界面式和非接触界面式，即人工半自动收费式IC卡和车载电子标签式IC卡。
全文摘要
本发明实施例公开了一种在ETC车道应用的无线手持机及系统与实现方法，其中无线手持机包括无线传输模块，用于通过无线传输网与ETC车道控制主机天线交互信息；功能按键，用于输入相关车辆信息；显示屏，用于显示所述功能按键输入结果和IC卡读写结果信息；IC卡读写模块，用于读取IC卡内的信息通过所述无线传输模块发送给ETC车道控制主机，并根据所述ETC车道控制主机返回的控制信息执行扣费和数据写入操作；微处理器，集中控制各个模块单元的运行和交互信息。采用本发明可以在ETC车道不能正常工作时，使用无线手持机快速完成车辆IC卡有效性判断和扣费放行操作，保证车道的畅通。
文档编号G07B15/06GK101482982SQ20091003684
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者吴穗湘, 戴连贵, 龙开红 申请人:广州新软计算机技术有限公司