一种基于汽车充电桩的ETC计费控制系统的制作方法

本发明涉及电动汽车充电计费领域，具体涉及到一种基于汽车充电桩的etc计费控制系统。

背景技术：

随着电动汽车在近几年交通行业的快速发展，与之相配套的充电桩也得到了快速的发展，数量迅速增加，在很多公共场合如公共停车场、高速服务区和部分加油站已经能见到它们的身影。

现有的公共的电动汽车充电设备大多数都是使用刷卡或手机扫码的方式进行充电付费，而这些都需要用户自己操作选择对应的充电和支付方式，且在充电完成后需要再次操作才可完成充电，这使得充电付费操作流程过于麻烦，为了使用户能使用简单操作就可完成充电，需要一种新型充电消费方式来解决这个问题。

通过对etc相关技术了解，etc即高速公路电子不停车收费系统，当车辆通过高速收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信息写入并自动从预先绑定的ic卡或银行账户中扣除相应的资金，基于etc一车一卡一标签的优点，如果把这种技术运用到给电动汽车充电付费过程中，就能实现充电完成后自动扣费、充完即走，进一步提高了充电效率，并且可以实现充电桩智慧互联的控制管理，其比于刷卡付费和手机扫码付费更加具备环境的适应性，在各种恶劣环境下均能快捷可靠的识别汽车信息。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的是提供一种基于汽车充电桩的etc计费控制系统，在电动汽车整个充电过程中，通过etc车辆自动识别系统中的微波天线rsu和车载obu电子标签完成数据信息传输，经数据中心管理系统确认车辆信息有效且充电完成后，进行扣费信息传输操作，整个过程提高了车辆充电的效率和易操作性。etc和充电桩搭配作为一种新型充电计费方式，将大大改善车辆充电的可操作性和用户体验。

本发明的技术方案是：

一种基于汽车充电桩的etc计费控制系统，包括主控制处理单元、充电控制单元、电量计量单元、etc车辆自动识别系统、数据中心管理系统、4g无线模块，etc车辆自动识别系统包括微波天线rsu和obu电子标签；所述主控制处理单元分别与充电控制单元、电量计量单元、4g无线模块相连，数据中心管理系统分别连接4g模块和微波天线rsu；所述充电控制单元控制车辆充电，电量计量单元进行汽车充电桩充电电量计量，etc车辆自动识别系统进行车辆信息识别，主控制处理单元完成各单元数据传输处理，数据中心管理系统完成车辆信息识别，并对充电费用信息完成指令发送。

进一步地，所述系统还包括主供电电路，所述主控制处理单元、电量计量单元、微波天线rsu、4g模块均采用dc并由所述主供电电路进行供电。

进一步地，所述主供电电路、主控制处理单元、充电控制单元、电量计量单元、微波天线rsu和4g无线模块集成在汽车充电桩上。更进一步地，所述主供电电路、主控制处理单元、充电控制单元、电量计量单元、4g无线模块安装在汽车充电桩的内部；微波天线rsu安装在充电桩的顶部；obu电子标签安装在汽车上；数据中心管理系统安装在服务器中完成对汽车信息确认以及辅助指令数据传输。

进一步地，所述微波天线rsu通过无线射频方式与车辆obu电子标签进行非接触形式的双向数据传输，达到对车辆目标识别和数据交换的目的。

进一步地，数据中心管理系统通过rsu无线射频方式与车辆上安装的obu电子标签进行非接触方式确认车辆停放位置：当车辆泊位位置在etc充电通道上，obu电子标签发出滴答一声确认停车；当车辆停泊位置超出etc充电通道范围，obu电子标签间隔2s发出滴滴声音报警，持续1分钟后关闭报警，然后通过数据中心管理系统发送短信，通知车主停车占位信息。

进一步地，所述充电控制单元判断车辆完成充电后，将充电信息经所述数据中心管理系统，发送车主短信通知车辆完成充电并移走车辆。

进一步地，所述etc计费控制系统是基于无线自动扣费，所述数据中心管理系统分别连接4g模块和微波天线rsu。

进一步地，所述充电控制单元和主控制处理单元均采用单片机stm32f767igt6。

基于汽车充电桩的etc计费方法，包括：当电动汽车驶入汽车充电桩etc充电通道，插上充电枪后，微波天线rsu微波识别到车载obu电子标签，将识别信息传输到数据中心管理系统核对比较，确认后经4g无线模块将数据传输到主控制处理单元，进而控制充电控制单元给车辆充电；同时主控制处理单元控制电量计量单元统计充电电量，将电量信息实时传输到主控制处理单元进行数据处理运算；充电结束后，主控制处理单元将充电费用信息经4g模块传输到数据中心管理系统，数据中心管理系统的将数据经协助处理指令发送至微波天线rsu，经微波信号传输至车辆的obu电子标签，obu对记账卡进行扣费与数据处理，完成充电计费。

进一步地，所述充电控制单元判断车辆完成充电后，将充电信息经所述数据中心管理系统，发送车主短信通知车辆完成充电并移走车辆；

此外，充电结束后，所述主控制处理单元将费用信息经4g模块传输到数据中心管理系统，数据中心管理系统的将数据经协助处理指令发送至微波天线rsu，经微波信号传输至车辆的obu电子标签，obu对记账卡进行扣费与数据处理，完成充电计费；同时数据中心管理系统将费用信息同步短信发送车主手机，告知车主消费记录，且在充电桩端生成订单信息，支持车主比对核算。

进一步地，所述数据中心管理系统通过rsu无线射频方式与车辆上安装的obu电子标签进行非接触方式确认车辆停放位置：当车辆泊位位置在etc充电通道上，obu电子标签发出滴答一声确认停车；当车辆停泊位置超出etc充电通道范围，obu电子标签间隔2s发出滴滴声音报警，持续1分钟后关闭报警，然后通过数据中心管理系统发送短信，通知车主停车占位信息。

进一步地，当车辆停泊位置确认后，所述数据中心管理系统将停泊车位位置编号和车辆绑定，定位车辆所在停车场停放位置，车主可以通过手机应用软件向所述数据管理中心请求获取车辆位置信息，然后所述数据中心管理系统将停泊车位位置编号所在位置发送到车主手机应用软件，实现车主快速定位车辆位置。

上述的基于汽车充电桩的etc计费控制系统，汽车充电使用etc计费控制系统，则充电付费过程中将不再需要任何人为操作，整个付费过程更加方便高效，同时无人驾驶作为未来的一种汽车发展趋势，非人为操作完成汽车的日常需求那将会更加重要，从而汽车充电桩的etc计费控制系统更能体现充电过程中的便捷智慧的发展趋势。

本设计中既要车辆识别的准确性，又要保证信息的安全性。主控制处理单元采用单片机stm32f767igt6，此芯片具有低功耗，处理能力强等优点。主控制器处理单元、4g模块、etc车辆自动识别系统、电量计量单元均采用dc12v同时由主供电电路进行供电，安全可靠。充电桩顶部微波天线rsu通过无线射频方式与车辆obu电子标签进行非接触形式的双向数据传输，达到对车辆目标识别和数据交换的目的。

本发明把etc这种技术运用到给电动汽车充电付费过程中，实现充电完成后自动扣费、充完即走，在充电付费过程中将不再需要任何人为操作，进一步提高了充电效率；并且可以实现充电桩智慧互联的控制管理，其比于刷卡付费和手机扫码付费更加具备环境的适应性，在各种恶劣环境下均能快捷可靠的识别汽车信息，大大改善车辆充电的可操作性和用户体验。

本发明系统基于etc庞大的客户资源为充电站带来用户增量，实现了充电桩充电计费的可靠性、便捷性、智慧性。

附图说明

图1为本发明的基于汽车充电桩的etc计费控制系统的组成框图。

图2为本发明的基于汽车充电桩的etc计费控制系统的工作流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

本实施例的基于汽车充电桩的etc计费控制系统，组成框图如图1所示，该计费控制系统包括主供电电路、主控制处理单元、充电控制单元、电量计量单元、etc车辆自动识别系统(微波天线rsu+obu电子标签)、数据中心管理系统和4g无线模块。

其中，etc车辆自动识别系统中的obu电子标签安装在汽车上；

主供电电路、主控制处理单元、充电控制单元、电量计量单元、4g无线模块安装在汽车充电桩的内部；

etc车辆自动识别系统中微波天线rsu安装在充电桩的顶部，进行汽车识别(充电桩顶部微波天线rsu通过无线射频方式与车辆obu电子标签进行非接触形式的双向数据传输，达到对车辆目标识别和数据交换的目的)。

数据中心管理系统安装在服务器中完成对汽车信息确认以及辅助指令数据传输。

充电控制单元控制车辆充电，电量计量单元进行汽车充电桩充电电量计量，etc车辆自动识别系统进行车辆信息识别，主控制处理单元完成各单元数据传输处理，数据中心管理系统完成车辆信息识别，并对充电费用信息完成指令发送。

主控制处理单元分别与充电控制单元、电量计量单元、4g无线模块和etc车辆自动识别系统中的微波天线rsu相连。

主控制处理单元和充电控制单元均采用单片机stm32f767igt6，此芯片具有低功耗，处理能力强等优点。

主控制处理单元、电量计量单元、etc车辆自动识别系统中的微波天线rsu、4g模块均采用dc12v同时由主供电电路进行供电，安全可靠。

如图2所示，本实施例的基于汽车充电桩的etc计费控制系统的工作流程如下：

当电动汽车驶入汽车充电桩etc充电通道，插上充电枪后，微波天线rsu微波识别到车载obu电子标签，将识别信息传输到数据中心管理系统核对比较，确认后经4g无线模块将数据传输到主控制处理单元进而控制充电控制单元与车辆通信握手，开始控制车辆充电，同时主控制处理单元控制电量计量单元统计充电电量，将电量信息实时传输到主控制处理单元进行数据处理运算，充电结束后，主控制处理单元将充电费用信息经4g模块传输到数据中心管理系统，数据中心管理系统的将数据经协助处理指令发送至微波天线rsu，经微波信号传输至车辆的obu电子标签，obu对记账卡进行扣费与数据处理，完成充电计费。充电结束后将充电信息经数据处理中心以短信方式发给车主，通知车辆完成充电并移走车辆。

数据中心管理系统通过rsu无线射频方式与车辆上安装的obu电子标签进行非接触方式确认车辆停放位置：当车辆泊位位置在etc充电通道上，obu电子标签发出滴答一声确认停车；当车辆停泊位置超出etc充电通道范围，obu电子标签间隔2s发出滴滴声音报警，持续1分钟后关闭报警，然后通过数据中心管理系统发送短信，通知车主停车占位信息。

进一步地，当车辆停泊位置确认后，所述数据中心管理系统将停泊车位位置编号和车辆绑定，定位车辆所在停车场停放位置，车主可以通过手机应用软件向所述数据管理中心请求获取车辆位置信息，然后所述数据中心管理系统将停泊车位位置编号所在位置发送到车主手机应用软件，实现车主快速定位车辆位置。

充电控制单元判断车辆完成充电后，将充电信息经所述数据中心管理系统，发送车主短信通知车辆完成充电并移走车辆。此外，充电结束后，所述主控制处理单元将费用信息经4g模块传输到数据中心管理系统，数据中心管理系统的将数据经协助处理指令发送至微波天线rsu，经微波信号传输至车辆的obu电子标签，obu对记账卡进行扣费与数据处理，完成充电计费；同时数据中心管理系统将费用信息同步短信发送车主手机，告知车主消费记录，且在充电桩端生成订单信息，支持车主比对核算。

以上的实施方法仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。