高灵敏度dsrc唤醒电路、复合通行卡及车载单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能交通领域，更具体地说，涉及一种基于专用短程通信(DSRC)技术的高灵敏度DSRC唤醒电路、高灵敏度复合通行卡及高灵敏度车载单元。
【背景技术】
[0002]随着多义性路径识别系统的发展以及全国ETC联网的实现，基于DSRC技术的路径识别技术已日趋成熟。目前ETC自由流技术已经实现ETC车辆的路径识别应用，采用基于DSRC技术实现并兼容MTC车辆的路径识别系统已成为发展必然。这样未来只需要一套路径识别系统即可实现对ETC车辆和MTC车辆的路径识别。
[0003]基于DSRC技术的车载OBU和高速公路多义性路径识别通行卡，两者均采用5.8G微波通信，前者安装位置固定，采用定向接收天线，拥有大容量的电池供电。后者根据司机的摆放可能位于车内任意位置，并且受制于形状大小、使用寿命、可靠性等因素，必须具有超低功耗、高灵敏度和全向线极化天线等功能。众所周知，微波穿透车辆金属层或贴膜玻璃时会被大幅衰减，根据公开报道和实地测量信号衰减可高达20-40dB，这就意味着微波中大量的能量将被车辆金属层或贴膜玻璃吸收掉，从而造成车内标签无法实现路径标识。
[0004]由于目前技术限制，DSRC的接收解码功耗是唤醒功耗的4个数量级以上。正常情况下，DSRC终端处于低功耗唤醒检测状态，当检测到RSU的唤醒信号后再进入高功耗的接收状态进行解码。目前成熟的单芯片解决方案在数据接收灵敏度已做到_70dBm水平，但对于唤醒灵敏度而言仍有近23dB的差额，无法满足路径识别高唤醒灵敏度要求。
[0005]因此，针对车内微波信号高衰减，而现有的技术方案接收灵敏度高但唤醒灵敏度低容易导致路径识别过程中通信失败率高的问题，需要开发一种高灵敏度唤醒电路。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的路径识别中车载OBU和高速公路多义性路径识别通行卡的唤醒灵敏度达不到应用要求的缺陷，提供一种高灵敏度DSRC唤醒电路，以及包含该高灵敏度DSRC唤醒电路的高灵敏度复合通行卡及高灵敏度车载单
J L.ο
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种高灵敏度DSRC唤醒电路，包括:
[0008]用于接收微波信号的天线；
[0009]用于对天线接收到的微波信号进行滤波以得到5.79GHz?5.84GHz频带的高频信号的滤波电路；
[0010]用于对所述高频信号进行解调以获取IlKHz?25Khz频带的基带唤醒信号的检波电路；
[0011]用于对检波电路输出的所述基带唤醒信号进行放大的放大电路；及
[0012]用于当接收到所述放大电路输出的放大后的基带唤醒信号时产生并输出中断信号的频率检测电路。
[0013]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述检波电路包括检波二极管D1、用于为检波二极管Dl提供偏置电流的偏置电阻R2、以及输出匹配电容C12;其中，所述检波二极管Dl的负极连接于所述匹配滤波电路中的第二匹配电容Cll的第一端，所述检波二极管Dl的正极为检波电路输出端；所述偏置电阻R2—端连接于电源端VCC、另一端连接于所述检波二极管Dl的正极；所述输出匹配电容C12的第一端连接于所述检波二极管Dl的正极、第二端接地。
[0014]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述滤波电路为匹配滤波电路，所述匹配滤波电路包括第一匹配电容C7、第二匹配电容Cll和PCB，其中，所述第一匹配电容C7和第二匹配电容Cll设置在所述PCB上、且第一匹配电容C7的第一端连接所述天线，第一匹配电容C7的第二端与所述第二匹配电容Cll的第一端连接，所述第二匹配电容Cll的第二端接地。
[0015]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述检波电路输出端与所述放大电路之间连接有匹配电阻RLl和RC平滑滤波电路；其中，所述匹配电阻RLl —端与所述检波二极管Dl的正极连接、另一端与RC平滑滤波电路的输入端连接，且RC平滑滤波电路的输出端连接与所述放大电路的输入端。
[0016]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述频率检测电路包括AS3933低频唤醒接收芯片。
[0017]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述AS3933低频唤醒接收芯片的基带唤醒信号输入端LFIP通过隔直耦合电容C9与所述放大电路的输出端连接。
[0018]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述电源端VCC连接有去耦电容，所述去耦电容一端连接于所述电源端VCC、另一端接地。
[0019]在本实用新型所述的高灵敏度DSRC唤醒电路中，所述放大电路为三极管基本放大电路。
[0020]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种高灵敏度复合通行卡，包括
[0021]控制电路；
[0022]连接于所述控制电路、用于与高速公路出口 /入口读写器通信的13.56MHz读写电路；
[0023]连接于所述控制电路、用于在接收到基站发送的唤醒信号时向所述控制电路发送中断信号的5.8GHz唤醒电路；
[0024]连接于所述控制电路、用于接收基站下发的路径信息的5.SGHz收发电路；
[0025]用于存储所述路径信息的存储单元；及
[0026]用于为所述复合通行卡提供电源的电池；
[0027]其中，
[0028]所述控制电路根据所述中断信号启动所述5.SGHz收发电路工作以接收所述路径信息、并将接收的路径信息存储至所述存储单元；
[0029]且所述5.8GHz唤醒电路是如前所述的高灵敏度DSRC唤醒电路。
[0030]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种高灵敏度车载单元，包括
[0031]控制电路；
[0032]连接于所述控制电路、用于在接收到路侧单元发送的唤醒信号时向所述控制电路发送中断信号的5.8GHz唤醒电路；
[0033]连接于所述控制电路、用于接收路侧单元发送的信息的5.SGHz收发电路；
[0034]其中，
[0035]所述控制电路根据所述中断信号启动所述5.SGHz收发电路工作；
[0036]且所述5.8GHz唤醒电路是如前所述的高灵敏度DSRC唤醒电路。
[0037]实施本实用新型，具有以下有益效果:能够满足对唤醒电路的低功耗、抗干扰、高灵敏度唤醒的要求。高灵敏度DSRC唤醒电路功耗低，整体功耗在5uA以内，远低于接收解码26mA的工作电流，且抗干扰性能高。通过前端滤波及专用解码芯片避免误唤醒，高唤醒灵敏度，唤醒灵敏度达到_60dBm与业内常规接收灵敏度相匹配。
[0038]在本实用新型的一实施例中，高灵敏度DSRC唤醒电路的电路结构简单，所需的外围元器件少、产品成本低。
[0039]在本实用新型的一实施例中，高灵敏度DSRC唤醒电路的频率检测电路采用AS3933低频唤醒接收芯片，由于AS3933低频唤醒接收芯片带有灵敏度可调、频率范围可选择功能，使本实用新型高灵敏度DSRC唤醒电路具有高度的灵活性和通用性，且一致性高，适用范围广。
[0040]通过高灵敏度DSRC唤醒电路的应用，不但可以实现高灵敏度唤醒，而且保证了复合通行卡和车载单元的低功耗运行，从而提高了复合通行卡和车载单元的通信性能和使用寿命。并且解决了现有技术中存在的接收灵敏度高但唤醒灵敏度低容易导致路径识别过程中通信失败率高的问题。
【附图说明】
[0041]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0042]图1是本实用新型高灵敏度DSRC唤醒电路的电路原理框图；
[0043]图2是本实用新型高灵敏度DSRC唤醒电路一实施例的电路原理图；
[0044]图3是本实用新型高灵敏度DSRC唤醒电路一实施例中的AS3933低频唤醒接收芯片工作状态图；
[0045]图4是本实用新型高灵敏度复合通行卡的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0046]本实用新型构思一种高灵敏度DSRC唤醒电路，可适用于5.8G微波通讯中的14kHz方波信号高灵敏度唤醒，其整体性能可满足唤醒灵敏度小于等于-60dBm的要求。其采用了天线+滤波电路+检波电路+放大电路+频率检测电路的结构，其中各电路模块可以采用分立元器件搭建也可以采用专用芯片来实现。
[0047]如图1所示，本实用新型高灵敏度DSRC唤醒电路包括依次连接发天线1、滤波电路2、检波电路3、放大电路4、和频率检测电路5。其中，天线I用于接收微波信号。滤波电路2用于对天线接收到的微波信号进行滤波以得到5.79GHz?5.84GHz频带的高频信号。当天线I接收到微波信号时，通过滤波电路2实现5.8GHz有用信号的滤波，让处于5.79GHz?5.84GHz频带的信号可以顺利通过，而其它频率信号被抑制衰减，从而有效减小其它频段信号干扰。检波电路3用于对5.79GHz-5.84GHz高频信号进行检波，解调出IlKHz?25Khz频带的基带唤醒信号。为提高灵敏度，需要经过放大电路对基带信号进行适当放大。放大电路4用于对检波电路输出的基带唤醒信号进行放大。频率检测电路5用于当接收到放大电路输出的放大后的基带唤醒信号时产生并输出中断信号。经过放大的基带信号输入频率检测电路，检测基带信号的频率，并限制使得只有当11ΚΗζ-25ΚΗζ (例如14KHz)的基带信号输入时，才会产生中断信号，并将中断信号发送给MCU实现唤醒。
[0048]在本实用新型的各个实施例中，高灵敏度DSRC唤醒电路的各电路模块，根据不同应用环境、成本及设计需要可以采用分立元器件搭建也可以采用专用集成电路芯片来实现。图2所示是其中一种电路实现方式，该电路中除了频率检测电路使用专用低频唤醒接收集成IC AS3933，其它电路模块均使用分立元器件搭建。
[0049]如图2所示的实施例中，高灵敏度DSRC唤醒电路包括天线1、滤波电路2、检波电路3、放大电路4、频率检测电路5。其中频率检测电路5中由低频唤醒接收芯片AS3933实现频率检测。低频唤醒接收芯片AS3933具有灵敏度可调节，接收信号频率范围可选择的特点，其整体性能可满足唤醒灵敏度小于等于-60dBm的要求。
[0050]本实施例中，滤波电路2为匹配滤波电路，该匹配滤波电路包括第一匹配电容C7、第二匹配电容Cll和PCB，这部分电路的主要作用是匹配，也有滤波功能。使得只有5.8GHz频点范围的微波信号可以通过天线接收，其它频点范围的微波信号将被抑制。匹配滤波电路中各器件连接关系如下，第一匹配电容C7和第二匹配电容Cl I设置在PCB (印刷电路板)上、且第一匹配电容C7的第一端连接天线1，第一匹配电容C7的第二端与第二匹配电容Cll的第一端连接，第二匹配电容Cll的第二端接地。