一種用於高速公路的遠距離無線收發智能路標的製作方法
2023-08-01 05:32:11 4
專利名稱：一種用於高速公路的遠距離無線收發智能路標的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線信號收發裝置，特別涉及一種用於高速公路的遠 距離無線收發智能路標。
背景技術：
高速公路聯網收費多義性路徑識別系統設備中，安裝在高速公路路段隔離帶中的電子路標，必須全天候24小時不間斷的向通行車輛發送特定的路徑信息， 由車輛上的信息接收裝置接收後，通過收費站點的信息讀寫設備讀出接收裝置 中的路徑信息，其路徑信息作為所收通行費拆分的依據。前述的高速公路聯網收費多義性路徑識別系統在本人在先申請的專利(專利名稱為 一種高速公路 聯網收費二義性路徑識別系統，專利號為ZL200620102021.5)中已有詳細描 述，在此不重複描述。高速公路特定的使用環境和使用要求，必須保證電子路 標的不間斷的電能供給和設備的無故障工作時間，現有的電子路標一般由220V 交流電變壓以後供給，由一套路標信息發射裝置發送路徑信息，如萬一出現意 外停電或發射裝置硬體故障，電子路標就無法發送路徑信息，路過的行駛車輛 就無法標識該路段的路徑信息，最終影響所收通行費的正確拆分。實用新型內容本實用新型為克服上述的不足之處，目的在於提供一種高速公路遠距離無 線收發智能路標，通過設置多個信道，保證了一個信道發生故障，通過控制模 塊控制另外的備有信道及時替換故障信道，保證智能路標的不間斷地無故障工 作，從而保證了路過的行駛車輛識別該路段的路徑信息，解決了現有技術中存 在的問題。
本實用新型是通過以下技術方案達到上述目的 一種用於高速公路的遠距 離無線收發智能路標，包括電源供電設備、控制模塊、信號通道模塊、天線切 換模塊、天線，所述的信號通道模塊包括若干個信號通道模塊，所述的若干個信號通道模塊的輸出端和天線切換模塊的信號輸入端相連；天線切換模塊輸出 端和天線相連；控制模塊的檢測控制端分別和若干個信號通道模塊、天線切換 模塊的檢測控制端分別相連；電源供電設備分別和控制模塊的供電設備輸入端 相連。作為優選，所述的若干個信號通道模塊包括主信號通道A信道模塊、副信 號通道B信道模塊，所述的A信道模塊、B信道模塊信號輸出端和天線切換模 塊的信號輸入端相連；控制模塊的檢測控制端分別和A信道模塊、B信道模塊 的檢測控制端分別相連。作為優選，電源供電設備包括220V交流供電設備、風力發電設備、太陽能 電池、蓄電池組，所述的220V交流供電設備、風力發電設備、太陽能電池、蓄 電池組分別和控制模塊的供電設備輸入端相連。作為優選，所述的主信號通道A信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲 器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、 數據加密模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述的程 序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模塊、 數據加密模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相連，所述的 射頻功率放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作狀態檢測模 塊相連。產生標識信息模塊合成路段標識信息，經數據加密模塊加密數據後變 成射頻信號，經射頻匹配模塊進行阻抗變換後，送給射頻功率放大模塊進行功
率放大，再送天線進行無線傳送；自我檢測模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控 制端，負責狀態的檢測和信道切換控制，微處理器負責整個過程的控制管理； 作為優選，所述的副信號通道B信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、數 據加密模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述 的程序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模 塊、數據加密模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相 連，所述的射頻功率放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作 狀態檢測模塊相連。產生標識信息模塊合成路段標識信息，經數據加密模塊加 密數據後變成射頻信號，經射頻匹配模塊進行阻抗變換後，送給射頻功率放大 模塊進行功率放大，再送天線進行無線傳送；A信道信號檢測模塊、工作狀態 檢測模塊、檢測控制端，負責狀態的檢測和信道切換控制，微處理器負責整個 過程的控制管理；作為優選，所述的控制模塊包括供電設備輸入端、供電設備優先順序控制 電路、檢測控制端、路由控制電路、智能充電控制模塊、直流驅動控制電路、 供電路由電路，所述的供電設備輸入端和供電設備優先順序控制電路、智能充 電控制模塊相連，所述的檢測控制端和供電設備優先順序控制電路、直流驅動 控制電路、路由控制電路相連；所述的智能充電控制模塊和供電設備輸入端、 供電設備優先順序控制電路、直流驅動控制電路相連；所述的供電路由電路和 直流驅動控制電路、路由控制電路相連。作為優選，所述的天線是高增益定向天線。本實用新型的有益效果本實用新型通過設置多個信道，保證了一個信道 發生故障，通過控制模塊控制另外的備有信道及時替換故障信道，保證智能路
標的不間斷地無故障工作，可靠性高，進而保證了路過的行駛車輛識別該路段 的路徑信息，最終保證了所收通行費的正確拆分。
圖1是本實用新型實施例1中的用於高速公路的遠距離無線收發智能路標的原理示意圖；圖2是圖1中的控制模塊的原理示意圖；圖3是圖1中的主信號通道A信道模塊的原理示意圖；圖4是圖1中的副信號通道B信道模塊的原理示意圖；圖5是本實用新型實施例1中的一種用於高速公路的高可靠遠距離無線收發智 能路標的工作流程圖；圖6是本實用新型實施例1中的一種用於高速公路的高可靠遠距離無線收發智 能路標的應用示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型作進一步闡述實施例l:如圖l、 2、 3、 4所示， 一種用於高速公路的遠距離無線收發智 能路標，包括電源供電設備、控制模塊、信號通道模塊、天線切換模塊、高增 益定向天線，所述的信號通道模塊包括主信號通道A信道模塊、副信號通道B 信道模塊，所述的電源供電設備包括220V交流供電設備、風力發電設備、太陽 能電池、蓄電池組等多種電源供電設備；所述的主信號通道A信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、數據加密模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述的程序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模塊、數據加密
模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相連，所述的射頻功率 放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作狀態檢測模塊相連。 產生標識信息模塊合成路段標識信息，經數據加密模塊加密數據後變成射頻信 號，經射頻匹配模塊進行阻抗變換後，送給射頻功率放大模塊進行功率放大，再送天線進行無線傳送；自我檢測模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端，負 責狀態的檢測和信道切換控制，微處理器負責整個過程的控制管理；所述的副信號通道B信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲器、電源控 制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、數據加密 模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述的程序 數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模塊、數 據加密模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相連，所 述的射頻功率放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作狀態檢 測模塊相連。產生標識信息模塊合成路段標識信息，經數據加密模塊加密數據 後變成射頻信號，經射頻匹配模塊進行阻抗變換後，送給射頻功率放大模塊進 行功率放大，再送天線進行無線傳送；A信道信號檢測模塊、工作狀態檢測模 塊、檢測控制端，負責狀態的檢測和信道切換控制，微處理器負責整個過程的 控制管理；所述的控制模塊包括供電設備輸入端、供電設備優先順序控制電路、檢測 控制端、路由控制電路、智能充電控制模塊、直流驅動控制電路、供電路由電相連，所述的檢測控制端和供電設備優先順序控制電路、直流驅動控制電路、 路由控制電路相連；所述的智能充電控制模塊和供電設備輸入端、供電設備優 先順序控制電路、直流驅動控制電路相連；所述的供電路由電路和直流驅動控制電路、路由控制電路相連。所述的A信道模塊、B信道模塊信號的射頻功率放大模塊和天線切換模塊 的信號輸入端相連；控制模塊的檢測控制端分別和A信道模塊、B信道模塊的 檢測控制端分別相連，天線切換模塊輸出端和天線相連；所述的220V交流供電 設備、風力發電設備、太陽能電池、蓄電池組分別和控制模塊的供電設備輸入 端相連。當電源供電設備220V交流供電設備、風力發電設備、太陽能電池、蓄電池 組同時向路標供電時，220V交流供電設備經一開關電源變成9V直流電，經控制 模塊的供電設備輸入端輸入控制模塊，經供電設備優先順序控制電路控制，優 先向直流驅動控制電路供電，同時通過智能充電控制模塊給蓄電池組充電，讓 蓄電池組蓄備足夠的電能，以備在沒有其他供電設備供電時，給路標10天的電 能供給。當出現市電停電時，而正好有風力發電供電，風力發電經一開關電源 變成9V直流電源，經控制模塊的供電設備輸入端輸入控制模塊，經供電設備優 先順序控制電路控制，優先向直流驅動控制電路供電，同時通過智能充電控制 模塊給蓄電池組充電。當市電停電，又無風力發電，此時太陽能電池優先供電， 同時給蓄電池組充電。當市電停電，無風力發電，又正好在晚上或陰雨天氣， 此時由蓄電池組供電。供給的電能，經直流驅動控制電路驅動，由供電路由電 路輸出到相應的信道模塊，充分保證了路標的電能供給。如圖5所示，當給路標上電時，B信道模塊默認開機，B信道模塊正常上電，先延時。在延時期間，A信道模塊向控制模塊的檢測控制端發出切換到A信道模 塊請求，控制模塊的檢測控制端通過路由控制電路控制切換到A信道模塊，同 時切換天線連接到A信道模塊。A信道模塊檢測各檢測點的工作狀態，狀態信息
和路標的信息合成並加密後開始重複發射，控制模塊的檢測控制端對A信道模塊進行檢測，如A信道模塊工作正常就鎖定A信道模塊工作；工作後，檢測控制端不斷對A信道模塊進行檢測，如發現A信道模塊功率部分有故障，就通過 路由控制電路控制切換到B信道模塊工作，同時切換天線連接到B信道模塊。B 信道模塊上電後先延時，延時結束，開始進入接收監控工作狀態，不斷的監控A 信道模塊是否有路徑標識信號，如沒有信號，就向控制模塊的檢測控制端發出 控制切換請求信號，經路由控制電路切換到B信道模塊工作，同時切換天線連 接到B信道模塊。B信道模塊的工作狀態檢測模塊把有關故障信息送微處理中心 處理後經B信道模塊發送出去，通過行駛通過的車輛上的路徑信息接收裝置接 收，將信息帶回收費站，收費站將故障信息通過網絡轉送到控制中心，控制中 心的系統，及時反映路標的工作狀態，以便控制中心安排人員更換維護。不管 是A信道模塊還是B信道模塊在工作，工作狀態信息一旦發生變化，信道模塊 立即就會把最新的狀態信息和路徑信息重新組合併加密後發送出去，以便及時 匯總到控制中心。A、 B信道的這種工作方式，保證了智能路標的無故障工作時 間。所述控制模塊其特點是當沒有220V市電時，這時不管是否有太陽能電池 還是蓄電池組，優先由風力發電供電，同時對蓄電池組充電；當既沒有220V市 電，也沒有風力發電時，這時不管是否有蓄電池組，優先由太陽能電池供電， 同時對蓄電池組充電；當沒有220V市電、風力發電，也沒有太陽能電池供電時， 由蓄電池組供電。當所述控制模塊自身出現硬體故障時，不會終止A、 B信道的 工作。所述A信道模塊其特點是具有自我工作狀態檢測功能，當A信道模塊復位或上電時，A信道模塊自我檢測電路，先嘗試給自己功率放大部分供電，看能
否正常工作，如工作正常，就鎖定A信道模塊工作，如工作不正常，經控制模 塊控制切換到B信道模塊工作。所述B信道模塊其特點是具有主通道信號檢測控制功能，當B信道模塊上電或A信道模塊工作正常時，B信道模塊的A信道模塊信號檢測控制部分始終 在不斷的接收檢測A信道模塊是否有信號輸出， 一旦檢測到A信道模塊沒有信 號輸出，經控制模塊控制立即切換到B信道模塊工作，並即時更新路標工作狀 態信息。所述A信道模塊、B信道模塊其共同的特點是A信道模塊、B信道模塊可 互換使用，可自動識別當前工作角色並自動進入當前角色工作狀態；不管是A 信道模塊還是B信道模塊，在更換時不影響另外一個信道模塊的工作。這種高可靠高速公路遠距離無線收發智能路標在高速公路聯網收費二義性 路徑識別系統中的應用舉例-如圖6所示當車輛進入道口時，工作人員將具有路徑識別功能的智能收 費卡發放給進入道口的車輛，車輛攜帶智能收費卡，經過智能路標，接收記錄 智能路標的標識信息，當車輛駛離高速公路離開道口時，工作人員收回智能收 費卡，道口讀寫設備讀取收費信息的同時，讀取智能收費卡上的車輛行駛經過 路段的標識信息，作為所收通行費用拆分的依據，實現高速公路聯網收費多義 性路徑通行費的精確拆分。
權利要求1、一種用於高速公路的遠距離無線收發智能路標，包括電源供電設備、控制模塊、信號通道模塊、天線切換模塊、天線，其特徵在於所述的信號通道模塊包括若干個信號通道模塊，所述的若干個信號通道模塊的輸出端和天線切換模塊的信號輸入端相連；天線切換模塊輸出端和天線相連；控制模塊的檢測控制端分別和若干個信號通道模塊、天線切換模塊的檢測控制端分別相連；電源供電設備分別和控制模塊的供電設備輸入端相連。
2、 根據權利要求1所述的用於高速公路的遠距離無線收發智能路標，其特 徵在於所述的若干個信號通道模塊包括主信號通道A信道模塊、副信號通道B 信道模塊，所述的A信道模塊、B信道模塊信號輸出端和天線切換模塊的信號 輸入端相連；控制模塊的檢測控制端分別和A信道模塊、B信道模塊的檢測控 制端分別相連。
3、 根據權利要求2所述的用於高速公路的高可靠遠距離無線收發智能路標， 其特徵在於電源供電設備包括220V交流供電設備、風力發電設備、太陽能電池、 蓄電池組，所述的220V交流供電設備、風力發電設備、太陽能電池、蓄電池組 分別和控制模塊的供電設備輸入端相連。
4、 根據權利要求2或3所述的用於高速公路的遠距離無線收發智能路標， 其特徵在於所述的主信號通道A信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲器、 電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、數 據加密模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述的程序 數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模塊、數 據加密模塊、自我檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相連，所述的射 頻功率放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作狀態檢測模塊 相連。
5、 根據權利要求4所述的用於高速公路的高可靠遠距離無線收發智能路標， 其特徵在於所述的副信號通道B信道模塊包括微處理中心、程序數據存儲器、 電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、檢測控制端、產生標識信息模塊、數 據加密模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊、射頻功率放大模塊；所述 的程序數據存儲器、電源控制管理模塊、工作狀態檢測模塊、產生標識信息模 塊、數據加密模塊、A信道信號檢測模塊、射頻匹配模塊分別與微處理中心相 連，所述的射頻功率放大模塊與射頻匹配模塊相連，所述的檢測控制端和工作 狀態檢測模塊相連。
6、 根據權利要求5所述的用於高速公路的遠距離無線收發智能路標，其特 徵在於所述的控制模塊包括供電設備輸入端、供電設備優先順序控制電路、檢 測控制端、路由控制電路、智能充電控制模塊、直流驅動控制電路、供電路由 電路，所述的供電設備輸入端和供電設備優先順序控制電路、智能充電控制模 塊相連，所述的檢測控制端和供電設備優先順序控制電路、直流驅動控制電路、 路由控制電路相連；所述的智能充電控制模塊和供電設備輸入端、供電設備優 先順序控制電路、直流驅動控制電路相連；所述的供電路由電路和直流驅動控 制電路、路由控制電路相連。
7、 根據權利要求6所述的用於高速公路的遠距離無線收發智能路標，其特 徵在於所述的天線是高增益定向天線。
專利摘要本實用新型公開一種用於高速公路的遠距離無線收發智能路標，包括電源供電設備、控制模塊、信號通道模塊、天線切換模塊、天線，其特徵在於所述的信號通道模塊包括若干個信號通道模塊，所述的若干個信號通道模塊的輸出端和天線切換模塊的信號輸入端相連；天線切換模塊輸出端和天線相連；控制模塊的檢測控制端分別和若干個信號通道模塊、天線切換模塊的檢測控制端分別相連；電源供電設備分別和控制模塊的供電設備輸入端相連。本實用新型的有益效果本實用新型通過設置多個信道，保證了一個信道發生故障，通過控制模塊控制另外的備有信道及時替換故障信道，保證智能路標的不間斷地無故障工作，可靠性高，進而保證了路過的行駛車輛識別該路段的路徑信息，最終保證了所收通行費的正確拆分。
文檔編號G07B15/06GK201054159SQ20072010889
公開日2008年4月30日 申請日期2007年5月9日 優先權日2007年5月9日
發明者丁豐其 申請人:丁豐其