可定位的電子車牌系統的製作方法
2023-08-13 00:51:01
專利名稱：可定位的電子車牌系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子裝置，尤其涉及一種可定位的電子車牌系統。
背景技術：
中國專利文獻93244305.2公開了一種「電子車牌」，由安裝在機動車上的車號發射器和安裝在機動車通行道口的車號接收器組成，車號發射器包括編碼器、放大器、調製器和發射器，車號接收器包括接收器、解調器和解碼器。發射器的調製器由反相器、第1第2振蕩器及第1第2選通門組成，以鍵控移頻方式工作，編碼器和解碼器均採用單片微處理器。該電子車牌可自動識別通過車輛的車型、車號等，便於計算機統一記錄、管理、收費等，但它只起車輛的身份識別作用，沒有定位作用。
近幾年，GPS車輛定位技術的運用已經開始得到重視和發展，並開始進入普遍推廣階段。許多城市的出租、公交、物流配送等行業已經開始利用GPS技術對車輛進行跟蹤及調度管理，以達到合理調配資源、提高服務水準、降低能源消耗、節省運行成本的目的。但目前使用的GPS定位設備的核心技術和智慧財產權為少數公司所壟斷，採購和使用成本高昂，不適合大量普及發展，另外定位精度也不高，在民用領域，目前使用的系統一般誤差都在30-50米左右，而在很多城市的中心區域，30-50米可能就是2條路的差別。
發明內容
本實用新型主要是解決了現有電子車牌只能對車輛進行身份識別、收費管理等功能單一的技術問題；提供了一種既能對車輛進行身份識別又能對車輛進行定位的可定位的電子車牌系統。
本實用新型還解決了基於GPS技術的車輛定位設備定位精度不高、使用成本高昂、不適合大量普及的技術問題；提供了一種定位精確、成本低廉、適合大量普及的可定位的電子車牌系統。
本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的本實用新型包括安裝於車輛上的電子車牌和安裝於道路兩邊的地址標誌器，所述的電子車牌和地址標誌器以無線連接方式相連；所述的電子車牌包括MCU中央處理單元A、與所述MCU中央處理單元A相連的無線收發單元A和大容量數據存儲單元以及為整個電子車牌提供工作電源的電源模塊A，所述的MCU中央處理單元A內存儲有車輛身份編碼；所述的地址標誌器包括MCU中央處理單元B、與所述MCU中央處理單元B相連的無線收發單元B以及為整個地址標誌器提供工作電源的電源模塊B，所述的MCU中央處理單元B內存儲有地理經緯度信息或具體地址信息編碼；所述的無線收發單元B與所述的無線收發單元A相匹配。電子車牌安裝在車輛上，其MCU中央處理單元A內保存著汽車的身份編碼(身份識別數據)，這個編碼包含了汽車合法註冊時所必需的所有信息，例如汽車的顏色、類型、生產廠家、出廠日期、註冊地區、車主信息等等。地址標誌器作為行車定位的專用標誌設備，以一定的間隔距離依次安裝在道路兩邊，其MCU中央處理單元B內存放有本地的地址編碼信息，為所有經過車輛提供地址信息。電子車牌和地址標誌器通過無線收發單元A、B收發數據，互相交換信息。
作為優選，所述的電子車牌的電源模塊A與安裝所述電子車牌的車輛的點火電路相連，所述的地址標誌器的電源模塊B與220V市電相連或與太陽能電池相連，或直接使用乾電池供電。電子車牌電源取自汽車點火電路，車子一旦啟動，系統就進入待機工作狀態，汽車熄火停止後，系統也停止工作。
作為優選，所述的MCU中央處理器單元A、MCU中央處理器單元B為8051兼容單片機及其外圍電路，成本低，功能強，技術成熟，性能穩定。
作為優選，所述的無線收發單元A、無線收發單元B為RF射頻收發單元NRF905或NRF2401，其中NRF2401的工作頻率在世界公用的頻段範圍2.4～2.5GHz內，最大傳輸速率可達1Mbit/S。
作為優選，所述的大容量數據存儲單元為K9F2808U0B集成電路。車輛行駛路程越長、道路邊設置的地址標誌器的間距越短，數據存儲量就越大，採用K9F2808U0B集成電路作為數據存儲單元確保能存儲車輛行駛30-40天所記錄下的數據。
作為優選，所述的電子車牌還設有與所述的MCU中央處理單元A相連的接口電路單元A，起拓展電子車牌多方面功能的作用，使電子車牌更趨完善。
作為優選，所述的接口電路單元A還連接有GPRS收發單元，可以在需要時把本車的位置信息和身份信息實時發送給遠程終端，實現遠端監控。
作為優選，所述的接口電路單元A還與MPC車載計算機相連，MPC車載計算機與汽車音響電路相連。MPC車載計算機配備觸摸式顯示屏、windowsCE4.0c作業系統、電子地圖運行軟體、行車誘導軟體和語音合成軟體。顯示屏上可顯示車輛所在區域的電子交通圖，並在圖上實時顯示出車輛所在位置。駕駛員也可以直接在觸控螢幕的電子地圖上輸入目的地信息，MPC車載計算機內的行車誘導軟體會根據電子地圖的路徑信息自動計算最近走法，並在電子地圖上進行顯示。另外，通過軟體設置，地址標誌器也可以向經過車輛發送該地段的基本道路信息，如限速、禁行、路況等提醒信息，過往車輛的電子車牌接收到該信息後，經過處理以語音形式提醒司機，達到安全駕駛的目的。
作為優選，所述的接口電路單元A為串口電平轉換電路MAX232。
作為優選，所述的地址標誌器中還設有與所述的MCU中央處理單元B相連的接口電路單元B，所述的接口電路單元B可與外部設備相連。例如與GPRS模塊連接，把接收的車輛身份信息和位置信息發送給上級管理中心，進行遠程管理；與計算機連接，進行現場管理、車輛識別、或車輛收費等；與控制系統連接，如開關通道門、升降攔阻杆、改變紅綠燈等。
本實用新型的有益效果是不僅可以實現車輛身份識別、車輛定位功能，還可實現行車軌跡記錄和行車狀態記錄，集監控、視、聽於一體，並且功能可以通過軟體編程擴展，同時定位精確、成本低、實施方便，適合於大量普及。
圖1是本實用新型的一種連接框圖。
圖2是本實用新型一種實施例中電子車牌的電路連接示意圖。
圖3是本實用新型電子車牌的工作流程圖。
圖4是本實用新型地址標誌器的工作流程圖。
圖中1.電子車牌，2.地址標誌器，11.MCU中央處理單元A，12.無線收發單元A，13.大容量數據存儲單元，14.電源模塊A，15.接口電路單元A，16.GPRS收發單元，21.MCU中央處理單元B，22.無線收發單元B，24.電源模塊B，25.接口電路單元B。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
實施例1本實施例中可定位的電子車牌系統包括安裝於車輛上的電子車牌1和安裝於道路兩邊的地址標誌器2。電子車牌1以MCU中央處理單元A11為核心，本實施例中MCU中央處理單元A11採用8051兼容單片機及其外圍電路，8051兼容單片機的內部存儲有車輛的身份編碼，8051兼容單片機的P2口連接有作為無線收發單元A12的RF射頻收發單元NRF2401，8051兼容單片機的P1、P0口間連接有作為大容量數據存儲單元13的K9F2808U0B集成電路，8051兼容單片機的RXD、TXD腳上連接有作為接口電路單元A15的串口電平轉換電路MAX232，MAX232還連接有GPRS收發單元16、與車輛音響電路相連的MPC車載計算機，整個電子車牌的工作電源由與車輛的點火電路相連的電源模塊A14提供。地址標誌器2的電路連接與電子車牌1的電路連接相同，所不同的是地址標誌器2中沒有大容量數據存儲單元，地址標誌器中的接口電路單元B25可根據需要與GPRS模塊、計算機、控制系統等外部設備相連，地址標誌器的電源模塊B24與220V市電相連，地址標誌器的8051兼容單片機內存儲有本地的地址編碼信息。地址標誌器2與電子車牌1通過RF射頻收發單元NRF2401無線連接、互相通信。
實現車輛定位的工作過程電子車牌電源取自車輛點火電路，車輛啟動後，系統就進入待機工作狀態。車輛在行駛過程中不斷接收路兩邊地址標誌器發出的無線信號。該信號就是給車輛定位的地址編碼數據包信號。
接收到該數據包信號後，電子車牌內的MCU中央處理器A把該信息與上次接收的信息進行比較，如不同，MCU將對其解碼，讀出地址編碼，並在該編碼上添加時間編碼，然後儲存在系統內的大容量存儲單元中，供MPC車載計算機調用或其他外接系統下載；如相同，說明車輛還在原地未動或移動很小(等紅燈或堵車)，則系統不做任何響應，返回接收等待狀態。
因為系統保存的每組地址編碼數據都被標註了當前時間，所以把重複的數據丟掉，可以使系統在不降低精度的情況下減少數據存儲量，提高系統工作效率。
通過上述過程，實現了車輛的行駛過程中的實時定位，定位數據保存在電子車牌中。車輛熄火停止後，系統也停止工作。
定位數據的應用電子車牌中的接口電路單元A與MPC車載計算機連接，MPC車載計算機配備觸摸式顯示屏、windowsCE4.0作業系統、內部運行電子地圖軟體、行車誘導軟體和語音合成軟體，並與車輛的音響電路連接。車輛啟動後，MPC車載計算機通過電子車牌的接口電路單元A讀取電子車牌中的車輛地址數據，並根據該地址數據，調出該地區的電子交通圖，同時在顯示屏上的電子地圖中顯示出車輛位置。
駕駛員也可以直接在觸控螢幕的電子地圖上輸入目的地信息，MPC車載計算機內的行車誘導軟體會根據電子地圖的路徑信息自動計算最近走法，並在電子地圖上進行顯示。
MPC車載計算機內運行有語音合成軟體，MCU中央處理單元A可以根據運行位置和道路交通情況調出該地段的語音合成文件，送汽車音響電路播放，如「前方請右轉」、「本路段限速60公裡，請控制車速」、「前方事故多發路段、請小心駕駛」等。
接口電路單元A同時與GPRS收發單元連接，並由8051兼容單片機的P0口高端位進行選通控制，在需要時，把本車的位置信息或其他緊急信息實時向外發送，實現遠端的監控和緊急情況報警。
實現車輛身份識別的工作過程外接的外部設備計算機與地址標誌器連接後，通過修改地址標誌器內的軟體設置，就可以使地址標誌器在發送定位信號的同時對車輛的身份進行識別。其工作過程如下地址標誌器接收到外接計算機發給它的身份識別指令後，在其發送給電子車牌的地址編碼數據包信號中添加身份識別編碼，經過該地點的所有車輛的電子車牌收到後會進行應答，回送本車ID編碼給地址標誌器，實現身份識別。地址標誌器收到車輛回復的ID編碼後直接通過接口電路單元B送外接計算機進行應用或保存。
為防止車輛間的通訊幹擾，在電子車牌應答前，首先會進行信道偵聽如空閒，將回復握手信號給地址標誌器建立通訊聯繫，如遇忙，則等待3ms後再次偵聽，直到信道空閒。當上述等待時間超過3分鐘時，電子車牌將放棄通訊努力返回待機狀態重新開始流程。
已經進行過通訊的車輛通過信號比對實現對該地址標誌器進行屏蔽，不再進行響應，以便讓出資源給其他車輛。
地址標誌器還可通過接口電路單元B與其他外部設備連接，例如與GPRS模塊連接，把接收的車輛身份信息和位置信息發送給上級管理中心，進行遠程管理。
與計算機連接，進行現場管理、車輛識別、或車輛收費等。
與控制系統連接，實現如開關通道門、升降攔阻杆、改變紅綠燈等控制。
地址標誌器內的MCU中央處理單元B也可以保存一些該地址的路面信息，如限速信息、禁止通行或禁止轉向信息、複雜路況提醒信息等，與地址信息一起打包發送給所有經過車輛。經過的車輛接收到該信號後，經過電子車牌的處理以語音形式提醒司機，達到安全駕駛的目的。
本實施例既可實現車輛身份識別又可實現車輛定位，而成本僅是衛星定位的幾十分之一，非常具有推廣價值。
權利要求1.一種可定位的電子車牌系統，其特徵在於包括安裝於車輛上的電子車牌(1)和安裝於道路兩邊的地址標誌器(2)，所述的電子車牌(1)和地址標誌器(2)以無線連接方式相連；所述的電子車牌(1)包括MCU中央處理單元A(11)、與所述MCU中央處理單元A(11)相連的無線收發單元A(12)和大容量數據存儲單元(13)以及為整個電子車牌(1)提供工作電源的電源模塊A(14)，所述的MCU中央處理單元A(11)內存儲有車輛身份編碼；所述的地址標誌器(2)包括MCU中央處理單元B(21)、與所述MCU中央處理單元B(21)相連的無線收發單元B(22)以及為整個地址標誌器(2)提供工作電源的電源模塊B(24)，所述的MCU中央處理單元B(21)內存儲有地理經緯度信息或具體地址信息編碼；所述的無線收發單元B(22)與所述的無線收發單元A(12)相匹配。
2.根據權利要求1所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的電子車牌的電源模塊A(14)與安裝所述電子車牌(1)的車輛的點火電路相連，所述的地址標誌器(2)的電源模塊B(24)與220V市電相連或與太陽能電池相連，或直接使用乾電池供電。
3.根據權利要求1或2所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的MCU中央處理單元A(11)、MCU中央處理單元B(21)為8051兼容單片機及其外圍電路。
4.根據權利要求1或2所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的無線收發單元A(12)、無線收發單元B(22)為RF射頻收發單元NRF905或NRF2401。
5.根據權利要求1或2所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的大容量數據存儲單元(13)為K9F2808UOB集成電路。
6.根據權利要求1或2所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的電子車牌(1)還設有與所述的MCU中央處理單元A(11)相連的接口電路單元A(15)。
7.根據權利要求6所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的接口電路單元A(15)還連接有GPRS收發單元(16)。
8.根據權利要求6所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的接口電路單元A(15)還與MPC車載計算機相連，MPC車載計算機與汽車音響電路相連。
9.根據權利要求6所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的接口電路單元A(15)為串口電平轉換電路MAX232。
10.根據權利要求1或2所述的可定位的電子車牌系統，其特徵在於所述的MCU中央處理單元B(21)還連接有接口電路單元B(25)，所述的接口電路單元B(25)與外部設備相連。
專利摘要本實用新型涉及一種可定位的電子車牌系統，包括安裝於車輛上的電子車牌和安裝於道路兩邊的地址標誌器，電子車牌和地址標誌器以無線連接方式相連；電子車牌包括存儲有車輛身份編碼的MCU中央處理單元A、與其相連的無線收發單元A和大容量數據存儲單元以及為整個電子車牌提供工作電源的電源模塊A；地址標誌器包括存儲有地理經緯度信息或地址編碼信息的MCU中央處理單元B、與其相連的無線收發單元B以及為整個地址標誌器提供工作電源的電源模塊B；所述的無線收發單元B與所述的無線收發單元A相匹配。本實用新型不僅可以實現車輛身份識別、車輛定位功能，還可實現行車軌跡記錄和行車狀態記錄，定位精確、成本低、實施方便，適合於大量普及。
文檔編號G06K19/00GK2818235SQ200520013779
公開日2006年9月20日 申請日期2005年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者關亮 申請人:關亮