一種高速公路車輛信息管理裝置的製作方法
2023-08-05 17:34:46 1
專利名稱：一種高速公路車輛信息管理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高速公路的車輛信息化管理系統，特別是一種高速公路車輛信息 管理裝置。
背景技術：
射頻識別技術(RFID)晶片具有傳輸穩定無法複製。識別系統保密性極高，完全杜絕了截取、掃描、盜拷。該產品密碼組合數多，決無重複。射頻識別技術(RFID)晶片採用最先進的防衝突技術，極大地增強了系統的可靠性。現在射頻識別技術已經被廣泛應用於工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理。煤礦、礦山、油田、化工廠、核工廠等一些重要危險區域或單位。如汽車防盜和無鑰匙開門系統的應用，畜牧業的管理系統，馬拉松賽跑系統的應用，自動加油系統的應用，自動停車場收費和車輛管理系統，酒店門鎖系統的應用，煤礦礦工定位系統以及門禁和安全管理系統。
發明內容本實用新型的目的是提供一種通過控制中心能隨時了解在高速公路行駛移動車輛時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息的高速公路車輛信息管理裝置。本實用新型的目的是這樣實現的，一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是至少包括在高速公路一側間隔分布的基站、在高速公路行駛移動車輛放置的RFID射頻卡，與基站電連接的信息中心，在高速公路行駛移動車輛有雙向通信RFID射頻卡，通過其內的雙向通信RFID射頻卡與間隔分布的基站無線電電連接進行信息交換，基站與信息中心電連接。所述的基站包括基站殼體，基站殼體內有處理器電路、無線收發模塊、存貯器電路、可編程邏輯電路、LCD接口電路、網絡接口電路以及電源電路；其中處理器電路分別與可編程邏輯電路、網絡接口電路、存貯器電路之間電連接，電源電路與處理器電路、通訊及存貯器電路、可編程邏輯電路及LCD接口電路、網絡接口電路分別電連接，為各個電路提供電源。所述處理器電路採用了 Cortex-M3核的ARM處理器，ARM處理器連接有四個接口， 第四接口為無線接口，第一接口與GPS模塊電連接，通過GPS模塊獲取地理位置信息和校時信息；第二接口與信息中心控制通信端電連接，第三接口與調試單元電連接。所述RFID射頻卡它至少包括RFID射頻卡讀寫電路、鋰電池、電源電路、無線發射模塊、無線接收模塊和存貯器，RFID射頻卡讀寫電路通過I/O 口與無線發射模塊、無線接收模塊和存貯器電連接，RFID射頻卡讀寫電路、鋰電池、電源電路、無線發射模塊、無線接收模塊和存貯器固定在卡式殼體內。所述無線發射模塊、無線接收模塊分別使用波段在315MHZ或433MHZ或2. 4G之間。[0010]本實用新型的工作過程及優點是至少包括在高速公路一側間隔分布的基站、在高速公路行駛移動車輛放置的RFID射頻卡，與基站電連接的信息中心，在高速公路行駛移動車輛通過其內的雙向通信RFID射頻卡與間隔分布的基站進行信息交換，記錄在高速公路行駛移動車輛的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息由RFID射頻卡記錄在RFID射頻卡內的存貯單元內，RFID射頻卡通過與基站通信，再由基站將在高速公路行駛移動車輛的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程 信息發送到信息中心。在高速公路行駛移動車輛的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息隨時由信息中心撐控，在完成快速交費的同時，實現高速公路車輛信息信息化管理。
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型實施例結構示意圖；圖2是本實用新型實施例1使用系統示意圖；圖3是RFID射頻卡電路框圖；圖4是電源電路的電路。圖中1、基站；2、高速公路；3、移動車輛；4、RFID射頻卡；5、信息中心；101、基站殼體；102、IXD接口電路；103、可編程邏輯電路；104、第三接口 ；105、調試單元；106、存貯器電路；107、信息中心控制通信端；108、第二接口 ；109、第四接口 ；110、無線收發模塊； 111、天線；112、處理器電路；113、GPS模塊；114、第一接口 ；401、RFID射頻卡讀寫電路； 402、電源電路；403、鋰電池；404、無線發射模塊；405、無線接收模塊；406、發射天線；407、 接收天線；408、存貯器。
具體實施方式
如圖1所示，一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是至少包括在高速公路2 一側間隔分布的基站1、在高速公路2行駛移動車輛3放置的RFID射頻卡4，與基站1電連接的信息中心5，在高速公路2行駛移動車輛3通過其內的雙向通信RFID射頻卡4與間隔分布的基站1進行信息交換，記錄在高速公路2行駛移動車輛3的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息由RFID射頻卡4記錄在RFID射頻卡內的存貯單元內，RFID射頻卡4通過與基站1通信，再由基站1將在高速公路2行駛移動車輛3的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息發送到信息中心。基站1包括基站殼體101，基站殼體101內有處理器電路112、無線收發模塊110、 存貯器電路106、可編程邏輯電路103、LCD接口電路102、網絡接口電路以及電源電路。其中處理器電路112分別與可編程邏輯電路103、網絡接口電路、存貯器電路106之間電連接， 電源電路與處理器電路、通訊及存貯器電路106、可編程邏輯電路及LCD接口電路、網絡接口電路分別電連接，為各個電路提供電源。作為優選，所述處理器電路112採用了 Cortex-M3核的ARM處理器，具有處理速度快、功耗低、外部接口豐富的優點。ARM處理器有四個接口，第四接口 109為無線接口，第一接口 114為與GPS模塊113電連接，通過GPS模塊113獲取地理位置信息和校時信息。第二接口 108與信息中心控制通信端107電連接，完成信息中心5與基站1的所有通信。第三接口 104與調試單元105電連接，調試單元105是一臺計算單元，通過處理器電路112發送命令，實現本基站號碼查詢、修改，查詢經過本基站的移動車輛編號，以及查詢某一時段經過該基站的車輛數等功能。無線接口可以實現短距離雙向無線通訊，可以實現150米距離內的雙向無線通訊，處理器電路112通過無線接口與無線收發模塊110電連接，通過無線收發模塊110與移動車輛3無線進行信息交換。
處理器電路112通過第二接口 108與信息中心5進行通信，將檢測的移動車輛3 信息發送到信息中心。處理器電路112通過無線接口每隔一定時間發送一幀數據，數據幀包含了查詢信息及確認信息，每發送一幀數據處理器電路112通過第四接口 109等待接收移動車輛3(在這可定義為移動節點)返回信息，對接收移動車輛3返回信息(移動節點)信息進行記錄，存貯在存貯器電路106，經發送多幀數據或多個周期後(周期數可根據需要改變)，處理器電路 112將多個周期時間的移動車輛數據信息，通過第二接口 108發送到信息中心5。處理器電路112通過第二接口 108與信息中心5進行通信時通過握手校驗確保信息通信準確，如果信息中心5未能成功接收到來自某一基站1 (或稱路標)的數據，某一基站1會將數據重新發送給上位機。如果多次(可設定)接收錯誤，則將該時段數據保存到信息保留區中，並做時間標記。等待下次繼續發送，下次發送時前次未能發送成功的信息需要等新信息發送後發送。信息中心5通過不同基站1分時接收的移動車輛3的信息，能獲取如下信息1)移動車輛的移動軌跡信息；2)移動車輛的時間信息；3)得到車輛故障或交通事故地點信息。處理器電路112通過第二接口 108和第三接口 104與信息中心還可作為路標模塊的程序升級接口，可以實現網絡遠程升級。此外，實現統一實時時鐘校準。所述的存貯器電路106除去ARM處理器自身所帶的片內SRAM和FLASH，在片外還擴展了鐵電存貯器、DataflasKE2PROM和TF卡，可以提供更靈活的存貯方案。所述的可編程邏輯電路103與IXD接口電路102電連接，IXD接口電路102接IXD 液晶屏，再與兩個按鍵配合可以實現信息顯示及查詢，實現當地人機圖形界面交互。如圖4所示，電源電路為處理器電路112和其他外圍電路提供穩定的直流工作電源，電源電路以三端穩壓器U9、UlO為核心，電源電路由8個濾波電容C48、C50、C49、C51、 C55、C57、C52和C53組成，二極體D6起保護作用。電源分兩路輸出，為處理器和外圍電路分別提供電源，使得系統的功率分配更加均衡合理。可以提高電源和整個電路的可靠性；由於輸入端接有二極體保護電路，可以有效防止電源反接而產生故障。移動車輛3在高速公路2的時間信息、位置信息被移動車輛3的射頻卡記錄，射頻卡記錄時間信息和位置信息是通過與高速公路2 —側的的基站1通信實現的，使用RFID射頻卡的車輛經過N號基站時，通過與過N號基站通信，記錄N號基站的位置和時間，經過N+1 號基站時，通過與N+1號基站通信，記錄在N+1號基站的位置和時間，射頻卡通過與基站1 通信向基站1發送移動車輛3在高速公路2的時間信息和位置信息，基站1與信息中心通信，由信息中心記錄當前移動車輛3在高速公路2的時間信息、位置信息。[0033]移動車輛3在高速公路2的軌跡信息被移動車輛3的射頻卡記錄，射頻卡記錄軌跡信息是通過與高速公路2 —側的的基站1通信實現的，使用RFID射頻卡的車輛經過N號基站時，通過與過N號基站通信，記錄N號基站的編碼，經過N+1號基站時，通過與過N+1號基站通信，記錄N+1號基站的編碼，最終記錄在高速公路2的軌跡信息。移動車輛3在高速公路2的行駛路程信息也被移動車輛3的射頻卡記錄，射頻卡記錄行駛路程信息是通過與高速公路2 —側的的基站1通信實現的，使用RFID射頻卡的車輛經過N號基站時，通過與過N號基站通信，記錄經N號基站的路程，經過N+1號基站時，通過與過N+1號基站通信，記錄N+1號基站的路程，最終通過計算在高速公路2的軌跡信息， 實現行駛路程信息統計。移動車輛3在高速公路2的速度信息同樣被移動車輛3的射頻卡記錄，速度信息是由移動車輛3經過兩基站之間的時間信息和兩基站之間的位置信息計算得到，使用RFID 射頻卡的車輛經過N號基站時，時間記錄為Tl，經過N+1號基站時，時間記錄為T2，N號基站與N+1號基站的距離是Si，則車輛通過N號基站和N+1號基站之間的距離時的速度是 Vl=Sl/ (T2-T1)。
移動車輛3的射頻卡將上述的軌跡信息、行駛路程信息、速度信息一同打包，通過與基站1的通信，再由基站1將每一個移動車輛3在高速公路2的上述信息發送到信息中心5，由信息中心5隨時了解每一個移動車輛3在高速公路2的軌跡信息、行駛路程信息、速度信息。最終達到科學管理之目的。如圖4所示，RFID射頻卡4在移動車輛3內，RFID射頻卡4它至少包括RFID射頻卡讀寫電路401、鋰電池403、電源電路402、無線發射模塊404、無線接收模塊405和存貯器408，RFID射頻卡讀寫電路401通過I/O 口與無線發射模塊404、無線接收模塊405和存貯器408電連接，鋰電池403提供RFID射頻卡4所需的電源，鋰電池403通過電源電路402 進行電源管理，提供不同需要的電壓，同時完成充電管理。RFID射頻卡讀寫電路401、鋰電池403、電源電路402、無線發射模塊404、無線接收模塊405和存貯器408固定在卡式殼體內，RFID射頻卡讀寫電路401通過無線發射模塊404、無線接收模塊405接收基站命令信息，並向基站發送信息，基站位置信息由基站位置(GPS模塊)和基站編碼給出，不同的基站位置和編碼不一樣，RFID射頻卡通過公路上的每一基站都會通過RFID射頻卡讀寫電路401 進行通信，同時，RFID射頻卡讀寫電路401將通過通過公路上的每一基站的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息記錄在存貯器408內。無線發射模塊404、無線接收模塊405分別使用在不同波段，波段可在公共使用的波段315MHZ或433MHZ或2. 4G之間選擇，無線發射模塊和無線接收模塊根據使用的頻率選用發射天線406和接收天線407。
權利要求1.一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是至少包括在高速公路(2) —側間隔分布的基站(1)、在高速公路(2)行駛移動車輛(3)放置的RFID射頻卡(4)，與基站(1)電連接的信息中心(5)，在高速公路(2)行駛移動車輛(3)有雙向通信RFID射頻卡(4)，通過其內的雙向通信RFID射頻卡(4)與間隔分布的基站(1)無線電電連接進行信息交換，基站(1) 與信息中心(5)電連接。
2.根據權利要求1所述的一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是所述的基站(1) 包括基站殼體(101)，基站殼體(101)內有處理器電路(112)、無線收發模塊(110)、存貯器電路(106 )、可編程邏輯電路(103 )、IXD接口電路(102 )、網絡接口電路以及電源電路；其中處理器電路(112)分別與可編程邏輯電路(103)、網絡接口電路、存貯器電路(106)之間電連接，電源電路與處理器電路、通訊及存貯器電路(106)、可編程邏輯電路及IXD接口電路、 網絡接口電路分別電連接，為各個電路提供電源。
3.根據權利要求1所述的一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是所述處理器電路(112)採用了 Cortex-M3核的ARM處理器，ARM處理器連接有四個接口，第四接口( 109) 為無線接口，第一接口(114)與GPS模塊(113)電連接，通過GPS模塊(113)獲取地理位置信息和校時信息；第二接口( 108)與信息中心控制通信端(107)電連接，第三接口( 104)與調試單元(105)電連接。
4.根據權利要求1所述的一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是所述RFID射頻卡(4)它至少包括RFID射頻卡讀寫電路(401)、鋰電池(403)、電源電路(402)、無線發射模塊(404)、無線接收模塊(405)和存貯器(408)，RFID射頻卡讀寫電路(401)通過I/O 口與無線發射模塊(404 )、無線接收模塊(405 )和存貯器(408 )電連接，RFID射頻卡讀寫電路 (401)、鋰電池(403)、電源電路(402)、無線發射模塊(404)、無線接收模塊(405)和存貯器 (408)固定在卡式殼體內。
5.根據權利要求4所述的一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是所述無線發射模塊(404)、無線接收模塊(405)分別使用波段在315MHZ或433MHZ或2. 4G之間。
專利摘要本實用新型涉及高速公路的車輛信息化管理系統，特別是一種高速公路車輛信息管理裝置，其特徵是至少包括在高速公路一側間隔分布的基站、在高速公路行駛移動車輛放置的RFID射頻卡，與基站電連接的信息中心，在高速公路行駛移動車輛通過其內的雙向通信RFID射頻卡與間隔分布的基站進行信息交換，記錄在高速公路行駛移動車輛的時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息由RFID射頻卡記錄在RFID射頻卡內的存貯單元內，RFID射頻卡通過與基站通信。它提供了一種通過控制中心能隨時了解在高速公路行駛移動車輛時間信息、位置信息、速度信息、軌跡信息、裡程信息的高速公路車輛信息管理裝置。
文檔編號H04W88/08GK202217325SQ201120326088
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者孟令勇, 張佩旭, 田慶安, 郭少偉 申請人:河南省交通科學技術研究院有限公司