一種5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元的製作方法

2023-12-03 20:15:36 1

專利名稱：一種5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元。
背景技術：
目前，我國所有的高速公路都需要付費通行，收費方式主要有人工收費和人工半自動收費。然而，伴隨著國家高速公路網的快速建設和交通量的持續增長，傳統的高速公路收費方式已經無法滿足高速公路收費管理的需要，人工收費以及人工半自動收費帶來的問題也越來越突出，主要表現在以下幾點1.入口發放通行券，出口回收通行券，車輛需要停車兩次，造成道路通行效率下降，收費站的通行效率成為了制約道路通行效率提升的瓶頸，不少路段都出現了收費站車輛堵塞的情況。2.人工判別車型存在標準不一的問題。在實際收費工作中，經常出現車輛實際噸位與行駛證標示噸位不符的情況，僅憑人工判別車型、噸位，存在較大差異，從而導致收費標準不統一，經常引起現場糾紛。3.現金交易存在弊端。現金交易速度慢，導致車輛通行速度無法提高；收費工作中的容易出現貪汙作弊現象，導致票款流失、財務管理混亂等問題。4.基建費用和人力成本較高。由於傳統的收費方式，需要在高速公路出入口建設巨大的收費廣場以及收費站設施，基建費用較高。而且需要人工參與收費過程，人力成本無法節省。5.不利於公路聯網收費以及高速公路信息化管理的推進。為了解決傳統收費方式存在的上述問題，電子不停車收費(ETC)已經成為我國大力推廣的公路收費方式。ETC系統主要是利用路側單元(RSU)與車載單元(OBU)進行相互通信和信息交換，以達到對車輛的自動識別，並自動從車輛用戶的專用帳戶中扣除通行費， 從而實現自動收費。目前，OBU與RSU之間主要採用微波通信技術進行無線短距離信息交換，國際上ETC系統使用的通信頻段主要有三種915MHz、2. 4GHz、5. 8GHz。其中915MHz和 2. 4GHz頻段在移動通信、醫療、科研等其他領域具有廣泛應用，其頻率爭用嚴重，所以背景噪聲較大，並且沒有有效的安全機制，通信能力也較低。我國已有的ETC系統應用中，三種通信頻段並存。鑑於專用短程通信(DSRC)協議標準發展趨勢和國內ETC系統應用現狀， 2007年5月實施的ETC & DSRC中國國家標準GB/T20851-2007以及2007年10月國家交通部頒布的《收費公路聯網收費技術要求》，規定了我國ETC系統的短程通信頻段為5. SGHz0國內提供5. 8GHz電子標籤的主要有廣州埃特斯公司、廣東新粵公司。但是，由於這些公司起步較早，其生產的5. 8GHz電子標籤在技術上並不完全符合我國ETC & DSRC中國國家標準中的規定。現有技術中還不存在符合國家DSRC標準的用於道路收費的5. 8GHz 電子不停車收費系統的車載單元
發明內容
發明目的本發明的目的在於針對上述存在的問題，提供一種符合國家DSRC標準的用於道路收費的5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元，以有效解決5. 8GHz電子不停車收費系統中車輛識別、無停留自動繳費方面的問題，其投資成本低、性價比高、實時性好、 安全可靠、使用和維護方便。技術方案本發明所述的5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於 包括主處理器單元、5. 8GHz無線通信模塊、IC卡交互模塊、信息顯示模塊、電源管理模塊、 JTAG調試接口和防拆卸模塊；所述主處理器單元與所述5. 8GHz無線通信模塊通信連接，用於將5. 8GHz無線通信模塊收到的收費數據、命令進行判斷，並根據判斷結果通過IC卡接口單元對雙界面CPU 卡進行讀寫；所述主處理器單元還與所述信息顯示模塊通信連接，用於將收費交易信息發送到信息顯示模塊進行顯示；所述5. 8GHz無線通信模塊通過同步串行接口和外部中斷接口與主處理器單元相連，用於實現符合中國國家標準DSRC協議的短距離無線通信以及實現通信數據的調製解調和編解碼；所述IC卡交互模塊包括IC卡接口單元和ESAM單元，所述IC卡交互模塊通過通用 I/O埠與主處理器單元相連，工作時鐘由主處理器單元提供；所述IC卡交互模塊通過通用I/O埠與主處理器單元相連用於實現雙界面CPU卡與主處理器單元之間的數據流通；所述信息顯示模塊通過通用I/O埠與主處理器單元相連，用於顯示收費交易信息；所述電源管理模塊包括用於可充電鋰電池的電壓監測和充電管理的太陽能充電管理單元、用於將可充電鋰電池輸出電壓轉換為車載單元所需的工作電壓的電壓轉換單元和可充電鋰電池；所述電源管理模塊為主處理器單元、5. 8GHz無線通信模塊、IC卡交互模塊和信息顯示模塊提供能量；所述防拆卸模塊與所述主處理單元信號連接，用於監測車載單元是否被非法拆卸，當車載單元遭到非法拆卸，該模塊將向主處理單元發送一個中斷信號，主處理單元根據控制程序對中斷信號進行處理。本發明還可以進一步採用以下技術措施主處理器單元選用工業級16位低功耗微控制器MSP430F149，5. 8GHz無線通信模土夬選用工作在5. 8GHz頻段、符合中國ETC標準GB/T 20851. 1-2007和GB/T 20851. 2-2007 的工業級短距離無線通信晶片BK5822。5. 8GHz無線通信模塊實現DSRC協議，物理層鏈路參數符合ETC中國國家標準GB/ T20851-2007。信息顯示模塊由8階串行移位寄存器晶片16」、17」、「現」、19」和數碼管「051」、 「DS2」、「DS3」、「DS4」 組成。電源管理模塊包含太陽能充電管理單元，該單元在監測到鋰電池電壓不足時，利用太陽能電池提供的能量對鋰電池進行充電。5. 8GHz無線通信模塊接收到RSU發出的喚醒信號或數據，以及向RSU發送數據完成後，都會產生中斷信號給主處理器單元，主處理器單元對中斷信號進行判別，根據判別結果進行數據處理和無線通信模塊的配置。
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5. 8GHz無線通信模塊接收到RSU發出的喚醒信號後並向像主處理器單元發出中斷信號，主處理器單元通過IC卡交互模塊讀取雙界面CPU卡中的數據並利用5. 8GHz無線通信模塊發送給RSU ；5. 8GHz無線通信模塊接收RSU發出的命令和數據並發送中斷信號給主處理器單元，主處理器單元根據收到的數據或命令通過IC卡交互模塊更新雙界面CPU卡中的數據，同時將數據信息發送到信息顯示模塊進行顯示；在完成車輛收費後，主處理器單元、5. 8GHz無線通信模塊、IC卡交互模塊和信息顯示模塊都進入休眠狀態。有益效果本發明與現有技術相比，其有益效果是1)本發明在系統地研究了 5. 8GHz不停車收費系統的基礎上，設計並研製了一種 5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元，以有效解決不停車收費系統中5. 8GHz短距離無線通信與移動車輛不停車實現收費的問題，並且其投資成本低、性價比高、實時性好、安全可靠、使用和維護方便。2)本發明所述的車載單元可以搭載雙界面CPU卡，能實現與現有人工半自動收費方式的兼容。3)本發明的5. 8GHz無線通信模塊中，採用單晶片無線收發解決方案，比分離元器件方案具有更高的穩定性和可靠性，並且成本更低、體積更小。4)本發明在電源管理模塊中，可充電鋰電池採用太陽能充電管理方案，當電池能量不足時，可自動進行充電，環保節能且長期免維護。5)本發明所公布的車載單元具有防拆卸功能，一旦被非法拆卸，車載單元內相應信息存儲區中的標誌位會發生改變。6)本發明在設計中由於採用了實用性設計，在充分考慮到其裝置在實際應用中適用性的同時，儘量減小其成本。由於考慮到抗幹擾和成本等因素而分開製作的5. 8GHz無線收發模塊連接部分、各部分供電電源接口的連接部分等，也注意到其牢固性，部署前焊牢， 並注意焊接點的密封性，使得其裝置在潮溼、灰塵等環境中都能正常工作，而不會發生腐蝕、線路短路或漏電故障等現象。7)本發明由於採用的各元器件的工作溫度範圍大，使其裝置可以在_25°C到 +70°C正常工作，這樣可使本發明適合於世界的絕大多數國家和地區。8)本發明由於具有上面5)、6)中所述的特點，能夠抵抗一般強度的高溼、高低溫、 風沙、撞擊和腐蝕等，極大地增強了其裝置在惡劣環境下的適應能力。9)本發明各模塊都具有功耗控制功能，在沒有喚醒信號發生的情況下，都處於休眠狀態，有效的降低了功耗。


圖1是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元總體框圖。圖2是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元主處理器單元(1)、JTAG調試接口(6)和防拆卸模塊(7)的原理圖。圖3是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元5. 8GHz無線通信模塊(2)
原理圖。圖4是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元IC卡交互模塊(3)原理圖。圖5是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元信息顯示模塊(4)原理圖。
圖6是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元電源管理模塊(5)原理圖。圖7是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元主處理器單元(1)中微處理器晶片Ul處理5. 8GHz無線數據通信的工作流程圖。圖8是本發明5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元主處理器單元(1)中微處理器晶片Ul實現車輛收費的工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。本發明所述用於道路收費的5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元包括主處理器單元1、5. 8GHz無線通信模塊2、IC卡交互模塊3、信息顯示模塊4、電源管理模塊5、JTAG 調試接口 6和防拆卸模塊7，其工作原理如下主處理器單元1由微處理器晶片Ul及其外圍電路組成。它主要完成信號控制、數據處理、協議通信和算法處理，同時負責協調各模塊的正常運行。5. 8GHz無線通信模塊2主要由射頻收發晶片U2、射頻開關晶片U46、U47及其他外圍電路組成。射頻收發晶片U2為工作在5. 8GHz頻段、符合中國ETC標準GB/T 208512007 的工業級短距離無線通信晶片。5. 8GHz無線通信模塊2的數據信號「GPI03_MCU、M0SI_MCU、 MIS0_MCU、SCK_MCU、CSN_MCU、CE_MCU、IRQ_MCU、WK0_MCU」 通過連接埠 J41 與微處理器晶片Ul的同步串行埠、外部中斷埠、通用I/O埠相連，5. 8GHz無線通信模塊2的控制信號「RX_0N_MCU、TX_0N_MCU、RX_R_0N MCU、RX_W_0N_MCU」通過連接埠 J42 與微處理器晶片 Ul的通用I/O埠相連。天線採用PCB印製天線。5. 8GHz無線通信模塊2主要用於實現符合中國國家標準DSRC協議的短距離無線通信，通信數據的調製解調和編解碼都由其實現。IC卡交互模塊3主要由IC卡插座J3、ESAM安全控制晶片U3、三極體Ql及其他外圍電路組成，該模塊的時鐘信號「IC_CLK」由微處理器晶片Ul的「SMCLK」經過與非門晶片 U14驅動後提供，IC卡插入檢測信號「IC_SW」與微處理器晶片Ul的外部中斷埠相連，其他信號與Ul的通用I/O埠相連。IC卡交互模塊3用於實現雙界面CPU卡與主處理器單元1之間的數據流通。信息顯示模塊4主要由8階串行移位寄存器晶片U6 U9和數碼管DSl DS4組成，該模塊的數據信號「DIS_DATA、DIS_ST、DIS_SH」和控制信號「DIS_0E」與微處理器晶片 Ul的通用I/O埠相連。信息顯示模塊4用於顯示收費交易信息以及IC帳戶餘額。電源管理模塊5主要由太陽能電池BTl_Sloar、鋰電池充電管理晶片U4、電壓轉換晶片TO、可充電鋰電池BT2及其他外圍電路組成。晶片U4實時監測BT2的輸出電壓，當 BT2電壓過低時，U4利用太陽能BTl_Sloar提供的能量對BT2進行充電；BT2的輸出電壓經過晶片U5轉換為VCC_3. 3V為除電源模塊以外的其他所有模塊供電。JTAG調試接口 6由連接埠 J4及其外圍電路組成，J4的數據線與微處理器晶片 Ul的1^6接口相連，它們之間的10(、11^、100、101」引腳互連。它作為對微處理器晶片 Ul內部FLASH進行編程的接口，以及從硬體上控制Ul運行流程的調試接口。防拆卸模塊7主要由常閉微動開關S2及其外圍電路組成，S2與微處理器晶片Ul 的外部中斷埠相連，正常情況下S2斷開，當車載單元遭到拆卸時，S2閉合，Ul的中斷引腳電平發生變化產生中斷，並根據控制程序對中斷進行處理。實施例1 上述主處理器單元1、JTAG調試接口 6和防拆卸模塊7見圖2。主處理器單元1中的微處理器晶片Ul選用TI公司的高性能、低功耗MSP43016 位高檔微處理器MSP430F149。它採用了精簡指令集RISC結構，具有豐富的尋址方式、簡潔的內核指令以及大量的模擬指令，大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算， 還有高效的查表處理指令；在8MHz晶體驅動下，可實現125ns指令周期，同時具有豐富的外設、中斷以及I/O資源；具有5鍾低功耗模式，在低功耗模式下，系統最低功耗可降低至 uA級，並且所有的中斷都可以將系統從低功耗模式喚醒，喚醒時間只需6us ；具有與IEEE 1149. 1標準兼容的JTAG接口。JTAG調試接口 6中連接埠 J4的「 1、3、5、7、11」引腳分別與微處理器晶片Ul的 「54、55、56、57、58」 引腳連接。防拆卸模塊7中常閉微動開關S2的「1」腳經過電阻「R6」上拉後與微處理器晶片 Ul的「20」腳相連。5. 8GHz無線通信模塊2見圖3。5. 8GHz無線通信模塊2中的射頻收發晶片U2選用博通公司生產BK5822。它符合ETC中國國家標準GB/T20851-2007 ；採用ASK調製、FMO編解碼；接收靈敏度_60dBm，喚醒靈敏度-42dBm ；低供電電壓2. 6V 3. 6V ；睡眠電流13uA，極低功耗；工作在 5. 8GHz 頻段。U2 的「22、20、19、18、17、16、15、14」引腳經過電阻「1 31、1 33、 R36 R41」後通過連接埠 J41分別與Ul的「44、45、46、47、43、42、18、19」引腳相連。射頻開關晶片U46、U47選用HEXAWAVE公司生產的HWS468砷化鎵單刀雙擲開關，HWS468適用於DC 6GHz的應用場合，在5. 8GHz只有0. 8dB的插入損耗，切換時間30ns，並且具有極低的功耗。U46的「4、6」引腳以及U47的「4、6」引腳經過電阻「R42、R43、R45、R44」後通過連接埠 J42分別與Ul的「41、40、39、38」引腳相連。IC卡交互模塊3見圖4。ESAM單元3-2中的ESAM安全控制晶片U3選用Broadstar 公司開發的通用ESAM晶片，它支持標準DES和三重DES算法並可以根據密鑰程度自動選擇算法；支持包括明文、密文、加密及MAC三種方式的文件和密鑰操作通信線路保護；支持主工作密鑰功能，可以對用戶卡分散的密鑰進行認證；支持明文、密文、加密及MAC三種密鑰安裝和更新方式；工作電壓2. 7V 5. 5V ；等待接收命令時進入休眠狀態，最大電流為 IOOuA, U3的「3、7」引腳與微處理器晶片Ul的「37、36」引腳相連，U3的「6」引腳與與非門晶片U14的「3」引腳相連。與非門晶片U14採用NXP公司生產的74HC00晶片，它具有4個 2輸入與非門，工作電壓2. OV 6. OV。U14的「 1、2、4」引腳與微處理器晶片Ul的「49、23」 引腳相連，「9、10」引腳與J3的「10」腳相連，「6」引腳通過電阻「R39」與三極體Ql的基極相連。三極體Ql採用通用半導體器件8550。IC卡接口單元3-1中的IC卡插座J3採用 IS07816標準尺寸接觸式插座，J3的「7、2」引腳與微處理器晶片Ul的「21、22」引腳相連， 「3」引腳與U14的「3」引腳相連。信息顯示模塊4見圖5。8階串行移位寄存器晶片U6 U9採用NXP公司生產的 74HC595晶片，它是一款高速CMOS型8階串行移位寄存器，帶有存儲寄存器和三態輸出， 移位寄存器和存儲寄存器分別採用單獨的時鐘；存儲寄存器帶有8個三態總線驅動輸出。 U6 U9相互級聯，U9的「9」引腳與U8的「14」引腳相連，U8的「9」引腳與U7的「14」引腳相連，U7的「9」引腳與U6的「14」引腳相連，U9的「 14」引腳與微處理器晶片Ul的「2」 引腳相連，U6、U7、U8、U9的"11"腳並聯同時與Ul的「5」引腳相連，U6、U7、U8、U9的「 12」 腳並聯同時與Ul的「4」引腳相連，U6、U7、U8、U9的「 13」腳並聯同時與Ul的「3」引腳相連；U6的「1 7」引腳經過限流電阻「R9 Rl5"與DSl的「7 1」引腳相連，U7的「1 7」引腳經過限流電阻「R16 R22」與DS2的「7 1」引腳相連，U8的「1 7」引腳經過限流電阻「R23 R28、R30」與DS3的「7 1」引腳相連，U9的「1 7」引腳經過限流電阻 「R31 R37」與DS4的「7 1」引腳相連。電源管理模塊5見圖6。太陽能充電管理單元5-1中的充電管理晶片U4採用 Linear公司開發的LTC4052鋰電池充電晶片，它具有4. 5 IOV輸入電壓範圍，能提供高達IA充電電流，無需外接MOSFET和隔離二極體，具有短路保護和防鋰電池倒流功能；自動電流監測，充電電流小於充電終止門限電流時，自動終止充電，進入休眠狀態，其休眠狀態功耗僅25uA ；可以進行限流保護，防止輸入端過流對電路造成損壞。U4的「3」引腳與太陽能電池BTl_Sloar的正極相連，U4的「8」引腳與可充電鋰電池BT2的正極相連。電壓轉換單元5-2中的U5採用TI公司開發的TPS73633穩壓晶片，它是一款極低功耗、低噪聲、輸出電流400mA的低壓差線性穩壓器，靜態功耗只有uA級，正向壓差75mV。U5的「1」引腳與鋰電池BT2的正極相連，U5的「5」引腳輸出3. 3V為各模塊供電。以上所選晶片的溫度範圍如下微處理器晶片Ul為-40°C到+85°C ；射頻收發晶片U2為-40°C到+85°C ；IC卡交互模塊3中ESAM安全控制晶片U3為-25°C到+70°C，與非門晶片U14為-40°C到+85°C ；移位寄存器晶片TO U9為-40°C到+85°C ；太陽能充電管理單元5-1中鋰電池充電管理晶片U4為-40°C到+85°C;電壓轉換單元5_2中穩壓器TO晶片為-40°C到+125°C°。這使得整個車載單元可工作在_25°C到+70°C的環境中，符合中國 《收費公路聯網收費技術要求》中對OBU工作環境溫度的要求。實施例2 根據實施例1所選用的晶片和連接方式，主處理器單元1中微處理器晶片Ul處理 5. 8GHz無線數據通信的工作流程如圖7所示，它包括步驟1進入IRQ中斷處理程序後，關閉IRQ中斷使能。步驟2讀取各中斷寄存器的值，對中斷標誌位進行判斷。(1)如果喚醒中斷標誌位有效，則清除喚醒中斷標誌位，轉入步驟3。(2)如果發送完成中斷標誌位有效，則清除發送完成中斷標誌位，轉入步驟3。(3)如果接收完成中斷標誌位有效，則清除接收完成中斷標誌位，讀取射頻收發晶片U2中RX_FIF0寄存器中的數據，轉入步驟4。(4)如果上述三個中斷標誌位都無效，則接收錯誤，清除接收錯誤標誌位，進行錯誤處理，轉入步驟4。步驟3使能CE信號，配置射頻收發晶片U2進入待機模式，轉入步驟4。步驟4(1)如果本次車輛收費交易完成，則配置射頻收發晶片U2進入睡眠模式，開啟微處理器Ul的IRQ中斷使能，然後中斷返回。(2)如果本次車輛收費交易未完成，則開啟微處理器Ul的IRQ中斷使能，然後中斷返回。
實施例3 根據實施例1所選用的晶片和連接方式，主處理器單元1中微處理器晶片Ul實現車輛收費的工作流程如圖8所示，它包括步驟1清零交易完成標誌位，轉入步驟2。步驟2(1)如果CPU卡狀態正常，轉入步驟3。(2)如果CPU卡狀態異常，顯示信息提示用戶插入有效CPU卡，返回步驟2。步驟3(1)接收RSU命令，如果接收RSU命令未超時，轉入步驟4。(2)如果接收命令超時，則轉入步驟10。步驟4對接收到的RSU命令進行判讀(1)如果是讀取系統/車輛/交易記錄信息命令，轉入步驟5。(2)如果是接收交易記錄命令，則接收交易記錄數據，轉入步驟7。(3)如果是交易完成命令，則置位交易完成標誌位，轉入步驟11。(4)如果是交易失敗命令，則轉入步驟10。步驟5讀取系統/車輛/交易記錄信息(1)如果信息讀取失敗，則讀信息失敗次數加1，轉入步驟6。(2)如果信息讀取成功，則清零讀信息失敗計數器，將讀取的信息發送給RSU，轉入步驟11。步驟6(1)如果讀信息失敗次數未超過最大次數限制，返回步驟5。(2)如果讀信息失敗次數超過最大次數限制，則置位信息讀取失敗標誌位，發送信息讀取失敗指令給RSU，轉入步驟11。步驟7(1)如果需要扣費，則進行電子錢包的扣費處理，轉入步驟8。(2)如果不需要扣費，轉入步驟9。步驟8(1)如果扣費成功，轉入步驟9。(2)如果扣費失敗，則發送扣費失敗指令給RSU，轉入步驟11。步驟9更新交易記錄文件，發送交易成功指令給RSU，信息顯示模塊顯示CPU卡帳戶餘額，啟動顯示時間控制定時器，轉入步驟U。步驟10置位交易失敗標誌，信息顯示模塊提示交易失敗，啟動顯示時間控制定時器，系統進入休眠狀態。步驟11(1)如果交易未完成，返回步驟3。(2)如果交易完成，系統進入休眠狀態。如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於包括主處理器單元(1)、 5. 8GHz無線通信模塊(2)、IC卡交互模塊(3)、信息顯示模塊(4)、電源管理模塊(5)、JTAG 調試接口 (6)和防拆卸模塊(7)；所述主處理器單元(1)與所述5. 8GHz無線通信模塊( 通信連接，用於將5. 8GHz無線通信模塊(2)收到的收費數據、命令進行判斷，並根據判斷結果通過IC卡接口單元(3-1) 對雙界面CPU卡進行讀寫；所述主處理器單元(1)還與所述信息顯示模塊(4)通信連接，用於將收費交易信息發送到信息顯示模塊(4)進行顯示；所述5. 8GHz無線通信模塊( 通過同步串行接口和外部中斷接口與主處理器單元(1) 相連，用於實現符合中國國家標準DSRC協議的短距離無線通信以及實現通信數據的調製解調和編解碼；所述IC卡交互模塊( 包括IC卡接口單元(3-1)和ESAM單元(3- ，所述IC卡交互模塊C3)通過通用I/O埠與主處理器單元(1)相連，工作時鐘由主處理器單元(1)提供； 所述IC卡交互模塊C3)通過通用I/O埠與主處理器單元(1)相連用於實現雙界面CPU 卡與主處理器單元(1)之間的數據流通；所述信息顯示模塊(4)通過通用I/O埠與主處理器單元(1)相連，用於顯示收費交易信息；所述電源管理模塊( 包括用於可充電鋰電池(5- 的電壓監測和充電管理的太陽能充電管理單元(5-1)、用於將可充電鋰電池(5-3)輸出電壓轉換為車載單元所需的工作電壓的電壓轉換單元(5- 和可充電鋰電池(5-3)；所述電源管理模塊( 為主處理器單元 (1)、5. 8GHz無線通信模塊( 、IC卡交互模塊( 和信息顯示模塊(4)提供能量；所述防拆卸模塊(7)與所述主處理單元(1)信號連接，用於監測車載單元是否被非法拆卸，當車載單元遭到非法拆卸，該模塊將向主處理單元(1)發送一個中斷信號，主處理單元(1)根據控制程序對中斷信號進行處理。
2.根據權利要求1所述的5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於所述主處理器單元⑴採用工業級16位低功耗微控制器10^43(^149;所述5.86泡無線通信模塊(2)採用工作在5.8GHz頻段、符合中國ETC標準GB/T 20851. 1-2007和GB/T 20851. 2-2007的工業級短距離無線通信晶片BK5822。
3.根據權利要求1或2所述的5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於 所述5. 8GHz無線通信模塊( 實現DSRC協議，物理層鏈路參數符合ETC中國國家標準GB/ T20851-2007。
4.根據權利要求1所述的5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於所述信息顯示模塊⑷由8階串行移位寄存器晶片「TO」、「U7」、「U8」、「U9」和數碼管「DS1」、 「DS2」、「DS3」、「DS4」 組成。
5.根據權利要求1所述的5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於所述太陽能充電管理單元(5-1)在監測到鋰電池電壓不足時，利用太陽能電池提供的能量對鋰電池進行充電。
6.根據權利要求1或2所述的5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於 所述5. 8GHz無線通信模塊( 接收到RSU發出的喚醒信號或數據，以及向RSU發送數據完成後，都會產生中斷信號給主處理器單元(1)，主處理器單元(1)對中斷信號進行判別，根據判別結果進行數據處理和無線通信模塊O)的配置。
7.根據權利要求1所述的5. 8GHz電子不停車收費系統的車載單元，其特徵在於所述 5. 8GHz無線通信模塊(2)接收到RSU發出的喚醒信號後並向像主處理器單元(1)發出中斷信號，主處理器單元(1)通過IC卡交互模塊(3)讀取雙界面CPU卡中的數據並利用5. 8GHz 無線通信模塊( 發送給RSU ；所述5. 8GHz無線通信模塊( 接收RSU發出的命令和數據並發送中斷信號給主處理器單元(1)，主處理器單元(1)根據收到的數據或命令通過IC卡交互模塊C3)更新雙界面CPU卡中的數據，同時將數據信息發送到信息顯示模塊(4)進行顯示；在完成車輛收費後，主處理器單元(1)、5. 8GHz無線通信模塊0)、IC卡交互模塊(3) 和信息顯示模塊(4)都進入休眠狀態。
全文摘要
本發明公開了一種5.8GHz電子不停車收費系統的車載單元，包括主處理器單元、5.8GHz無線通信模塊、IC卡交互模塊、信息顯示模塊、電源管理模塊、JTAG調試接口和防拆卸模塊。所述5.8GHz無線通信模塊與主處理器單元相連，實現符合中國國家ETC標準的DSRC短距離無線通信；IC卡交互模塊搭載雙界面CPU卡，可與人工半自動收費方式兼容；電源管理模塊利用太陽能電池為鋰電池充電。該車載單元的5.8GHz無線通信模塊接收RSU發出的喚醒信號和數據送給主處理器單元處理，主處理器單元根據收到的數據讀寫雙界面CPU卡，並發送車輛/交易信息給RSU，實現不停車電子收費。
文檔編號G07B15/06GK102184576SQ20111005647
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者山寶銀, 陳俊傑 申請人:東南大學