專利名稱：一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種識別系統(tǒng)，特別涉及一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有高速公路通行費用的收取方法一般是采取在高速公路出入口處設(shè)置收費站，根據(jù)兩個收費站的位置來判斷車輛行駛里程，從而收取相應(yīng)的通行費用的辦法，這種辦法在兩個收費站之間只存在單一通行路徑時，比較科學(xué)、合理，在實踐中也運用得很好。然而隨著全國高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，二義性路徑越來越多地出現(xiàn)在高速公路網(wǎng)內(nèi)，當(dāng)兩個收費站之間存在著二義性路徑時，再采取上述的收費辦法收費，不僅影響著通行車輛主的切身利益，而且收費結(jié)算部門在向高速公路建設(shè)投資主體進行利潤分配時無據(jù)可依；為此，相關(guān)部門采用理論估算、模糊拆分或模糊數(shù)學(xué)模型計算的方法，來拆分高速公路通行費，但上述的這幾種的測算方法，都是在假設(shè)通行車輛通行路徑的條件下進行計算，和現(xiàn)實存在一定的差距，這些差距越來越大地影響著通行車輛主和高速公路建設(shè)投資主體的切身利益。因此這個問題深深地困擾著交通管理部門，要科學(xué)解決這個問題必須準確地識別記錄車輛通行的路徑，從而精確確定收費及利潤分配的依據(jù)，但國內(nèi)外目前還沒有發(fā)現(xiàn)適合中國國情的簡單好用的路徑識別的解決方案。
專業(yè)詞匯解釋二義性路徑從同一個地點出發(fā)，可以通過路徑1，也可以通過路徑2，路徑3…路徑n，到達同一個目的地，但對于通過的車輛，我們預(yù)先不能確定其選擇通過的是路徑1還是路徑2，路徑3…路徑n，這樣的路徑1路徑2路徑3…路徑n定義為二義性路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法，這種二義性路徑識別系統(tǒng)與原來的高速公路收費系統(tǒng)配套使用，不用大規(guī)模地改造原有的收費系統(tǒng)和設(shè)備，只需要將原有高速公路收費系統(tǒng)中使用的IC卡換成路徑識別卡，IC卡讀寫器換成路徑識別卡寫入、讀出設(shè)備，再在高速公路各路段增設(shè)電子路標，就可以較低的費用，徹底解決現(xiàn)存的高速公路收費及利潤分配的問題。為高速公路收費管理部門節(jié)約了大批改造資金，又解決了問題，效益非常明顯。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案達到上述目的一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，包括路徑識別卡、N個電子路標、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫、路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備；其中路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理中心相連，路徑識別卡與N個電子路標、路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡讀出設(shè)備無線連接；路徑識別卡寫入設(shè)備向路徑識別卡內(nèi)寫入信息，然后路徑識別卡經(jīng)過電子路標時，路徑識別卡接收并記錄電子路標無線發(fā)送的信息，再由路徑識別卡讀出設(shè)備讀出路徑識別卡內(nèi)記錄的信息后，輸出到數(shù)據(jù)處理中心進行處理。
所述的路徑識別卡包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的天線、供電電池、線路板；所述的線路板上集成了外部喚醒控制電路、時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、主控制芯片、射頻匹配電路；天線、供電電池與線路板相連；所述的主控制芯片包括微處理中心、無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊、低頻低功耗時鐘、時鐘校準模塊、電源管理模塊；當(dāng)所述的IC卡上電后，所述的IC卡進入間隙性工作狀態(tài)，間隙時間由低頻低功耗時鐘提供，時鐘校準模塊隨時校準時鐘，所述的天線經(jīng)射頻匹配電路與無線收發(fā)模塊相連，無線收發(fā)模塊通過天線接收信號，如沒有接收到有效信號，即刻關(guān)閉無線收發(fā)模塊，如接收到有效信號，將繼續(xù)接收數(shù)組數(shù)據(jù)后，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊，微處理中心對數(shù)據(jù)進行有效性判斷，若有效并確認是新數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)存儲器，否則舍棄當(dāng)前數(shù)據(jù)，而后微處理中心進入深度睡眠狀態(tài)，數(shù)秒后再由內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊喚醒微處理中心，繼續(xù)新的接收過程。
作為優(yōu)選，在所述的路徑識別卡的無線收發(fā)模塊內(nèi)還包括一個載波檢測控制模塊，所述的載波檢測控制模塊檢測信號中有無載波，將檢測結(jié)果送入微處理中心，微處理中心根據(jù)檢測結(jié)果確定是否即刻關(guān)閉無線收發(fā)模塊。
作為優(yōu)選，在所述的路徑識別卡的主控制芯片內(nèi)還包括數(shù)據(jù)加密模塊，所述的數(shù)據(jù)加密模塊與微處理中心相連，受微處理中心塊控制。
作為優(yōu)選，在所述的路徑識別卡的主控制芯片內(nèi)還包括工作電壓檢測模塊，所述的工作電壓檢測模塊與微處理中心相連，工作電壓檢測模塊，測量工作電壓并將電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)嵌入卡的標識編碼中一起傳給無線收發(fā)模塊。
作為優(yōu)選，微處理中心為8051單片機。
所述的電子路標包括時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、產(chǎn)生和發(fā)射標識信息的主控制芯片、射頻匹配電路、天線、供電控制電路；其中時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片分別與主控制芯片相連，供電控制電路分別與主控制芯片、數(shù)據(jù)存貯芯片相連，射頻匹配電路與主控制芯片相連；其特征在于，還包括射頻功率放大電路，所述射頻功率放大電路設(shè)在射頻匹配電路、天線之間，以放大無線信號，供電控制電路也與射頻功率放大電路相連；產(chǎn)生標識信息的主控制芯片，從數(shù)據(jù)存貯芯片獲取標識數(shù)據(jù)，經(jīng)加密組合后產(chǎn)生標識信息并輸出射頻信號給射頻匹配電路，經(jīng)射頻匹配電路阻抗變換后，信號傳送給射頻功率放大電路，射頻功率放大電路放大信號，經(jīng)天線發(fā)送。所述的電子路標的射頻功率放大電路為高頻寬帶放大器電路。所述的電子路標的天線為高增益定向天線。
所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備包括時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口、主控制芯片、射頻匹配電路、天線、供電電路；其中時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口、射頻匹配電路分別與主控制芯片相連，供電控制電路分別與主控制芯片、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口相連，天線和射頻匹配電路相連，其特征在于所述的主控制芯片包括微處理中心、無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)解密模塊、數(shù)據(jù)重組模塊、串口通訊模塊；當(dāng)所述路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備上電后，所述路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備進入等待接收工作狀態(tài)。當(dāng)讀寫路徑識別卡時，路徑識別卡的信號被天線接收，經(jīng)射頻匹配電路阻抗變換后，送給主控制芯片，主控制芯片解讀數(shù)據(jù)并重組數(shù)據(jù)后，通過RS232通訊接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送給數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦。同時PC電腦的數(shù)據(jù)也通過RS232通訊接口送給主控制芯片，主控制芯片將數(shù)據(jù)經(jīng)射頻匹配電路、天線轉(zhuǎn)發(fā)給路徑識別卡。當(dāng)PC電腦下達命令，設(shè)置所述路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備的工作模式或?qū)β窂阶R別卡進行操作時，PC電腦的命令數(shù)據(jù)，通過RS232通訊接口送給主控制芯片，主控制芯片接收命令數(shù)據(jù)后，根據(jù)命令，設(shè)置自己的工作模式或?qū)⒚钔ㄟ^射頻匹配電路、天線轉(zhuǎn)發(fā)給路徑識別卡。
一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別的方法，包括如下步驟1)將路徑識別卡寫入設(shè)備安裝在高速公路道口的入口處；將路徑識別卡讀出設(shè)備安裝在高速公路道口的出口處；將電子路標安裝在高速公路二義性路徑的隔離帶中；路徑識別卡由高速公路道口的入口處發(fā)放給駛?cè)敫咚俟肪W(wǎng)的車輛；數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫安裝在高速公路道口的出入口處；2)路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備始終處在等待刷卡狀態(tài)；電子路標始終連續(xù)不斷的發(fā)射路標信息；路徑識別卡處于間隙接收工作狀態(tài)；3)高速公路道口的入口處在發(fā)放路徑識別卡時，在路徑識別卡寫入設(shè)備上刷卡，刷卡的結(jié)果，使路徑識別卡記錄保存了進入道口名稱、車道號、進入日期時間、車牌號信息；4)路徑識別卡隨著車輛經(jīng)過高速公路二義性路徑上的電子路標時，接收記錄路標信息；5)車輛至高速公路道口的出口處時，將路徑識別卡交給高速公路道口的出口處，路徑識別卡讀出設(shè)備讀出保存在路徑識別卡上的進入道口名稱、車道號、進入日期時間、車牌號碼、經(jīng)過路段的信息，將信息輸出至數(shù)據(jù)處理中心；6)數(shù)據(jù)處理中心處理接收的數(shù)據(jù)，計算實際里程，收取通行費，，放行車輛將相關(guān)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中；7)數(shù)據(jù)處理中心統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，依據(jù)路段的實際流量，拆分已收取的通行費。
作為優(yōu)選，所述的路徑識別卡在發(fā)放前是處于長期休眠狀態(tài)，發(fā)放后處在間隙接收工作狀態(tài)，收回后，又由間隙接收工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入長期休眠狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果這種二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便，可與原來的高速公路收費系統(tǒng)配套使用，不用大規(guī)模地改造原有的收費系統(tǒng)和設(shè)備，就可徹底解決現(xiàn)存的高速公路收費及利潤分配的問題，高速公路收費管理部門節(jié)約了大批改造資金，又解決了問題，效益非常明顯。
這種二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法中的路徑識別卡可適合用高速移動過程中記錄遠程信息，而且耗能極少，路徑識別卡可長期使用，而不需要充電或更換電池。
這種二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法中的電子路標可以遠距離、準確無誤地發(fā)送無線信號，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。


圖1是本發(fā)明實施例1中的二義性路徑識別系統(tǒng)的整體方案框圖；圖2是本發(fā)明實施例1中的二義性路徑識別系統(tǒng)實際應(yīng)用示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1中的路徑識別卡的電路原理框圖；圖4是本發(fā)明實施例1中的路徑識別卡的主控制芯片的工作原理框圖；圖5是本發(fā)明實施例1中的路徑識別卡的電路圖；圖6是本發(fā)明實施例1中的電子路標的電路原理框圖；圖7是本發(fā)明實施例1中的電子路標的主控制芯片的工作原理圖；圖8是本發(fā)明實施例1中的電子路標的電路圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述實施例1如圖1、2、3、4、5、6、7、8所示，一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，包括路徑識別卡、2個電子路標、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫、路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備；其中路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理中心相連，路徑識別卡與2個電子路標、路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡讀出設(shè)備無線連接；
所述的路徑識別卡包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的天線、供電電池、線路板；所述的線路板上集成了外部喚醒控制電路5、時鐘振蕩電路2、數(shù)據(jù)存貯芯片3、主控制芯片4、射頻匹配電路1；天線、供電電池與線路板相連；所述的主控制芯片4包括8051單片機、無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊、低頻低功耗時鐘、時鐘校準模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)加密模塊、工作電壓檢測模塊；在所述的無線收發(fā)模塊內(nèi)還包括一個載波檢測控制模塊；所述的電子路標由時鐘振蕩電路9、數(shù)據(jù)存貯芯片6、產(chǎn)生和發(fā)射標識信息的主控制芯片7、射頻匹配電路8、高效率高頻寬帶放大器11、高增益定向天線、供電控制電路10組成；其中時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片分別與主控制芯片相連，供電控制電路分別與主控制芯片、數(shù)據(jù)存貯芯片、射頻功率放大電路相連，射頻匹配電路與主控制芯片相連；所述高效率高頻寬帶放大器設(shè)在射頻匹配電路、高增益定向天線之間，以放大無線信號；所述的主控制芯片包括微處理中心，程序數(shù)據(jù)存儲器，無線收發(fā)模塊，工作電壓檢測模塊，產(chǎn)生標識信息模塊，數(shù)據(jù)加密模塊，電源控制管理；微處理中心采用8051單片機；所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備包括時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口、主控制芯片、射頻匹配電路、天線、供電電路；其中時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口、射頻匹配電路分別與主控制芯片相連，供電電路分別與主控制芯片、數(shù)據(jù)存貯芯片、RS232通訊接口相連，天線和射頻匹配電路相連，其特征在于所述的主控制芯片包括微處理中心、無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)解密模塊、數(shù)據(jù)重組模塊、串口通訊模塊；
系統(tǒng)工作過程從道口路徑識別卡經(jīng)過電子路標時，路徑識別卡接收并記錄電子路標無線發(fā)送的信息，再由路徑識別卡讀出設(shè)備讀出路徑識別卡內(nèi)記錄的信息后，輸出到數(shù)據(jù)處理中心進行處理。
當(dāng)所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備上電后，進行必要的初始化后，發(fā)出一聲“嘀”音，表示所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備已處在等待接收工作狀態(tài)。當(dāng)路徑識別卡在所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備上進行刷卡時，所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備檢測到路徑識別卡的刷卡，觸發(fā)路徑識別卡進入工作狀態(tài)，路徑識別卡發(fā)送第一組數(shù)據(jù)，又是作為聯(lián)絡(luò)信息，又是作為有用數(shù)據(jù)。所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備的天線接收信號，經(jīng)射頻匹配電路送給主控制芯片的無線收發(fā)模塊，主控制芯片的無線收發(fā)模塊接收后回傳信息給路徑識別卡，告知目前的工作模式，同時將接收的有用數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)解密模塊解密，數(shù)據(jù)重組模塊重新組合成新的數(shù)據(jù)包，通過RS232通訊接口轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦。路徑識別卡根據(jù)工作模式，發(fā)送相應(yīng)的中間數(shù)據(jù)，也就是道路信息，路徑識別卡信息；所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備接收路徑識別卡信息，并進行解密，數(shù)據(jù)重組后，轉(zhuǎn)發(fā)給PC電腦，此時，所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備，一方面要保持和路徑識別卡的通信聯(lián)系，另一方面又要保持和PC電腦的通信聯(lián)系，而且是數(shù)據(jù)即時轉(zhuǎn)發(fā)，因此雙邊的通信，必須嚴格保持同步。為了縮短通信的時間，減小路徑識別卡的電能的損耗，通信的速度以路徑識別卡的最快通信速度作為整個通信的通信速度。根據(jù)工作模式不同，最后一組數(shù)據(jù)的處理各不相同。歸納成兩類查詢收費類和進道口類，查詢收費類，最后數(shù)據(jù)結(jié)束后，PC電腦不通過所述的路徑識別卡寫入設(shè)備、、路徑識別卡讀出設(shè)備向路徑識別卡轉(zhuǎn)送道口、日期時間、車牌號碼信息，而進道口類，最后PC還應(yīng)該轉(zhuǎn)送以上數(shù)據(jù)。
當(dāng)所述的路徑識別卡上電后，所述的路徑識別卡進入間隙性工作狀態(tài)，間隙時間由低頻低功耗時鐘提供，時鐘校準模塊隨時校準時鐘，所述的天線經(jīng)射頻匹配電路與無線收發(fā)模塊相連，無線收發(fā)模塊通過天線收發(fā)信號，所述的載波檢測控制模塊檢測有無載波信號，有載波信號，無線收發(fā)模塊繼續(xù)數(shù)次接收有效數(shù)據(jù)后，關(guān)閉接收模塊，再將有效數(shù)據(jù)輸入8051單片機，8051單片機再次評估接收到的數(shù)據(jù)的準確性，準確無誤后，和最近收到的數(shù)據(jù)進行比較，相同認為已接收過，舍棄當(dāng)前的數(shù)據(jù)，不相同，認為收到新的有效數(shù)據(jù)，將當(dāng)前數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器后，8051單片機自動進入深度睡眠狀態(tài)。如果無線收發(fā)模塊沒有收到有效數(shù)據(jù)，也關(guān)閉無線收發(fā)模塊，8051單片機自動進入睡眠狀態(tài)，轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)數(shù)秒后，又由內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊喚醒8051單片機，又開始新的接收過程。
當(dāng)電子路標上電時，主控制芯片內(nèi)的8051單片機從程序數(shù)據(jù)存儲器加載程序數(shù)據(jù)并開始執(zhí)行程序，必要初始化后，8051單片機通過工作電壓檢測模塊開始檢測工作電壓，并將其數(shù)字化后，動態(tài)產(chǎn)生數(shù)據(jù)ID碼，從程序存貯區(qū)獲取標識碼，再經(jīng)產(chǎn)生標識信息模塊將電壓數(shù)據(jù)、路段標識碼、數(shù)據(jù)ID碼重新組合，由數(shù)據(jù)加密模塊進行加密后，送給無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊開始發(fā)射信息，一旦進入發(fā)射，就進入自動重發(fā)狀態(tài)。而8051單片機開始執(zhí)行計數(shù)程序，當(dāng)計數(shù)到一定的時間，停止無線收發(fā)模塊的發(fā)射工作，再次去檢測工作電壓并數(shù)字化，再將電壓數(shù)據(jù)、路段標識碼、數(shù)據(jù)ID碼重新組合并進行加密后，送給無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊再次開始發(fā)射信息并自動重發(fā)，就這樣不斷的重復(fù)以上過程。從主控芯片輸出的射頻信號，經(jīng)射頻匹配電路送給射頻功率放大器放大信號，信號經(jīng)定向天線發(fā)射，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離傳送。
車輛進入道口時，由工作人員，將車牌號碼輸入數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦，并將路徑識別卡在路徑識別卡寫入設(shè)備上進行刷卡，刷卡的結(jié)果，首先喚醒路徑識別卡進入工作狀態(tài)，路徑識別卡將路徑識別卡本身的標識碼，路徑識別卡當(dāng)時的工作電壓數(shù)據(jù)，發(fā)送給路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡寫入設(shè)備接收數(shù)據(jù)，并即時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦存檔，數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦判斷路徑識別卡工作電壓是否能正常工作，如果偏低不能保證正常工作，就發(fā)出警告，如能保證正常工作，數(shù)據(jù)處理中心的PC電腦將車牌號碼、即時日期時間信息、道口信息發(fā)送給路徑識別卡寫入設(shè)備，并由路徑識別卡寫入設(shè)備把以上信息轉(zhuǎn)發(fā)給路徑識別卡，路徑識別卡接收以上數(shù)據(jù)以后，保存數(shù)據(jù)，并回傳確認信息給路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡進入正常的路標信息搜索接收工作狀態(tài)，路徑識別卡寫入設(shè)備接收到路徑識別卡回傳信息后，發(fā)出“嘀”音，表示進道口操作已完成，工作人員將路徑識別卡交給車輛駕駛員，駕駛員把路徑識別卡隨便放在車上的一個方便的地方，駛?cè)敫咚俟?。?dāng)車輛行駛完路徑1，因司機個人愛好，路徑遠近、路況等因素不同，每個司機會選擇二義性路徑1或二義性路徑2，我們選擇二義性路徑1行駛，車輛按高速公路正常行駛速度經(jīng)過二義性路徑1時，路徑識別卡記錄下道路旁的電子路標的標識信息。車輛再經(jīng)路徑2駛?cè)胍业氐母咚俟烦隹?，工作人員將駕駛員交回的路徑識別卡，在所述的路徑識別卡讀出設(shè)備上刷卡，路徑識別卡將車牌號碼、卡標識碼、卡工作電壓、進入的道口、進入的日期、進入的時間、經(jīng)過的路段、路段上電子路標的主副機、電子路標的工作電壓等信息發(fā)送給所述的路徑識別卡讀出設(shè)備。所述的路徑識別卡讀出設(shè)備接收后，即時轉(zhuǎn)發(fā)給PC電腦，PC電腦接收并處理無誤后，通過所述的路徑識別卡讀出設(shè)備發(fā)送命令給路徑識別卡，路徑識別卡刪除數(shù)據(jù)，并回傳確認信息給所述的路徑識別卡讀出設(shè)備，而后進入長期休眠狀態(tài)。所述的路徑識別卡讀出設(shè)備接收回傳信息后，發(fā)出一聲“嘀”音，表示出道口讀數(shù)據(jù)操作已完成。PC電腦根據(jù)所述的路徑識別卡讀出設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)給PC電腦的車輛經(jīng)過路徑的信息，經(jīng)計算機系統(tǒng)運算，計算出應(yīng)收的通行費，并按記錄的路徑信息，將收取的通行費進行拆分，正確處理后，抹去路徑識別卡上的路徑信息，準備下次使用，所述的路徑識別卡讀出設(shè)備處理完以上操作，發(fā)出一聲“嘀”音，表示已信息處理完成。工作人員收費后放行車輛，車輛離開高速公路。
權(quán)利要求
1.一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括路徑識別卡、N個電子路標、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫、路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備；其中路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理中心相連，路徑識別卡與N個電子路標、路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡讀出設(shè)備無線連接；路徑識別卡寫入設(shè)備負責(zé)向路徑識別卡內(nèi)寫入信息，路徑識別卡在經(jīng)過電子路標時，路徑識別卡能接收并記錄電子路標無線發(fā)送的信息，再由路徑識別卡讀出設(shè)備讀出路徑識別卡內(nèi)記錄的信息后，輸出到數(shù)據(jù)處理中心進行處理，相關(guān)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述的路徑識別卡包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的天線、供電電池、線路板；所述的線路板上集成了外部喚醒控制電路、時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、主控制芯片、射頻匹配電路；天線、供電電池與線路板相連；所述的主控制芯片包括微處理中心、無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊、低頻低功耗時鐘、時鐘校準模塊、電源管理模塊；當(dāng)所述的路徑識別卡上電后，所述的路徑識別卡進入間隙性工作狀態(tài)，間隙時間由低頻低功耗時鐘提供，時鐘校準模塊隨時校準時鐘，所述的天線經(jīng)射頻匹配電路與無線收發(fā)模塊相連，通過無線收發(fā)模塊天線接收信號，如沒有接收到有效信號，即刻關(guān)閉無線收發(fā)模塊，如接收到有效信號，將繼續(xù)接收數(shù)組數(shù)據(jù)后，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊，微處理中心對數(shù)據(jù)進行有效性判斷，若有效并確認是新數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)存儲器，否則舍棄當(dāng)前數(shù)據(jù)，而后微處理中心進入深度睡眠狀態(tài)，數(shù)秒后再由內(nèi)部睡眠喚醒控制模塊喚醒微處理中心，繼續(xù)新的接收過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于在所述的路徑識別卡的無線收發(fā)模塊內(nèi)還包括一個載波檢測控制模塊，所述的載波檢測控制模塊檢測信號中有無載波，將檢測結(jié)果送入微處理中心，微處理中心根據(jù)檢測結(jié)果確定是否即刻關(guān)閉無線收發(fā)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于在所述的路徑識別卡的主控制芯片內(nèi)還包括數(shù)據(jù)加密模塊，所述的數(shù)據(jù)加密模塊與微處理中心相連，受微處理中心塊控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于在所述的路徑識別卡的主控制芯片內(nèi)還包括工作電壓檢測模塊，所述的工作電壓檢測模塊與微處理中心相連，工作電壓檢測模塊，測量工作電壓并將電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)嵌入卡的標識編碼中一起傳給無線收發(fā)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于微處理中心為8051單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述的電子路標包括時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片、產(chǎn)生和發(fā)射標識信息的主控制芯片、射頻匹配電路、射頻功率放大電路、天線、供電控制電路；其中時鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)存貯芯片分別與主控制芯片相連，供電控制電路分別與主控制芯片、數(shù)據(jù)存貯芯片相連，射頻匹配電路與主控制芯片相連；射頻功率放大電路，所述射頻功率放大電路設(shè)在射頻匹配電路、天線之間，以放大無線信號，供電控制電路也與射頻功率放大電路相連；產(chǎn)生標識信息的主控制芯片，從數(shù)據(jù)存貯芯片獲取標識數(shù)據(jù)，經(jīng)加密組合后產(chǎn)生標識信息并輸出射頻信號給射頻匹配電路，經(jīng)射頻匹配電路阻抗變換后，信號傳送給射頻功率放大電路，射頻功率放大電路放大信號，經(jīng)天線發(fā)送。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，所述的電子路標的射頻功率放大電路主要由高頻寬帶放大器組成。
9.一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別方法，其特征在于，該識別方法包括如下步驟1)將路徑識別卡寫入設(shè)備安裝在高速公路道口的入口處；將路徑識別卡讀出設(shè)備安裝在高速公路道口的出口處；將電子路標安裝在高速公路二義性路徑的隔離帶中；路徑識別卡由高速公路道口的入口處發(fā)放給駛?cè)敫咚俟肪W(wǎng)的車輛；數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫安裝在高速公路道口的出入口處；2)路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備始終處在等待刷卡狀態(tài)；電子路標始終連續(xù)不斷的發(fā)射路標信息；路徑識別卡處于間隙接收工作狀態(tài)；3)高速公路道口的入口處在發(fā)放路徑識別卡時，在路徑識別卡寫入設(shè)備上刷卡，刷卡的結(jié)果，使路徑識別卡記錄保存了進入道口名稱、車道號、進入日期時間、車牌號信息；4)路徑識別卡隨著車輛經(jīng)過高速公路二義性路徑上的電子路標時，接收記錄路標信息；5)車輛至高速公路道口的出口處時，將路徑識別卡交給高速公路道口的出口處，路徑識別卡讀出設(shè)備讀出保存在路徑識別卡上的進入道口名稱、車道號、進入日期時間、車牌號碼、經(jīng)過路段的信息，將信息輸出至數(shù)據(jù)處理中心；6)數(shù)據(jù)處理中心處理接收的數(shù)據(jù)，計算實際里程，收取通行費，，放行車輛將相關(guān)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中；7)數(shù)據(jù)處理中心統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，依據(jù)路段的實際流量，拆分已收取的通行費。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別方法，其特征在于所述的路徑識別卡在發(fā)放前是處于長期休眠狀態(tài)，發(fā)放后處在間隙接收工作狀態(tài)，收回后，又由間隙接收工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入長期休眠狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速公路聯(lián)網(wǎng)收費二義性路徑識別系統(tǒng)，包括路徑識別卡、N個電子路標、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫、路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備；其中路徑識別卡寫入設(shè)備、路徑識別卡讀出設(shè)備、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理中心相連，路徑識別卡與N個電子路標、路徑識別卡寫入設(shè)備，路徑識別卡讀出設(shè)備無線連接；這種二義性路徑識別系統(tǒng)及其識別方法結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便，可與原來的高速公路收費系統(tǒng)配套使用，不用大規(guī)模地改造原有的收費系統(tǒng)和設(shè)備，就可徹底解決現(xiàn)存的高速公路收費及利潤分配的問題，高速公路收費管理部門節(jié)約了大批改造資金，又解決了問題，效益非常明顯。
文檔編號G07B15/06GK1924934SQ200610050389
公開日2007年3月7日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者丁豐其 申請人:丁豐其