專利名稱：一種路測裝置及不停車收費(fèi)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于高速公路的電子收費(fèi)技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于電子收費(fèi)系統(tǒng)中的路測技術(shù)，具體的講是一種路測裝置及不停車收費(fèi)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子收費(fèi)(ETC Electronic Toll Collection)系統(tǒng)又稱為不停車收費(fèi)系統(tǒng)。ETC 系統(tǒng)是采用專用短程無線通信(DSRC dedicated Short-Range Communication)技術(shù)來完成整個(gè)收費(fèi)過程的，以使車輛在整個(gè)收費(fèi)過程中保持行駛狀態(tài)而不用停車?，F(xiàn)有技術(shù)中的ETC系統(tǒng)包括設(shè)備支架，路側(cè)設(shè)備(RSU)和車載設(shè)備(0BU)。如圖 1所示，設(shè)備支架10上可安裝多個(gè)路側(cè)設(shè)備(20a，20b, 20c)，車載設(shè)備30安裝在行駛的車輛上。路側(cè)設(shè)備(20a，20b，20c)在各自對應(yīng)的車道上形成識(shí)別區(qū)(如a區(qū)，b區(qū)，c區(qū))。 當(dāng)安裝有OBU的車輛駛?cè)肽匙R(shí)別區(qū)時(shí)，則該識(shí)別區(qū)對應(yīng)的RSU與車載OBU之間采用DSRC技術(shù)進(jìn)行通信。在圖1中，車載設(shè)備30(0BU)存有車輛的標(biāo)識(shí)碼和其他有關(guān)車輛屬性的數(shù)據(jù)，當(dāng)車輛進(jìn)入路側(cè)設(shè)備20a(RSU)的識(shí)別區(qū)a區(qū)時(shí)，車載設(shè)備30能將這些數(shù)據(jù)傳送給路側(cè)設(shè)備 20a，路側(cè)設(shè)備20a可通過本地或遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)處理裝置(PDU)起到車輛身份認(rèn)證和收費(fèi)的作用。路側(cè)設(shè)備20a也可將有關(guān)的各種數(shù)據(jù)發(fā)送給OBU進(jìn)行扣除通行費(fèi)的處理。然而，在現(xiàn)有的ETC系統(tǒng)中存在著一些弊端，例如(一)如果車輛不是沿車道中央行駛并通過a區(qū)的中心部分，而是沿兩條車道的分隔線行駛并通過a區(qū)與b區(qū)的交叉部分，那么路側(cè)設(shè)備20a和路側(cè)設(shè)備20b都有可能與車載設(shè)備30進(jìn)行通信，從而造成重復(fù)收費(fèi)問題。(二)如果車輛不是沿車道中央行駛并通過a區(qū)的中心部分，而是沿兩條車道的分隔線行駛并通過a區(qū)與b區(qū)的交叉部分，那么路側(cè)設(shè)備20a和路側(cè)設(shè)備20b與車載設(shè)備30 的通信有可能因相互干擾而失敗，從而造成漏收費(fèi)的問題。(三)車輛在路側(cè)設(shè)備20a所對應(yīng)的車道行駛時(shí)，有可能被路側(cè)設(shè)備20b收費(fèi)，而真正負(fù)責(zé)該車道收費(fèi)的路側(cè)設(shè)備20a卻收費(fèi)失敗，此時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)中記錄的收費(fèi)信息是路側(cè)設(shè)備20a所對應(yīng)的車道無車通過，但卻收取了費(fèi)用，這便無法證明收費(fèi)的合理性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種路測裝置及不停車收費(fèi)系統(tǒng)，以解決電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)中的相鄰車道的重復(fù)收費(fèi)問題、漏收費(fèi)的問題和無法證明收費(fèi)合理性的問題。本實(shí)用新型的目的之一是，提供一種路測裝置，該路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊；與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊；多個(gè)微波交易模塊之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，微波定位模塊通過現(xiàn)場總線與微波交易模塊相連接；每個(gè)微波交易模塊包括微波射頻天線、微控制器、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、 和現(xiàn)場總線接口 ；微波射頻天線，用于微波信號(hào)的發(fā)射與接收，完成與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口，用于使微控制器與外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；現(xiàn)場總線接口，用于對所有微波交易模塊進(jìn)行硬件同步，接收微波定位模塊的定位信息；微控制器，用于根據(jù)定位信息判斷對應(yīng)車載設(shè)備在通信區(qū)域中的位置，控制與所述車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；每個(gè)微波定位模塊包括微波接收天線、微控制器、和現(xiàn)場總線接口 ；微波接收天線，用于接收車載設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并將接收到的射頻信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給所述的微控制器；微控制器，用于根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度定位車載設(shè)備的定位信息；現(xiàn)場總線接口，用于發(fā)送定位信息。本實(shí)用新型的目的之一是，提供一種不停車收費(fèi)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車載微波設(shè)備、多個(gè)路測裝置和一個(gè)后臺(tái)服務(wù)器；路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊；與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊；多個(gè)微波交易模塊之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，微波定位模塊通過現(xiàn)場總線與微波交易模塊相連接， 微波交易模塊通過網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)服務(wù)器相連接；每個(gè)微波交易模塊包括微波射頻天線、微控制器、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、和現(xiàn)場總線接口 ；微波射頻天線，用于微波信號(hào)的發(fā)射與接收，完成與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口，用于使微控制器與外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；現(xiàn)場總線接口，用于對所有微波交易模塊進(jìn)行硬件同步，接收微波定位模塊的定位信息；微控制器，用于根據(jù)定位信息判斷對應(yīng)車載設(shè)備在通信區(qū)域中的位置，控制與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；每個(gè)微波定位模塊包括微波接收天線、微控制器、和現(xiàn)場總線接口 ；微波接收天線，用于接收車載設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并將接收到的射頻信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給所述的微控制器；微控制器，用于根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度定位車載設(shè)備的定位信息；現(xiàn)場總線接口，用于發(fā)送定位信息。本實(shí)用新型的有益效果在于，當(dāng)某一時(shí)刻車載微波設(shè)備向多個(gè)路測裝置的交易模塊發(fā)送交互信息時(shí)，其微波信號(hào)會(huì)被斷面上所有微波定位模塊同時(shí)接收，每個(gè)微波定位模塊都能夠自動(dòng)監(jiān)測出接收到的微波信號(hào)的強(qiáng)度。由于微波信號(hào)在空氣中傳播會(huì)發(fā)生衰減， 從而每個(gè)微波定位模塊因?yàn)榕c車載微波設(shè)備距離不同監(jiān)測到的微波信號(hào)強(qiáng)度也不同，基于這些信號(hào)強(qiáng)度信息，可以獲得這一時(shí)刻車載微波設(shè)備在被測路面中的位置信息，把每次信息交互的車載微波設(shè)備位置信息記錄下來，就可以恢復(fù)出車載微波設(shè)備在各個(gè)微波交易區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡。收集車載微波設(shè)備微波信號(hào)強(qiáng)度信息，得到一個(gè)車載微波設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度序列， 通過判斷信號(hào)強(qiáng)弱得出此時(shí)車載微波設(shè)備在被測道路上的通信區(qū)域中的位置，選擇距離車載微波設(shè)備最近(即，信號(hào)最強(qiáng))的交易模塊與該車載電子標(biāo)簽進(jìn)行信息交易，繼續(xù)進(jìn)行交易，以此類推，直到整個(gè)交易過程結(jié)束。在交易模塊與車載微波設(shè)備的整個(gè)交易過程中， 一直是由一個(gè)信號(hào)質(zhì)量最好，通信最可靠的微波交易模塊與車載微波設(shè)備進(jìn)行信息交易， 避免了重復(fù)收費(fèi)的問題和漏收費(fèi)問題，提高了交易的成功率。同時(shí)，由于只有距離車載微波設(shè)備最近的微波交易模塊來收取費(fèi)用，避免了因相鄰車道交易模塊的錯(cuò)收費(fèi)而造成的無法證明收費(fèi)合理性的問題。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1、為現(xiàn)有技術(shù)的電子收費(fèi)系統(tǒng)及車道示意圖；圖2、為本實(shí)用新型微波交易模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖3、為本實(shí)用新型微波定位模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4、為本實(shí)用新型二車道電子收費(fèi)系統(tǒng)及車道示意圖；圖5、為本實(shí)用新型微波交易模塊的電路模塊框圖；圖6、為本實(shí)用新型微波定位模塊的電路模塊框圖；圖7、為本實(shí)用新型微波交易模塊的工作流程圖；圖8、為本實(shí)用新型微波定位模塊的工作流程圖；圖9、為本實(shí)用新型三車道電子收費(fèi)系統(tǒng)及車道示意圖；圖10、為本實(shí)用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例的路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊100 ；與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊200 ；多個(gè)微波交易模塊 100之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，微波定位模塊200通過現(xiàn)場總線與微波交易模塊100相連接。如圖2所示，每個(gè)微波交易模塊100包括信息交互單元101，用于同步與被測道路上行駛的一車載微波設(shè)備進(jìn)行信息交互；位置信息生成單元102，用于根據(jù)生成的各個(gè)微波檢測信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)確定出所述車載微波設(shè)備在被測道路中的位置；距離信息生成單元103，用于根據(jù)所述車載微波設(shè)備在被測道路中的位置確定出車載微波設(shè)備與每個(gè)微波交易模塊的距離；信息交互選擇單元104，用于根據(jù)車載微波設(shè)備與每個(gè)微波交易模塊的距離，從多個(gè)微波交易模塊中確定出一個(gè)微波交易模塊繼續(xù)與車載微波設(shè)備之間的信息交互，其余的微波交易模塊與車載微波設(shè)備之間的信息交互停止。如圖3所示，每個(gè)微波定位模塊200包括微波信號(hào)獲取單元201，用于同步截獲所述車載微波設(shè)備向所述微波交易模塊發(fā)射的微波信號(hào)；信號(hào)強(qiáng)度生成單元202，用于計(jì)算生成獲取的微波信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并將微波信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線傳送給所述的微波定位模塊。如圖4所示，為本實(shí)施例裝置在二車道不停車收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。二車道的路側(cè)裝置可由二個(gè)微波交易模塊(100a，100b)和五個(gè)微波定位模塊QOOa，200b，200c， 200d，200e)組成。二個(gè)微波交易模塊(100a，100b)通過數(shù)據(jù)總線相連接。二個(gè)微波交易模塊(100a，100b)分別通過現(xiàn)場總線與五個(gè)微波定位模塊QOOa，200b，200c，200d，200e) 相連接。微波交易模塊(100a，100b)的微波天線生成的微波交易區(qū)為圖4中相交的兩個(gè)大橢圓線所包圍的區(qū)域，微波定位模塊O00a，200b，200c，200d，200e)在車道上形成的五個(gè)窄橢圓形區(qū)域組成了交通斷面車輛定位區(qū)域，微波定位模塊O00a，200b, 200c, 200d, 200e) 同時(shí)接收行使在車道中的一電子標(biāo)簽發(fā)射的微波信號(hào)，并在定位區(qū)域內(nèi)完成電子標(biāo)簽微波發(fā)射強(qiáng)度檢測。微波定位模塊O00a，200b，200c，200d，200e)將各自計(jì)算生成的微波信號(hào)強(qiáng)度檢測信息通過現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)傳送到微波交易模塊(100a，100b)。交易模塊100a通過判別微波定位模塊O00a，200b, 200c, 200d, 200e)發(fā)來的微波信號(hào)強(qiáng)度，確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，并確定出電子標(biāo)簽與交易模塊100a的微波天線的距離，交易模塊100b 通過判別微波定位模塊O00a，200b，200c，200d，200e)發(fā)來的微波信號(hào)強(qiáng)度，確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，并確定出電子標(biāo)簽與交易模塊100b的微波天線的距離，從而選擇與電子標(biāo)簽距離最近的微波交易模塊與電子標(biāo)簽繼續(xù)交互數(shù)據(jù)，而距離較遠(yuǎn)的微波交易模塊放棄與該電子標(biāo)簽進(jìn)行交易。在微波交易模塊與電子標(biāo)簽的整個(gè)交易過程中，一直是信號(hào)質(zhì)量最好，通信最可靠的交易模塊與電子標(biāo)簽進(jìn)行信息交易，這樣就保證了交易成功率，避免了重復(fù)收費(fèi)。在圖4中，微波交易區(qū)是相互交叉覆蓋的。只要能夠合理的調(diào)度微波交易模塊 (100a, 100b)，任意時(shí)刻總能為車載電子標(biāo)簽找到一個(gè)通信可靠的微波交易區(qū)。由于定位區(qū)域在整個(gè)交通斷面幾乎與微波交易區(qū)域重合，微波交易模塊(100a，100b)可動(dòng)態(tài)獲知車載電子標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)軌跡，確保車載電子標(biāo)簽的交易是在信號(hào)最好的微波交易區(qū)域中完成，徹底解決了由于通信區(qū)域邊緣的信號(hào)不穩(wěn)定造成的交易失敗問題。如圖5所示，路測裝置的微波交易模塊可由微波射頻天線、微控制器、串行接口、 網(wǎng)絡(luò)接口、現(xiàn)場總線接口、SD卡模塊、PSAM模塊、HDLC編解碼等功能模塊組成。微波射頻天線用于控制微波信號(hào)的發(fā)射與接收，完成RSU交易模塊與OBU的空中數(shù)據(jù)交互。HDLC編解碼單元通過硬件編解碼器實(shí)現(xiàn)，相對于軟件編解碼更好地降低了空中收發(fā)數(shù)據(jù)的誤碼率，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)編解碼，提高了編解碼數(shù)據(jù)的容錯(cuò)能力，有效的縮短了交易時(shí)間，提高了交易成功率。FlashRom模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)RSU交易模塊的相關(guān)工作參數(shù)，確保交易模塊每次上電后工作狀態(tài)正常。SD卡模塊采用大容量SD卡實(shí)現(xiàn)RSU交易模塊對交易記錄的海量存儲(chǔ)，先進(jìn)的存儲(chǔ)管理機(jī)制保證數(shù)據(jù)可靠快速的存取，支持MMC、SD、SDHC等多種類型卡片，最大支持到32GB 的SD卡。PSAM模塊系統(tǒng)安全模塊，負(fù)責(zé)與OBU設(shè)備中ESAM模塊進(jìn)行身份認(rèn)證，與用戶卡進(jìn)行消費(fèi)安全認(rèn)證。串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)微控制器與主機(jī)的數(shù)據(jù)交互，RSU交易模塊可以通過串行接口或網(wǎng)絡(luò)接口將交易數(shù)據(jù)上傳到主機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)也實(shí)時(shí)接收主機(jī)下發(fā)的各種操作指令?，F(xiàn)場總線接口負(fù)責(zé)RSU交易模塊同步機(jī)制，即對同一交通斷面的所有RSU交易模塊進(jìn)行硬件同步，接收同樣基于現(xiàn)場總線技術(shù)的RSU定位天線模塊的OBU定位信息，RSU 交易模塊根據(jù)此定位信息快速判斷該OBU在通信區(qū)域中的位置，然后主動(dòng)要求或放棄與該 OBU進(jìn)行交易，因此保障了同一時(shí)刻只有一臺(tái)RSU對外發(fā)射射頻信號(hào)，徹底解決了 RSU交易模塊天線覆蓋范圍與交叉干擾的矛盾。[0040]如圖6所示，路測裝置的微波定位模塊由微波接收天線、微控制器、現(xiàn)場總線接口、HDLC編解碼等功能模塊組成。微波接收天線用于接收OBU發(fā)出的射頻信號(hào)，并通過AD采樣模塊將接收到的信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給為控制器，控制器根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度來定位OBU所在位置。HDLC編解碼單元通過硬件編解碼器實(shí)現(xiàn)，相對于軟件編解碼更好地降低了空中收發(fā)數(shù)據(jù)的誤碼率，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)編解碼，提高了編解碼數(shù)據(jù)的容錯(cuò)能力。FlashRom模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)RSU定位天線模塊的相關(guān)工作參數(shù)，確保RSU定位天線模塊每次上電后工作狀態(tài)正?！，F(xiàn)場總線接口負(fù)責(zé)RSU交易模塊同步機(jī)制，即對同一交通斷面的所有RSU交易模塊進(jìn)行硬件同步，RSU定位天線模塊通過現(xiàn)場總線將OBU定位信息共享給同樣基于現(xiàn)場總線技術(shù)的RSU交易模塊，交易模塊根據(jù)此定位信息快速判斷該OBU在通信區(qū)域中的位置，然后主動(dòng)要求或放棄與該OBU進(jìn)行交易，因此保障了同一時(shí)刻只有一臺(tái)RSU交易模塊對外發(fā)射射頻信號(hào)，解決了 RSU交易模塊天線覆蓋范圍與交叉干擾的矛盾。如圖7所示，為微波交易模塊的工作流程，微波交易模塊上電初始化，發(fā)送廣播消息檢測OBU的射頻信息，如果檢測到射頻信號(hào)，則判斷OBU是否位于本微波交易區(qū)內(nèi)，如果是則向OBU發(fā)送下行數(shù)據(jù)，并接收OBU發(fā)來的上行數(shù)據(jù)，從而完成數(shù)據(jù)交易。如圖8所示，為微波定位模塊的工作流程，微波交易模塊上電初始化，檢測微波信號(hào)，如果檢測到微波信號(hào)，則計(jì)算該微波信號(hào)的強(qiáng)度，并將該微波信號(hào)的強(qiáng)度傳送給微波交易模塊。實(shí)施例2如圖10所示，為本實(shí)施例的不停車收費(fèi)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，每個(gè)路側(cè)單元(RSU)由一個(gè)微波交易模塊和若干微波定位模塊組成，微波交易模塊與微波定位模塊通過現(xiàn)場總線連接，在交易過程中共享同步和定位信息。每車道安裝一個(gè)路側(cè)單元，相鄰車道的路側(cè)單元通過現(xiàn)場總線共享信息。所有RSU通過局域網(wǎng)與后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)相連。該系統(tǒng)提出每車道一發(fā)(Tx)多收(Rx)、交通斷面多發(fā)(Tx)多收(Rx)多車道自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的完整解決方案，現(xiàn)以圖9的三車道系統(tǒng)為例闡述該方案的先進(jìn)性及特點(diǎn)ο如圖9所示，為本實(shí)施例希同在三車道不停車收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。三車道的路側(cè)裝置可由三個(gè)微波交易模塊(100a，100b，100c)和七個(gè)微波定位模塊(200a，200b， 200c，200d，200e，200f，200g)組成。微波交易模塊(100a，100b，100c)通過數(shù)據(jù)總線相連接。微波交易模塊(100a，100b，100c)分別通過現(xiàn)場總線與微波定位模塊(200a，200b， 200c，200d，200e，200f，200g)相連接。微波交易模塊(100a，100b，100c)的微波天線生成的微波交易區(qū)為圖9中相交的大橢圓線所包圍的區(qū)域，微波定位模塊QOOa，200b，200c， 200d, 200e, 200f，200g)在車道上形成的窄橢圓形區(qū)域組成了交通斷面車輛定位區(qū)域，微波定位模塊O00a，200b, 200c, 200d, 200e, 200f，200g)同時(shí)接收行使在車道中的一電子標(biāo)簽發(fā)射的微波信號(hào)，并在定位區(qū)域內(nèi)完成電子標(biāo)簽微波發(fā)射強(qiáng)度檢測。微波定位模塊O00a， 200b, 200c, 200d，200e, 200f，200g)將各自計(jì)算生成的微波信號(hào)強(qiáng)度檢測信息通過現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)傳送到微波交易模塊(100a，100b, 100c)。交易模塊100a通過判別微波定位模塊 (200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f，200g)發(fā)來的微波信號(hào)強(qiáng)度，確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，并確定出電子標(biāo)簽與交易模塊IOOa的微波天線的距離，交易模塊IOOb通過判別微波定位模塊O00a，200b, 200c, 200d, 200e, 200f，200g)發(fā)來的微波信號(hào)強(qiáng)度，確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，并確定出電子標(biāo)簽與交易模塊IOOb的微波天線的距離，交易模塊IOOc通過判別微波定位模塊QOOa，200b, 200c, 200d, 200e, 200f，200g)發(fā)來的微波信號(hào)強(qiáng)度，確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，并確定出電子標(biāo)簽與交易模塊100c的微波天線的距離，從而選擇與電子標(biāo)簽距離最近的微波交易模塊與電子標(biāo)簽繼續(xù)交互數(shù)據(jù)， 而距離較遠(yuǎn)的微波交易模塊放棄與該電子標(biāo)簽進(jìn)行交易。在圖9中，由多個(gè)定位模塊窄橢圓形區(qū)域組成了交通斷面車輛定位區(qū)域，定位模塊在定位區(qū)域內(nèi)完成電子標(biāo)簽微波發(fā)射強(qiáng)度檢測，并將強(qiáng)度檢測信息通過現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)傳送到交通斷面上的多個(gè)交易模塊，交易模塊通過高效的判別算法確定該電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的位置，主動(dòng)要求或放棄與該OBU進(jìn)行交易。交易模塊的通信區(qū)域是相互交叉覆蓋的。只要能夠合理的調(diào)度所有的交易模塊，任意時(shí)刻總能為OBU找到一個(gè)通信可靠的交易區(qū)域。由于定位區(qū)域在整個(gè)交通斷面幾乎與交易區(qū)域重合，RSU可動(dòng)態(tài)獲知OBU的運(yùn)動(dòng)軌跡，確保OBU的交易是在信號(hào)最好的RSU交易區(qū)域中完成，徹底解決了由于通信區(qū)域邊緣的信號(hào)不穩(wěn)定造成的交易失敗問題，和重復(fù)收費(fèi)問題。本系統(tǒng)的基本原理是當(dāng)某一時(shí)刻OBU向RSU發(fā)送交互信息時(shí)，其微波信號(hào)會(huì)被斷面上所有定位模塊同時(shí)接收，每個(gè)定位模塊都能夠自動(dòng)監(jiān)測出接收到的微波信號(hào)的強(qiáng)度。 由于微波信號(hào)在空氣中傳播會(huì)發(fā)生衰減，從而每個(gè)定位模塊因?yàn)榕cOBU距離不同監(jiān)測到的微波信號(hào)強(qiáng)度也不同，基于這些強(qiáng)度信息，可以獲得這一時(shí)刻OBU在道路中的位置信息，這些信息會(huì)通過現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)傳送到所有的交易模塊中，交易模塊把每次信息交互的OBU位置信息記錄下來，就可以恢復(fù)出OBU在整個(gè)交易區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡。RSU收集定位模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測到的OBU微波信號(hào)強(qiáng)度信息，得到一個(gè)OBU信號(hào)強(qiáng)度序列，通過判斷得出此時(shí)OBU在通信區(qū)域中的位置，選擇距離OBU最近的交易模塊和該OBU進(jìn)行信息交易，繼續(xù)進(jìn)行交易，以此類推，直到整個(gè)交易過程結(jié)束。在RSU與OBU的整個(gè)交易過程中，一直是信號(hào)質(zhì)量最好，通信最可靠的交易模塊與OBU進(jìn)行信息交易，這樣就保證了交易成功率。后臺(tái)服務(wù)器接收路測裝置發(fā)來的交易數(shù)據(jù)，并將接收的多個(gè)部分交易數(shù)據(jù)包組成一個(gè)全部交易數(shù)據(jù)包。在本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置和系統(tǒng)中，當(dāng)某一時(shí)刻車載微波設(shè)備向多個(gè)路測裝置的交易模塊發(fā)送交互信息時(shí)，其微波信號(hào)會(huì)被斷面上所有微波定位模塊同時(shí)接收，每個(gè)微波定位模塊都能夠自動(dòng)監(jiān)測出接收到的微波信號(hào)的強(qiáng)度。由于微波信號(hào)在空氣中傳播會(huì)發(fā)生衰減，從而每個(gè)微波定位模塊因?yàn)榕c車載微波設(shè)備距離不同監(jiān)測到的微波信號(hào)強(qiáng)度也不同，基于這些信號(hào)強(qiáng)度信息，可以獲得這一時(shí)刻車載微波設(shè)備在被測路面中的位置信息， 把每次信息交互的車載微波設(shè)備位置信息記錄下來，就可以恢復(fù)出車載微波設(shè)備在各個(gè)微波交易區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡。收集車載微波設(shè)備微波信號(hào)強(qiáng)度信息，得到一個(gè)車載微波設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度序列，通過判斷信號(hào)強(qiáng)弱得出此時(shí)車載微波設(shè)備在被測道路上的通信區(qū)域中的位置， 選擇距離車載微波設(shè)備最近(即，信號(hào)最強(qiáng))的交易模塊與該車載電子標(biāo)簽進(jìn)行信息交易， 繼續(xù)進(jìn)行交易，以此類推，直到整個(gè)交易過程結(jié)束。在交易模塊與車載微波設(shè)備的整個(gè)交易過程中，一直是由一個(gè)信號(hào)質(zhì)量最好，通信最可靠的微波交易模塊與車載微波設(shè)備進(jìn)行信息交易，避免了重復(fù)收費(fèi)的問題和漏收費(fèi)問題，提高了交易的成功率。同時(shí)，由于只有距離車載微波設(shè)備最近的微波交易模塊來收取費(fèi)用，避免了因相鄰車道交易模塊的錯(cuò)收費(fèi)而造成的無法證明收費(fèi)合理性的問題。 本實(shí)用新型中應(yīng)用了具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種路測裝置，其特征是，所述的路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊； 與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊；所述的多個(gè)微波交易模塊之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，所述的微波定位模塊通過現(xiàn)場總線與所述的微波交易模塊相連接；每個(gè)所述的微波交易模塊包括微波射頻天線、微控制器、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、和現(xiàn)場總線接口 ；所述的微波射頻天線，用于微波信號(hào)的發(fā)射與接收，完成與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互； 所述的串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口，用于使所述的微控制器與外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述的現(xiàn)場總線接口，用于對所有微波交易模塊進(jìn)行硬件同步，接收所述微波定位模塊的定位信息；所述的微控制器，用于根據(jù)所述的定位信息判斷對應(yīng)車載設(shè)備在通信區(qū)域中的位置， 并控制與所述車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；每個(gè)所述的微波定位模塊包括微波接收天線、微控制器、和現(xiàn)場總線接口 ； 所述的微波接收天線，用于接收車載設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并將接收到的射頻信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給所述的微控制器；所述的微控制器，用于根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度定位所述車載設(shè)備的定位信息； 所述的現(xiàn)場總線接口，用于發(fā)送所述的定位信息。
2.—種不停車收費(fèi)系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括車載微波設(shè)備；其特征是，所述的系統(tǒng)還包括多個(gè)路測裝置和一個(gè)后臺(tái)服務(wù)器；所述的路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊； 與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊；所述的多個(gè)微波交易模塊之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，所述的微波定位模塊通過現(xiàn)場總線與所述的微波交易模塊相連接，所述的微波交易模塊通過網(wǎng)絡(luò)與所述的后臺(tái)服務(wù)器相連接；每個(gè)所述的微波交易模塊包括微波射頻天線、微控制器、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、和現(xiàn)場總線接口 ；所述的微波射頻天線，用于微波信號(hào)的發(fā)射與接收，完成與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；所述的串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口，用于使所述的微控制器與所述后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述的現(xiàn)場總線接口，用于對所有微波交易模塊進(jìn)行硬件同步，接收所述微波定位模塊的定位信息；所述的微控制器，用于根據(jù)所述的定位信息判斷對應(yīng)車載設(shè)備在通信區(qū)域中的位置，控制與所述車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；每個(gè)所述的微波定位模塊包括微波接收天線、微控制器、和現(xiàn)場總線接口 ；所述的微波接收天線，用于接收車載設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并將接收到的射頻信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給所述的微控制器；所述的微控制器，用于根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度定位所述車載設(shè)備的定位信息；所述的現(xiàn)場總線接口，用于發(fā)送所述的定位信息；所述的微波交易模塊將獲取的交易數(shù)據(jù)傳送給所述的后臺(tái)服務(wù)器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種路測裝置及不停車收費(fèi)系統(tǒng)，該路測裝置包括與被測道路上各條車道一一對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波交易模塊；與被測道路上各條車道對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)微波定位模塊；多個(gè)微波交易模塊之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，微波定位模塊通過現(xiàn)場總線與微波交易模塊相連接；每個(gè)微波交易模塊包括微波射頻天線、微控制器、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、和現(xiàn)場總線接口；微波射頻天線，完成與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口，與外部主機(jī)交互；現(xiàn)場總線接口，進(jìn)行硬件同步和接收定位信息；微控制器，控制與車載設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；每個(gè)微波定位模塊包括微波接收天線、微控制器、和現(xiàn)場總線接口。以解決相鄰車道的重復(fù)收費(fèi)問題。
文檔編號(hào)G07B15/00GK202120331SQ20102023670
公開日2012年1月18日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者武宏偉, 王春生, 田林巖, 鄧永強(qiáng) 申請人:北京萬集科技股份有限公司