一種具有射頻自檢功能的etc路側(cè)單元的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種具有射頻自檢功能的ETC（Electronic?Toll?Collection，電子不停車(chē)收費(fèi)）路側(cè)單元。所述路側(cè)單元在不影響正常工作的情況下，能夠完成射頻性能的在線自檢。傳統(tǒng)的ETC路側(cè)單元不具備射頻模塊自檢功能，本實(shí)用新型ETC路側(cè)單元的是在傳統(tǒng)路側(cè)單元基礎(chǔ)上增加功率檢測(cè)模塊、頻率檢測(cè)模塊、收發(fā)耦合與切換模塊，具備了射頻自檢功能，可以隨時(shí)檢測(cè)發(fā)射功率、發(fā)射頻率、接收靈敏度、接收帶寬，不僅方便技服人員對(duì)所述路側(cè)單元進(jìn)行日常維護(hù)與故障排除，降低由于設(shè)備故障帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，而且還能簡(jiǎn)化生產(chǎn)、檢驗(yàn)流程，提高所述路側(cè)單元產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗(yàn)效率。
【專利說(shuō)明】-種具有射頻自檢功能的ETC路側(cè)單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型關(guān)于智能交通系統(tǒng)的電子收費(fèi)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是一種具有射頻自 檢功能的ETC路側(cè)單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 電子收費(fèi)（ETC Electronic Toll Collection)系統(tǒng)又稱為不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)。ETC 系統(tǒng)采用專用短程無(wú)線通信（DSRC:Dedicated Short-Range Communication)技術(shù)來(lái)完成 整個(gè)收費(fèi)過(guò)程，以使車(chē)輛在整個(gè)收費(fèi)過(guò)程中保持行駛狀態(tài)而不用停車(chē)。
[0003] 傳統(tǒng)ETC路側(cè)單元在測(cè)試與檢驗(yàn)時(shí)，需要搭建專門(mén)測(cè)試環(huán)境，采用專用儀器如頻 譜儀、信號(hào)源等來(lái)測(cè)試各項(xiàng)射頻指標(biāo)，這種測(cè)試在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中還比較可行，當(dāng)設(shè)備組裝 完成后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體檢驗(yàn)，則需要重新拆開(kāi)設(shè)備來(lái)測(cè)試。另外，如果在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)需要 對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)或巡檢，采用專用儀器來(lái)測(cè)試會(huì)遇到很大的困難。
[0004] ETC路側(cè)單元射頻模塊會(huì)隨著元器件老化、環(huán)境變化等因素使性能下降，甚至出現(xiàn) 故障，這種帶著故障運(yùn)行的設(shè)備會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，比如誤扣費(fèi)、漏交易、錯(cuò)誤交易等。由于 ETC路側(cè)單元安裝在車(chē)道上方的龍門(mén)架上，要檢測(cè)設(shè)備性能是否還滿足指標(biāo)，需要關(guān)閉ETC 交易車(chē)道，搭建測(cè)試環(huán)境采用專業(yè)儀器對(duì)射頻模塊進(jìn)行測(cè)試，甚至需要在高空中作業(yè)以排 除路側(cè)單元的故障，這個(gè)過(guò)程不僅影響ETC車(chē)道的通行，而且還具有一定的危險(xiǎn)性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型在傳統(tǒng)ETC路側(cè)單元的基礎(chǔ)上，通過(guò)改進(jìn)收發(fā)模塊電路，增加功率檢 測(cè)模塊、頻率檢測(cè)模塊、收發(fā)耦合模塊，實(shí)現(xiàn)了射頻模塊的自檢功能。相比射頻模塊無(wú)自檢 功能的ETC路側(cè)單元，工作人員可以通過(guò)ETC路側(cè)單元自檢功能隨時(shí)獲取其射頻模塊的性 能指標(biāo)，保證設(shè)備一直工作在正常狀態(tài)。
[0006] 本實(shí)用新型路側(cè)單元包括控制模塊、發(fā)射模塊、接收模塊、PSAM卡模塊、通信模塊、 存儲(chǔ)器模塊、功率檢測(cè)模塊，其特征在于，該路側(cè)單元還包括頻率檢測(cè)模塊、收發(fā)耦合與切 換模塊，具有發(fā)射功率檢測(cè)、發(fā)射頻率檢測(cè)、接收靈敏度檢測(cè)、接收帶寬檢測(cè)的功能。
[0007] 所述的頻率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)接收模塊接收信號(hào)的頻率，判斷信號(hào)是否有存在偏 頻，包括整形電路和計(jì)數(shù)電路。整形電路將接收模塊混頻輸出的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)整形得到同 頻率的方波，用計(jì)數(shù)電路檢測(cè)方波信號(hào)的頻率，從而獲得接收信號(hào)的頻率。
[0008] 所述的收發(fā)耦合與切換模塊，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊到接收模塊的耦合以及收發(fā)模式 的切換，包括自檢耦合電路和收發(fā)切換電路。發(fā)射模塊的輸出從自檢耦合電路輸入到接收 模塊，實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊與接收模塊聯(lián)合自檢；收發(fā)切換電路用于發(fā)射和接收的切換，實(shí)現(xiàn)路側(cè) 單元與車(chē)載單元之間的半雙工通信。
[0009] 所述的控制模塊用于管理整個(gè)路側(cè)單元，配置發(fā)射和接收模塊，實(shí)現(xiàn)ETC交易流 程；在自檢模式下，控制模塊根據(jù)檢測(cè)反饋的結(jié)果，調(diào)節(jié)射頻參數(shù)，自動(dòng)獲取發(fā)射功率、發(fā)射 頻率、接收靈敏度、接收帶寬，可用于判斷發(fā)射模塊是否偏頻，判斷接收到的信號(hào)是否存在 偏頻，判斷射頻指標(biāo)是否正常，診斷設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出。
[0010] 所述的功率檢測(cè)模塊用于獲取發(fā)射模塊的輸出功率。
[0011] 所述的發(fā)射模塊主要用于將控制模塊需要發(fā)送的信息調(diào)制后發(fā)射，根據(jù)控制模塊 的設(shè)置調(diào)節(jié)發(fā)射功率、發(fā)射頻率、調(diào)制系數(shù)等射頻參數(shù)。
[0012] 所述的接收模塊主要用于接收微波信號(hào)，對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后的信息 傳給控制模塊。
[0013] 所述的PSAM卡模塊包括至少一張 PSAM卡，用于在交易過(guò)程中與車(chē)載單元的相互 認(rèn)證。
[0014] 所述的通信模塊用于該路側(cè)單元與計(jì)算機(jī)、控制器的通信，還可用于人機(jī)交互功 能。
[0015] 所述的存儲(chǔ)器模塊用于存儲(chǔ)參數(shù)和數(shù)據(jù)。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型ETC路側(cè)單元的結(jié)構(gòu)，該路側(cè)單元可以獨(dú)自實(shí)現(xiàn)發(fā)射功率檢測(cè)、 發(fā)射頻率檢測(cè)、接收靈敏度檢測(cè)、接收帶寬檢測(cè)的功能。
[0017] 所述的發(fā)射功率檢測(cè)，將發(fā)射模塊設(shè)置為輸出載波模式，由功率檢測(cè)芯片把微波 信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，由電壓信號(hào)計(jì)算出發(fā)射信號(hào)的功率，用于判斷發(fā)射模塊輸出功率是 否滿足要求。
[0018] 所述的發(fā)射頻率檢測(cè)，將發(fā)射模塊設(shè)置為輸出載波模式，發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)耦合 電路輸入到接收模塊，接收模塊混頻輸出的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)整形得到同頻的方波，計(jì)數(shù)電路 計(jì)算出方波信號(hào)的頻率，換算得到接收信號(hào)的頻率，即發(fā)射頻率，用于判斷發(fā)射模塊輸出的 頻率是否正確。
[0019] 所述的接收靈敏度檢測(cè)，將發(fā)射模塊設(shè)置為調(diào)制輸出模式，控制模塊輸出數(shù)據(jù)到 發(fā)射模塊，發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)耦合電路輸入到接收模塊，接收模塊解調(diào)輸出數(shù)據(jù)，控制模塊 根據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整發(fā)射功率，檢測(cè)出接收靈敏度，用于判斷接收模塊是否正常。
[0020] 所述的接收帶寬檢測(cè)，將發(fā)射模塊設(shè)置為調(diào)制輸出模式，控制模塊輸出數(shù)據(jù)到發(fā) 射模塊，發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)耦合電路輸入到接收模塊，接收模塊解調(diào)輸出數(shù)據(jù)，控制模塊根 據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整發(fā)射頻率，檢測(cè)出接收帶寬，用于判斷接收模塊是否正常。
[0021] 本實(shí)用新型在ETC路側(cè)單元生產(chǎn)、檢驗(yàn)、測(cè)試射頻模塊功能時(shí)，工作人員通過(guò)人機(jī) 交互觸發(fā)ETC路側(cè)單元，ETC路側(cè)單元接收到操作命令后通過(guò)射頻自檢功能檢測(cè)射頻模塊 的發(fā)射功率、頻率、接收靈敏度、接收帶寬等射頻參數(shù)指標(biāo)，將檢測(cè)結(jié)果保存在存儲(chǔ)器中的 同時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互告知使用者。人機(jī)交互可以實(shí)時(shí)將射頻模塊的參數(shù)指標(biāo)顯示出來(lái)。
[0022] 本實(shí)用新型的有益效果是：ETC路側(cè)單元具備了射頻性能的自檢功能，不僅可以 方便技服人員對(duì)所述路側(cè)單元的日常維護(hù)與故障排除，而且還能簡(jiǎn)化生產(chǎn)、檢驗(yàn)流程，提高 所述路側(cè)單元產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗(yàn)效率。另外，當(dāng)設(shè)備由于突發(fā)情況出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)報(bào)警 提醒工作人員檢修，避免設(shè)備帶故障運(yùn)行，降低風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的系統(tǒng)整體框圖。
[0024] 圖2為收發(fā)耦合與切換模塊示意圖。
[0025] 圖3發(fā)射功率檢測(cè)流程圖。
[0026] 圖4發(fā)射頻率檢測(cè)流程圖。
[0027] 圖5接收靈敏度檢測(cè)流程圖。
[0028] 圖6接收帶寬檢測(cè)流程圖。
[0029] 圖7上電自檢流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0031] 圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的系統(tǒng)整體框圖，包括如下幾個(gè)模塊：控制模塊 101、發(fā)射模塊108、接收模塊106、收發(fā)耦合與切換模塊107、功率檢測(cè)模塊109、頻率檢測(cè)模 塊105、PSAM卡模塊102、通信模塊103、存儲(chǔ)器模塊104。
[0032] 該設(shè)備上電后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行射頻性能自檢，在自檢時(shí)收發(fā)耦合與切換模塊107工作 在示意如圖2所示，使發(fā)射模塊的輸出耦合到接收模塊中。
[0033] 自檢時(shí)依次對(duì)發(fā)射功率、發(fā)射頻率、接收靈敏度、接收帶寬進(jìn)行檢測(cè)，判斷射頻指 標(biāo)是否正常，只有各項(xiàng)射頻性能正常時(shí)才會(huì)進(jìn)入下一流程，當(dāng)檢測(cè)到射頻性能異常時(shí)，通過(guò) 通信模塊103給后臺(tái)發(fā)送報(bào)警，并退出正常工作狀態(tài)等待檢修。上電自檢過(guò)程如圖7所示， 其中發(fā)射功率、發(fā)射頻率、接收靈敏度、接收帶寬的詳細(xì)自檢過(guò)程如下：
[0034] 圖3所示，發(fā)射功率自檢：主控模塊101將發(fā)射模塊108設(shè)置為輸出載波模式，采 用功率檢測(cè)芯片，把微波信號(hào)的功率轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)A/D采集該電壓值，經(jīng)換算可得 到微波信號(hào)的功率。主控模塊101判斷換算的微波信號(hào)功率是否正常，若正常則進(jìn)入發(fā)射 頻率自檢流程，否則通過(guò)人機(jī)交互返回功率異常信息。
[0035] 圖4所示，發(fā)射頻率自檢：主控模塊101是將發(fā)射模塊108設(shè)置為輸出載波模式， 開(kāi)啟自檢耦合電路使發(fā)射信號(hào)耦合到接收模塊106,接收模塊106進(jìn)行下變頻解調(diào)；下變頻 輸出的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)比較器整形，得到同頻的方波，用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)得到一定時(shí)間內(nèi)該方波 信號(hào)的周期數(shù)，周期數(shù)除以時(shí)間即是中頻信號(hào)的頻率。將中頻信號(hào)頻率與接收模塊的本振 頻率相加，便可得到發(fā)射頻率。主控模塊101判斷得到的發(fā)射頻率是否正常，若正常則進(jìn)入 接收靈敏度自檢流程，否則通過(guò)人機(jī)交互返回頻率異常信息。
[0036] 圖5所示，接收靈敏度自檢：主控模塊101是將發(fā)射模塊108設(shè)置為調(diào)制輸出模 式，設(shè)置好頻率和功率，開(kāi)啟自檢耦合電路使發(fā)射信號(hào)耦合到接收模塊，接收模塊進(jìn)行下變 頻解調(diào)；控制模塊101輸出數(shù)據(jù)到發(fā)射模塊，并從接收模塊106讀取數(shù)據(jù)，對(duì)比發(fā)送的數(shù)據(jù) 和接收的數(shù)據(jù)，計(jì)算誤碼率；根據(jù)誤碼率的大小，調(diào)節(jié)發(fā)射模塊108的功率，得到接收靈敏 度。主控模塊101判斷得到的接收靈敏度是否正常，若正常則進(jìn)入接收帶寬自檢流程，否則 通過(guò)人機(jī)交互返回接收靈敏度異常信息。
[0037] 圖6所示，接收帶寬自檢：主控模塊101是將發(fā)射模塊108設(shè)置為調(diào)制輸出模式， 設(shè)置好頻率和功率，開(kāi)啟自檢耦合電路使發(fā)射信號(hào)耦合到接收模塊，接收模塊106進(jìn)行下 變頻解調(diào)；控制模塊101輸出數(shù)據(jù)到發(fā)射模塊，并從接收模塊106讀取數(shù)據(jù)，對(duì)比發(fā)送的數(shù) 據(jù)和接收的數(shù)據(jù)，計(jì)算誤碼率；根據(jù)誤碼率的大小，調(diào)節(jié)發(fā)射模塊的頻率，計(jì)算兩個(gè)頻率之 間的差值，得到接收帶寬。主控模塊101判斷得到的接收帶寬是否正常，若正常則將所述的 ETC路側(cè)單元的運(yùn)行模式設(shè)置為正常工作模式，進(jìn)入正常交易流程；否則通過(guò)人機(jī)交互返 回接收帶寬異常信息。
[0038] 當(dāng)所有射頻功能與性能自檢完成并合格后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
[0039] 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有射頻自檢功能的ETC路側(cè)單元，包括發(fā)射模塊、接收模塊、PSAM卡模塊、通 信模塊、存儲(chǔ)器模塊、功率檢測(cè)模塊；其特征在于，該路側(cè)單元還包括： 頻率檢測(cè)模塊，包括整形電路和計(jì)數(shù)電路，用于檢測(cè)接收模塊接收信號(hào)的頻率，判斷信 號(hào)是否有存在偏頻； 收發(fā)耦合與切換模塊，包括自檢耦合電路和收發(fā)切換電路，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊到接收 模塊的耦合以及收發(fā)模式的切換； 控制模塊，分別與PSAM卡模塊、存儲(chǔ)器模塊、通信模塊以及頻率檢測(cè)模塊連接，配置發(fā) 射和接收模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的結(jié)果，調(diào)節(jié)射頻參數(shù)，自動(dòng)獲取發(fā)射功率、發(fā)射頻率、接收 靈敏度、接收帶寬，診斷設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ETC路側(cè)單元，其特征在于： 所述的頻率檢測(cè)模塊包括整形電路和計(jì)數(shù)電路，整形電路將接收模塊混頻輸出的中頻 信號(hào)經(jīng)過(guò)整形得到同頻率的方波，用計(jì)數(shù)電路檢測(cè)方波信號(hào)的頻率，從而獲得接收信號(hào)的 頻率； 所述的收發(fā)耦合與切換模塊包括自檢耦合電路和收發(fā)切換電路，發(fā)射模塊的輸出從自 檢耦合電路輸入到接收模塊，實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊與接收模塊聯(lián)合檢測(cè)；收發(fā)切換電路用于發(fā)射 和接收的切換，實(shí)現(xiàn)路側(cè)單元與車(chē)載單元之間的半雙工通信。
【文檔編號(hào)】G07B15/06GK203911933SQ201320879189
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】馬春香, 楊勝姚, 王開(kāi)然, 劉金福 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)集科技股份有限公司