專利名稱：車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車費(fèi)登記設(shè)備，更確切地說(shuō)是涉及一種在管理點(diǎn)收車費(fèi)、通行費(fèi)或進(jìn)入費(fèi)的設(shè)備。
車輛經(jīng)過(guò)公路、橋梁及隧道的入口處時(shí)，一般要停車付費(fèi)影響工作效率，改變停車付費(fèi)的技術(shù)關(guān)鍵是對(duì)通過(guò)車輛特征的識(shí)別。目前采用的識(shí)別技術(shù)有采用攝象機(jī)的計(jì)算機(jī)人工視覺(jué)識(shí)別車號(hào)技術(shù)，但識(shí)別速度慢、準(zhǔn)確性差、對(duì)環(huán)境和光線的要求嚴(yán)格；采用磁卡的接觸性收費(fèi)，可靠性低，并有易磨損、收費(fèi)速度慢等問(wèn)題。
有一種對(duì)通過(guò)車輛進(jìn)行識(shí)別、記錄并據(jù)此統(tǒng)一收費(fèi)的車輛自動(dòng)記帳收費(fèi)裝置。由安裝在入口處的記帳收費(fèi)處理器和安裝在車輛上的車輛代碼發(fā)送器組成，車輛通過(guò)時(shí)，記帳收費(fèi)處理器收到車輛代碼發(fā)生器發(fā)出的代表車輛特征的標(biāo)志代碼，再進(jìn)行識(shí)別、記帳存貯等。
其中車輛代碼發(fā)送器也稱電子ID卡，可接收無(wú)線詢問(wèn)信號(hào)，由詢問(wèn)信號(hào)接收器、應(yīng)答代碼發(fā)生器和代碼發(fā)送器組成?？刹捎寐暠砻娌o(wú)源卡(SID卡)，也可采用有源電子卡(EID卡)；記帳收費(fèi)處理器通常包括詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送器、車輛應(yīng)答信號(hào)接收器及以主控計(jì)算機(jī)為核心部件的車輛代碼處理單元。車輛通過(guò)管理點(diǎn)時(shí)，安裝在車輛上的電子ID卡接收到記帳收費(fèi)處理器發(fā)出的詢問(wèn)信號(hào)，于是作出應(yīng)答，即發(fā)射車輛特征代碼，記帳收費(fèi)處理器接收并處理該應(yīng)答信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別征費(fèi)。
上述裝置主要存在兩方面的問(wèn)題，一是記帳收費(fèi)處理器不能兼容識(shí)別SID卡和EID卡，因?yàn)镾ID卡與EID卡的碼速率不一致。SID卡采用聲表面波工藝制作，最佳碼速率Rb≥10Mb／S，速率降低則成本升高，降至3Mb／S時(shí)就很難批量生產(chǎn)。而EID卡相對(duì)碼速率較低，一般不超過(guò)3Mb／S，碼速率上升則成本上升，因此也不能為用戶接受，無(wú)實(shí)用價(jià)值。由于二者碼速率相差太大，不能統(tǒng)一造成了識(shí)別兼容上的困難。二是記帳收費(fèi)處理器的功耗太大，因?yàn)橛泿な召M(fèi)處理器是處于連續(xù)不間斷地發(fā)射詢問(wèn)信號(hào)和接收應(yīng)答信號(hào)的工作狀態(tài)中。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置，實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)收費(fèi)，可以兼容識(shí)別SID卡和EID卡，具有低功耗、自動(dòng)化程度高、可靠性高的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置，由安裝在車輛上的電子ID卡，安裝在通道旁的車輛識(shí)別機(jī)和完成收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)管理的主控計(jì)算機(jī)組成，所述的車輛識(shí)別機(jī)包括向車輛發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的發(fā)射器，接收車輛電子ID卡應(yīng)答信號(hào)的接收器，由應(yīng)答信號(hào)的串／并變換器和單片機(jī)組成的應(yīng)答信號(hào)處理器，其特征在于1)所述的車輛識(shí)別機(jī)還包括設(shè)置在通道兩側(cè)的由紅外發(fā)射管和紅外接收管組成的車輛通過(guò)檢測(cè)器，紅外接收管輸出接車輛識(shí)別機(jī)；2)所述車輛識(shí)別機(jī)的應(yīng)答信號(hào)處理器還包括有兼容識(shí)別SID卡和EID卡的應(yīng)答信號(hào)串／并變換器的時(shí)鐘選擇器，由多時(shí)鐘發(fā)生器、受時(shí)序控制單元控制、識(shí)別應(yīng)答信號(hào)中SID卡或EID卡標(biāo)志碼的波門及鎖存器和與多時(shí)鐘作邏輯選擇的門電路組合而成，選擇輸出一種時(shí)鐘至應(yīng)答信號(hào)串／并變換器的CLK端；3)所述車輛識(shí)別機(jī)還包括有受所述紅外接收管輸出控制的主電源控制開(kāi)關(guān)，電源經(jīng)主電源控制開(kāi)關(guān)加至所述的發(fā)射器、接收器及應(yīng)答信號(hào)串／并變換器的時(shí)鐘選擇器上。
電子ID卡作為電子車牌貼在汽車擋風(fēng)玻璃上，車輛通過(guò)檢測(cè)器安裝在車道兩側(cè)，紅外接收管與識(shí)別機(jī)位于同一路側(cè)。在沒(méi)有車輛通過(guò)時(shí)，紅外檢測(cè)器自我正常發(fā)射、接收，作為主要耗電部件的識(shí)別機(jī)收、發(fā)器的電源是關(guān)斷的。車輛進(jìn)入車道內(nèi)時(shí)，由紅外探測(cè)器給出有車信號(hào)，啟動(dòng)識(shí)別機(jī)的主電源控制開(kāi)關(guān)，對(duì)收、發(fā)器施加受控電源，發(fā)射器發(fā)射詢問(wèn)調(diào)制信號(hào)。車輛的ID卡接收該詢問(wèn)信號(hào)后即自動(dòng)應(yīng)答回一個(gè)代表自身唯一特征的編碼調(diào)制信號(hào)，包括SID卡或EID卡的標(biāo)志碼和車輛編號(hào)數(shù)據(jù)，識(shí)別機(jī)接收并處理應(yīng)答信號(hào)，獲得電子ID卡攜帶的全部信息。應(yīng)答信號(hào)處理器通過(guò)時(shí)鐘選擇器選擇一種與車輛ID卡碼速率相同的時(shí)鐘，作為應(yīng)答信號(hào)串／并變換器的工作時(shí)鐘，以兼容識(shí)別碼速率高的SID卡和碼速率低的EID卡，完成對(duì)車輛有效信息的識(shí)別，識(shí)別完后，單片機(jī)控制關(guān)斷主電源控制開(kāi)關(guān)。
識(shí)別機(jī)數(shù)據(jù)送主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成自動(dòng)收費(fèi)，主控計(jì)算機(jī)可同時(shí)管理多個(gè)通道口的車輛識(shí)別征費(fèi)。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)。
附

圖1為車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置原理框圖。
附圖2為圖1所示識(shí)別機(jī)原理框圖。
附圖3為圖2所示主電源控制開(kāi)關(guān)電原理圖。
附圖4為圖2所示應(yīng)答信號(hào)處理電路原理圖。
附圖5為電子ID卡結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)附圖1，安裝在車道兩側(cè)的紅外發(fā)射器11和紅外接收器12構(gòu)成車輛通過(guò)檢測(cè)器。有車輛20通過(guò)時(shí)，紅外光束被阻擋，紅外接收器12輸出高電平識(shí)別標(biāo)志信號(hào)，打開(kāi)識(shí)別機(jī)30內(nèi)主電源控制開(kāi)關(guān)，識(shí)別機(jī)內(nèi)收發(fā)電路通過(guò)天線31發(fā)射射頻調(diào)制詢問(wèn)信號(hào)(ASK調(diào)制)，電子ID卡40收到詢問(wèn)信號(hào)后延遲應(yīng)答一個(gè)經(jīng)加密的編碼調(diào)制信號(hào)，識(shí)別機(jī)30通過(guò)天線31接收該信號(hào)并解碼，獲得車牌信號(hào)，識(shí)別完后，主電源控制開(kāi)關(guān)即自動(dòng)斷開(kāi)，恢復(fù)常態(tài)。
由各通道來(lái)的識(shí)別機(jī)串行輸出數(shù)據(jù)經(jīng)總線50送主控計(jì)算機(jī)60，計(jì)算機(jī)從檔案庫(kù)61中扣除該車牌號(hào)費(fèi)額或從銀行帳戶上收取通行費(fèi)，同時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)車流量、通過(guò)時(shí)間、收費(fèi)額等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)外部設(shè)備62打印輸出或顯示輸出，整個(gè)收費(fèi)過(guò)程在數(shù)十毫秒內(nèi)完成，因此允許車輛以300KM／H的速度不停車通過(guò)收費(fèi)站。各收費(fèi)車道相互間允許相距≤1KM。安裝識(shí)別機(jī)天線31時(shí)，應(yīng)保證其作用范圍可覆蓋一段路面，對(duì)于未裝設(shè)電子ID卡的車輛，識(shí)別機(jī)給出報(bào)警控制信號(hào)。
參見(jiàn)附圖2，識(shí)別機(jī)30包括發(fā)射、接收天線301，發(fā)射器302，接收器303，由多時(shí)鐘發(fā)生器304、時(shí)鐘選擇器305、應(yīng)答信號(hào)的串／并變換器306和單片機(jī)307組成的應(yīng)答信號(hào)處理器，主電源控制開(kāi)關(guān)309和電源310，識(shí)別機(jī)供電包括受控電源1和不受控電源2，不受控電源2輸出接單片機(jī)307和系統(tǒng)時(shí)鐘304、主電源開(kāi)關(guān)309等，受控電源輸出接主要耗能部件的發(fā)射器302和接收器303等。
主電源控制開(kāi)關(guān)309受紅外接收器12輸出的高電平識(shí)別標(biāo)志信號(hào)控制，發(fā)射器302、接收器303執(zhí)行識(shí)別操作，識(shí)別完后，由單片機(jī)307通知關(guān)斷主電源309開(kāi)關(guān)，發(fā)射器、接收器停止工作。
本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置雙探頭(紅外探頭及詢問(wèn)、應(yīng)答探頭)及主電源控制開(kāi)關(guān)技術(shù)使主要耗能的收、發(fā)器處于間斷工作狀態(tài)，由于識(shí)別工作僅用數(shù)十毫秒的時(shí)間，因此絕大部分時(shí)間內(nèi)，收發(fā)器不耗能，設(shè)備功耗較采用單探頭(詢問(wèn)、應(yīng)答探頭)的識(shí)別機(jī)至少降低90％。
參見(jiàn)附圖3，為主電源控制開(kāi)關(guān)的實(shí)施電路，實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)目的。
紅外探頭12輸出的有車信號(hào)作為D觸發(fā)器U1A的時(shí)鐘，U1A鎖存輸出高電平使開(kāi)關(guān)三極管V1導(dǎo)通，控制VMOS管V2導(dǎo)通，給識(shí)別機(jī)射頻收發(fā)器302、303供電Vcc1，識(shí)別完成后，單片機(jī)307給出控制信號(hào)至U1A的CD端，將其輸出清零，控制關(guān)斷，恢復(fù)射頻收發(fā)器的掉電狀態(tài)，直至U1A被再次觸發(fā)。
參見(jiàn)附圖4，為應(yīng)答信號(hào)處理器的實(shí)施電路，側(cè)重于解決對(duì)SID卡和EID卡的兼容識(shí)別，實(shí)施例取雙時(shí)鐘工作方式，由電子ID卡本身的標(biāo)識(shí)符來(lái)分別啟動(dòng)各自的工作時(shí)鐘。電子ID卡的應(yīng)答回波編碼信號(hào)由兩部分組成，第一部分為SID卡或EID卡的標(biāo)識(shí)碼，如規(guī)定SID卡的標(biāo)識(shí)碼為0，EID卡的標(biāo)識(shí)碼為1。第二部分為車輛的有效數(shù)據(jù)。
本實(shí)施例SID卡碼速率取為10Mb／S，EID卡碼速率取為2.5Mb／S，因此取標(biāo)識(shí)符為4個(gè)SID碼元寬，為400nS，合一個(gè)EID碼元寬，第二部分同為32bit。
圖中時(shí)序控制單元311輸出時(shí)序信號(hào)，包括波門信號(hào)1和鎖存信號(hào)2，將接收機(jī)303檢波輸出的標(biāo)識(shí)碼用波門U1A選通和用觸發(fā)器U2A鎖存。如是SID卡，標(biāo)識(shí)碼為0，U1A輸出1，U2A的Q端輸出1，時(shí)鐘CK1(10Mb／S)通過(guò)U1C，U3A加至計(jì)數(shù)器U4－U7的CLK端，該時(shí)鐘通過(guò)移位寄存器U4－U7將32位串行應(yīng)答數(shù)據(jù)變?yōu)?2位并行數(shù)據(jù)輸出給單片機(jī)307處理，此時(shí)U1B輸出0，封住時(shí)鐘CK2。
反之，如是EID卡，標(biāo)識(shí)碼為1，U1A輸出0，U2A輸出0，則封住CK1，CK2(2.5Mb／S)通過(guò)U1D、U3A加至移存器的CLK端，完成應(yīng)答信號(hào)的串／并變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同碼速率的電子ID卡信號(hào)的識(shí)別。
根據(jù)同樣的設(shè)計(jì)思想，對(duì)于碼速率相差N倍的SID卡和EID卡，其識(shí)別兼容技術(shù)均可通過(guò)多時(shí)鐘選擇措施實(shí)現(xiàn)，甚至擴(kuò)大至三種及三種以上都可用不同頻率時(shí)鐘去對(duì)號(hào)入座。
參見(jiàn)附圖5，制作在紙上的電子ID卡，可為圓形、橢圓形、矩形或其他任何形狀，實(shí)施例取140×50×0.3mm，為三層結(jié)構(gòu)，包括圖案面、不干膠紙層401，印刷環(huán)形天線層402和紙保護(hù)層403，環(huán)形天線內(nèi)為元件區(qū)，該結(jié)構(gòu)可保證電子ID卡一次性使用，撕下?lián)p壞。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有識(shí)別速度快，準(zhǔn)確性高，對(duì)天線、環(huán)境條件無(wú)要求，可靠性高的特點(diǎn)，兼容識(shí)別SID卡和EID卡，耗電少，不僅可用于車輛征費(fèi)系統(tǒng)，還可應(yīng)用于對(duì)其他運(yùn)動(dòng)物體的識(shí)別如火車自動(dòng)抄號(hào)、集裝箱自動(dòng)抄號(hào)，停車場(chǎng)自動(dòng)收費(fèi)等。有車信號(hào)的紅外探測(cè)也可用超聲波或其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置，由安裝在車輛上的電子ID卡，安裝在通道旁的車輛識(shí)別機(jī)和完成收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)管理的主控計(jì)算機(jī)組成，所述的車輛識(shí)別機(jī)包括向車輛發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)的發(fā)射器，接收車輛電子ID卡應(yīng)答信號(hào)的接收器，由應(yīng)答信號(hào)的串/并變換器和單片機(jī)組成的應(yīng)答信號(hào)處理器，其特征在于1)所述的車輛識(shí)別機(jī)還包括設(shè)置在通道兩側(cè)的由紅外發(fā)射管和紅外接收管組成的車輛通過(guò)檢測(cè)器，紅外接收管輸出接車輛識(shí)別機(jī)；2)所述車輛識(shí)別機(jī)的應(yīng)答信號(hào)處理器還包括有兼容識(shí)別SID卡和EID卡的應(yīng)答信號(hào)串/并變換器的時(shí)鐘選擇器，由多時(shí)鐘發(fā)生器、受時(shí)序控制單元控制、識(shí)別應(yīng)答信號(hào)中SID卡或EID卡標(biāo)志碼的波門及鎖存器和與多時(shí)鐘作邏輯選擇的門電路組合而成，選擇輸出一種時(shí)鐘至應(yīng)答信號(hào)串/并變換器的CLK端；3)所述車輛識(shí)別機(jī)還包括有受所述紅外接收管輸出控制的主電源控制開(kāi)關(guān)，電源經(jīng)主電源控制開(kāi)關(guān)加至所述的發(fā)射器、接收器及應(yīng)答信號(hào)串/并變換器的時(shí)鐘選擇器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置，其特征在于所述的主電源控制開(kāi)關(guān)由觸發(fā)器、開(kāi)關(guān)三極管和VMOS管順序連接而成，所述紅外接收管輸出接觸發(fā)器CLK端，VMOS管源極接主電源輸出，漏極輸出受控電源，觸發(fā)器清零端接單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子識(shí)別征費(fèi)裝置，其特征在于所述的電子ID卡是由圖案面、不干膠紙層，印刷天線層和紙保護(hù)層組成的三層式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車輛通行征費(fèi)設(shè)備，為降低功耗可兼容識(shí)別EID卡和SID卡等目的而設(shè)計(jì)。由裝在車上的電子ID卡，裝在通道側(cè)的車輛識(shí)別機(jī)和完成收費(fèi)統(tǒng)計(jì)管理的主控計(jì)算機(jī)組成。識(shí)別機(jī)包括車輛通過(guò)檢測(cè)器、詢問(wèn)信號(hào)發(fā)射器、應(yīng)答信號(hào)接收器及其處理器等。ID卡接收詢問(wèn)信號(hào)發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)由SID卡或EID卡標(biāo)識(shí)碼和有效數(shù)據(jù)代碼組成，用標(biāo)識(shí)碼控制選擇工作時(shí)鐘，以適配不同碼速率的ID卡。檢測(cè)器控制主電源控制開(kāi)關(guān)給收發(fā)器加電。
文檔編號(hào)G07B15/06GK2171139SQ93212180
公開(kāi)日1994年7月6日 申請(qǐng)日期1993年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月10日
發(fā)明者宋劍波, 鄧紅光, 劉正林 申請(qǐng)人:宋劍波, 鄧紅光, 劉正林