專利名稱：一種用于多義性路徑識別的路側(cè)基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有無線路徑標(biāo)識功能的路側(cè)基站(RSU)。 承狡不多義性路徑識別是高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)中遇到的一個難題，目前相關(guān)企業(yè) 也提出了各種解決方案，其中包括運(yùn)用射頻識別(RFID)技術(shù)的無線路徑自 動標(biāo)識方案。無線路徑自動標(biāo)識系統(tǒng)是解決多義性路徑識別問題的有效手段之一，系 統(tǒng)由路側(cè)基站、車道讀卡器、車載單元裝置組成。在路網(wǎng)內(nèi)不同路段設(shè)置一 種無線通信裝置(路側(cè)基站)，該裝置能連續(xù)播發(fā)所在路徑的識別碼；在路 網(wǎng)入口處，收費(fèi)員通過車道讀卡器把入口信息寫入車載單元裝置，隨后把車 載單元裝置交給司機(jī)；當(dāng)車輛在道路上行駛時，車內(nèi)的車載單元裝置能夠接 收到路側(cè)基站發(fā)送的路徑識別碼，并保存在非易失性存儲體中；車輛到達(dá)目 的地(路網(wǎng)出口)時，司機(jī)把車載單元裝置交回給收費(fèi)員，收費(fèi)員通過車道 讀卡器把車載單元裝置保存的所有路徑信息錄入到收費(fèi)系統(tǒng)中；這些路徑信 息是精確拆分帳的依據(jù)。專業(yè)詞匯解釋-多義性路徑從路網(wǎng)的一個確定的入口到達(dá)一個確定的出口，可能存在 多條不同的路徑，即多義性路徑。路側(cè)基站(RSU): —種無線通信基站，負(fù)責(zé)廣播所在路段的路徑信息以及與經(jīng)過的車載單元裝置通信，通常放置在路邊或路面正上方一定高度的 龍門架上。車道讀卡器(ODU):與車載單元裝置通信，完成數(shù)據(jù)交互，通常在計 算機(jī)的控制下工作， 一般放置在路網(wǎng)的入口或出口處。車載單元裝置以無線方式與路側(cè)基站RSU通信，記錄車輛行使的路徑信息，并通過車道讀卡器ODU把數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心。但是，路側(cè)基站作為多義性路徑識別系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前的方案主要采用(1)基站立于路側(cè)，持續(xù)廣播路徑標(biāo)識信號；(2)功能單一，不 具備喚醒信號發(fā)送和遠(yuǎn)程集中管理等功能。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于為多義性路徑識別系統(tǒng)提供一種有效的、可靠的 路側(cè)基站。本實用新型所采用的技術(shù)方案 一種用于多義性路徑識別的路側(cè)基站， 包括喚醒基站和通信基站，所述喚醒基站持續(xù)發(fā)送喚醒信號，用于喚醒進(jìn)入 喚醒區(qū)域的車載單元裝置，使車載單元裝置與通信基站建立通信連接；所述 通信基站持續(xù)廣播路徑信息，與被喚醒的車載單元裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將路 徑信息保存在車載單元裝置內(nèi)。上述喚醒基站和通信基站相互獨(dú)立安裝。所述通信基站的信號范圍覆蓋 喚醒基站的喚醒區(qū)域。上述喚醒基站包括射頻天線、功放、射頻模塊、微處理器和遠(yuǎn)程控制模 塊，其射頻天線通過功放與射頻模塊連接，微處理器分別與遠(yuǎn)程控制模塊及 射頻模塊連接。所述喚醒基站還包括電源模塊和防雷模塊，電源模塊分別與
功放、射頻模塊、微處理器和遠(yuǎn)程控制模塊連接。上述通信基站包括射頻天線、功放、射頻模塊、微處理器、遠(yuǎn)程控制模 塊和安全模塊，其射頻天線通過功放與射頻模塊連接，微處理器分別與遠(yuǎn)程 控制模塊、射頻模塊及安全模塊連接。所述通信基站還包括電源模塊和防雷 模塊，電源模塊分別與功放、射頻模塊、微處理器、遠(yuǎn)程控制模塊和安全模 塊連接。上述通信基站的安全模塊采用密鑰算法對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密處理。上述喚醒基站和通信基站的電源模塊以市電作為主要電源，可采用太陽 能電池作備用電源。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(1) 采用了喚醒基站與通信基站配合工作的方式，喚醒區(qū)域較小，確 保車載單元裝置在進(jìn)入路徑標(biāo)識區(qū)域后才被喚醒，節(jié)省了車載單元裝置的能耗，并且由于喚醒時間極短，能保證車載單元裝置在車輛高速(最大車速 >200kni/h)通過情形下仍然能夠可靠識別與通信；通信基站覆蓋區(qū)域較大，能確保車載單元裝置被喚醒后有足夠的時間和機(jī)會接收路徑標(biāo)識信息及與 通信基站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。(2) 采用了通過移動運(yùn)營商提供的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的遠(yuǎn)程控制方式，有利于管理中心對路網(wǎng)內(nèi)所有的路側(cè)基站進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。(3) 釆用了安全模塊，對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保了通信安全可靠。(4) 采用了太陽能電池作為備用電源，使路側(cè)基站在市電供應(yīng)出現(xiàn)異 常時能繼續(xù)工作，保證了收費(fèi)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。(5) 雙向通信，可同時識別多個車載單元裝置并與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。(6) 防雷設(shè)計，安全可靠，適合高速公路外場全天候使用。附閨說明

圖1為本實用新型路側(cè)基站的電路方框圖；圖2為本實用新型路側(cè)基站的工程實施示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實用新型 的實施方式不僅限于此。如圖1所示，本裝置包括喚醒基站10和通信基站20兩個部分喚醒基 站10由射頻天線15、功放14、射頻模塊13、微處理器12、遠(yuǎn)程控制模塊 11，以及電源16和防雷模塊17組成；其中，射頻天線15與功放14連接， 功放14與射頻模塊13連接，微處理器12分別與遠(yuǎn)程控制模塊11及射頻模 塊13連接，電源16分別與功放14、射頻模塊13、微處理器12、遠(yuǎn)程控制 模塊11連接。通信基站20由射頻天線25、功放24、射頻模塊23、微處理 器22、遠(yuǎn)程控制模塊21、安全模塊26，以及電源27和防雷模塊28組成； 其中射頻天線25與功放24連接，功放24與射頻模塊23連接，微處理器 22分別與遠(yuǎn)程控制模塊21 、射頻模塊23及安全模塊26連接，電源27分別 與功放24、射頻模塊23、微處理器22、遠(yuǎn)程控制模塊21、安全模塊26連 接。喚醒基站10和通信基站20的遠(yuǎn)程控制模塊11、 21釆用移動運(yùn)營商的 無線網(wǎng)絡(luò)與管理中心通信，采用集中管理的遠(yuǎn)程控制方式，管理中心可對全
路網(wǎng)的路側(cè)射頻天線進(jìn)行管理和監(jiān)控，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的開關(guān)控制、功率設(shè)置、參 數(shù)設(shè)置、狀態(tài)査詢、軟件升級、上傳與車載單元裝置的交互信息等功能。所述微處理器12、 22為高速高性能單片機(jī)或其它中央處理器，具有很強(qiáng)的運(yùn) 算和處理能力。所述射頻模塊13、 23由射頻芯片及相應(yīng)的外圍電路相互連 接組成，完成射頻信號的收發(fā)。所述功放14、 24為高增益、低噪聲功率放 大模塊，用于對射頻模塊的輸出信號和天線的輸入信號進(jìn)行放大。所述射頻 天線15、 25為髙增益天線，作為優(yōu)選，可采用定向天線；天線在形式上可 采用八木天線、螺旋天線、微帶陣列天線等。通信基站20的安全模塊26為 基于3DES、 RSA等密鑰算法的安全控制模塊，用于對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和 解密處理；其物理存在形式為PSAM卡、ESAM芯片等。所述電源模塊16、 27為高穩(wěn)定度、高精度、高效率開關(guān)電源，以市電作為主要電源，作為優(yōu)選， 可采用太陽能電池作備用電源。所述防雷模塊17、 28為與基站一體化的防 雷裝置，有效防止由電源、射頻天線等引入的雷擊損壞基站，作為優(yōu)選，施 工中應(yīng)裝避雷針。上述喚醒基站10和通信基站20在邏輯上是相互獨(dú)立的，在物理存在形 式上則既可以相互獨(dú)立，也可以共用部分功能模塊(如電源模塊等)。喚醒 基站10可采用433MHz、 915MHz、 2.4GHz、 5.8GHz等ISM頻段，調(diào)制方 式可為ASK、 FSK等，通信速率可設(shè)置，覆蓋范圍為沿車輛行駛方向的一 段區(qū)域，長度在O到數(shù)十米間，可根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，專用于喚醒進(jìn)入 通信區(qū)域的車載單元裝置。通信基站20可采用433MHz、 915MHz、 2.4GHz、 5.8GHz等ISM頻段，調(diào)制方式可為FSK、 ASK等，通信速率可設(shè)置，覆蓋 范圍為長度為0到數(shù)百米間(沿車輛行駛方向)，寬度覆蓋整個路面，并
可根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，用來廣播高速公路的路徑信息，以及與被喚醒的車載單元裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。通信基站20的信號范圍覆蓋喚醒基站10的喚 醒區(qū)域。如圖2所示，本實用新型所述路側(cè)基站在工程實施中，喚醒基站10和 通信基站20可采用龍門架或立桿的方式安裝。喚醒基站IO持續(xù)發(fā)送喚醒信 號，用于喚醒隨車輛進(jìn)入喚醒區(qū)域的車載單元裝置30，使車載單元裝置30 與通信基站20建立通信連接；所述通信基站20持續(xù)廣播路徑信息，與被喚 醒的車載單元裝置30進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并將路徑信息保存在車載單元裝置30 內(nèi)。本實用新型采用喚醒基站10與通信基站20配合使用的方式，使得車載 的車載單元裝置30只有在進(jìn)入通信區(qū)域后才被喚醒，在極短時間內(nèi)完成數(shù) 據(jù)交互后轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，能耗大大降低；同時由于通信基站的通信區(qū)域大， 使得系統(tǒng)允許的最高車速》200km/h。本實用新型所述路側(cè)基站的工作模式和功能如下(1) 管理中心通過無線網(wǎng)絡(luò)對喚醒基站10和通信基站20進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；(2) 管理中心通過無線網(wǎng)絡(luò)打開喚醒基站10和通信基站20;(3) 喚醒基站10持續(xù)發(fā)送喚醒信號，通信基站20持續(xù)廣播路徑信息數(shù)據(jù)， 并等待與被喚醒的車載單元裝置30進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通信基站20的信號范圍 覆蓋喚醒基站10的喚醒區(qū)域；(4) 當(dāng)車載單元裝置30隨車輛進(jìn)入喚醒基站10的喚醒區(qū)域時，將被喚醒 信號喚醒，然后開始接收通信基站20廣播的路徑信息，并與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交(5) 當(dāng)有多個車載單元裝置同時處在路側(cè)基站的信號覆蓋范圍內(nèi)時，路側(cè)
基站通過一定的防碰撞算法識別所有車載單元裝置并與之完成數(shù)據(jù)交互。如上所述，即可較好地實現(xiàn)本實用新型。盡管所述實例已經(jīng)表示和描述 了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍的前提 下，可在其形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化，所附的權(quán)利要求書覆蓋了本實用 新型精神和范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。
權(quán)利要求1.一種用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于，包括喚醒基站(10)和通信基站(20)，所述喚醒基站(10)持續(xù)發(fā)送喚醒信號，用于喚醒進(jìn)入喚醒區(qū)域的車載單元裝置，使車載單元裝置與通信基站(20)建立通信連接；所述通信基站(20)持續(xù)廣播路徑信息，與被喚醒的車載單元裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將路徑信息保存在車載單元裝置內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述喚醒基站(10)和通信基站(20)相互獨(dú)立安裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述通信基站(20)的信號范圍覆蓋喚醒基站(10)的喚醒區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述喚醒基站(10)包括射頻天線(15)、功放(14)、射頻模塊(13)、 微處理器(12)和遠(yuǎn)程控制模塊(11)，其射頻天線(15)通過功放(14) 與射頻模塊(13)連接，微處理器(12)分別與遠(yuǎn)程控制模塊(11)及 射頻模塊(13)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述喚醒基站(10)還包括電源模塊(16)和防雷模塊(17)，電源模塊(16)分別與功放(14)、射頻模塊(13)、微處理器(12)和遠(yuǎn)程控制 模塊(11)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述通信基站(20)包括射頻天線(25)、功放(24)、射頻模塊(23)、 微處理器(22)、遠(yuǎn)程控制模塊(21)和安全模塊(26)，其射頻天線(25) 通過功放(24)與射頻模塊(23)連接，微處理器(22)分別與遠(yuǎn)程控 制模塊(21)、射頻模塊(23)及安全模塊(26)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述通信基站(20)還包括電源模塊(27)和防雷模塊(28)，電源模塊(27)分別與功放(24)、射頻模塊(23)、微處理器(22)、遠(yuǎn)程控制模 塊(21)和安全模塊(26)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在于， 所述安全模塊(26)采用密鑰算法對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，其特征在 于，所述電源模塊(16、 27)以市電作為主要電源，可采用太陽能電池 作備用電源。
專利摘要本實用新型公開了一種用于多義性路徑識別的路側(cè)基站，包括喚醒基站和通信基站，所述喚醒基站持續(xù)發(fā)送喚醒信號，用于喚醒進(jìn)入喚醒區(qū)域的車載單元裝置，使車載單元裝置與通信基站建立通信連接；所述通信基站持續(xù)廣播路徑信息，與被喚醒的車載單元裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將路徑信息保存在車載單元裝置內(nèi)。本實用新型通過采用喚醒基站與通信基站配合使用的方式，使得車載的車載單元裝置只有在進(jìn)入通信區(qū)域后才被喚醒，同時在極短時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)交互，能耗大大降低；同時由于通信區(qū)域大，其允許的最高車速≥200km/h；通過采用安全模塊加密通信數(shù)據(jù)的方式實現(xiàn)了安全通信。具有通車速度高、安全可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
文檔編號H04W76/02GK201054714SQ20072005281
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者李興銳, 成 楊, 羅瑞發(fā), 勇 鐘 申請人:深圳市金溢科技有限公司