專利名稱：一種可緊急啟動的有源電子車牌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可緊急啟動的有源電子車牌。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的數(shù)量正以迅猛的速度在增加，道路變得越來越擁擠不堪，在大城市或這繁忙的公路上，堵車現(xiàn)象常常發(fā)生，嚴重地影響了人們的工作和生活，給個人和社會都帶來了巨大的損失。另外，道路上也存在有違章、違法車輛等不安全因素，如不及時發(fā)現(xiàn)和排除，可能會對社會產(chǎn)生很大的危害。因此，迫切需要加強交通管理，實行對道路上的運行車輛進行在線監(jiān)控，進行實時交通流量的統(tǒng)計，實現(xiàn)智能化調(diào)度。 同時，也可以對違法車輛或特定車輛進行定位和跟蹤。但是，純粹依靠人工干預(yù)交通管理已經(jīng)不能滿足實際情況的需求，現(xiàn)在許多自動化的交通管理系統(tǒng)已經(jīng)被實際應(yīng)用到城市交通當中。例如，有些城市在交通路口安裝有攝像頭，對違章超速的車輛進行記錄。但是，這類單一依賴圖像的管理系統(tǒng)卻無法克服車輛牌照被人為遮擋或因年久失修等原因所造成的無法識別的缺點。這樣一個缺點在高速公路， 城際、省際國道等警力薄弱的地方就更加的突出明顯，不能有效的遏制這種違法行為也給人民群眾的生命財產(chǎn)造成了實質(zhì)的威脅。另外，由于圖像識別的運算處理復(fù)雜、成本相對較高，很難對道路車輛進行全面的、大范圍的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。那么，需要研究和開發(fā)一種不依賴圖像識別的簡捷車輛身份識別系統(tǒng)。目前，現(xiàn)有的基于RFID的電子車牌讀識系統(tǒng)，存在有三個問題一是所做的芯片大部分均采用無源的RFID芯片，存在著抗干擾能力較低、讀識距離有限等問題；二是系統(tǒng)的應(yīng)用范圍都是收費站、港口等較小范圍，車輛在經(jīng)過這一類地區(qū)時需低速、按位行駛。這也意味著讀識設(shè)備讀取無源RFID芯片的數(shù)據(jù)是有條件限定的；三是現(xiàn)有系統(tǒng)存儲容量小。 現(xiàn)有的道路交通交叉路口的環(huán)境比收費站等環(huán)境復(fù)雜得多，存在著車輛之間的干擾和很多不確定的因素1)大型車輛如卡車可能會遮掩小型車輛；2) —輛車沒有按線行駛，而是壓著兩條車道；3)超速車輛的車速非常得快；4)由于交叉口上通常有很多車輛和很多電氣設(shè)備，電磁干擾會非常大。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可緊急啟動的有源電子車牌，該電子車牌屬于有源RFID，信號發(fā)射和接受功率大，可被遠距離緊急啟動。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌包括穩(wěn)壓電源、備用電池、微控制器、無線通信芯片、阻抗匹配電路、天線。所述阻抗匹配電路包括第一三一電感、第一二一電感、第一二二電感、第一二三電感、第一三一電容、第一二一電容、第一二二電容、第一二三電容；
所述微控制器的一個I/O 口連接到LED指示燈的陰極，該LED指示燈的陽極通過第一電阻連接到工作電源上；
所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的狀態(tài)輸出口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的時鐘口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸入口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的片選口 ；
所述無線通信芯片的射頻負極引腳一路通過第一三一電容接地，其另一路依次通過第一三一電感、第一二二電感與第一二三電感的一端相連接，第一二三電感的另一端分別通過第一二三電容接地、通過第一二五電容連接集成天線，另第一二二電感與第一二三電感的連接端通過第一二二電容接地；
所述無線通信芯片射頻正極引腳一路依次通過第一二一電感、第一二四電容接地，其另一路通過第一二一電容連接到第一三一電感與第一二二電感的連接端；
所述無線通信芯片的兩個晶振引腳之間連接有晶體振蕩器，晶體振蕩器的兩端分別通過第九電容接地、通過第十電容接地；
本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌的有益效果1)采用有源的RFID芯片，發(fā)射功率較大，抗干擾能力強，傳輸距離長；2)體積小、重量輕，安裝方便；3)功耗低，節(jié)約汽車電源； 4)存儲容量大，能夠保存足夠多的車輛有關(guān)詳細數(shù)據(jù)；5)保密性、可靠性好，能夠防止人為攻擊、破壞和自然損壞；6)成本低；7)相關(guān)識別設(shè)備可以緊急啟動電子車牌，實時廣播其電子ID，可以實時跟蹤、搜索特定的車輛。


圖1為本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌的系統(tǒng)框圖； 圖2為穩(wěn)壓電源的電路原理圖3為本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌的系統(tǒng)原理圖； 圖4為本發(fā)明的主程序流程圖； 圖5為本發(fā)明的中斷程序流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌做進一步詳細描述
本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌包括穩(wěn)壓電源、備用電池、微控制器、無線通信芯片、阻抗匹配電路、天線，如圖1所示； 本發(fā)明選用的芯片和器件如下 所述微控制器采用Silicon Labs公司的C8051F920 ；
所述無線通信芯片采用Chipcon公司的CC1100，低成本、為低功耗無線應(yīng)用設(shè)計的UHF 收發(fā)器；CCllOO的RF收發(fā)器集成了一個高度可配置的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器支持不同的調(diào)制格式，其穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸率可達2501ApS ；
所述阻抗匹配為50歐姆，射頻中心頻率433MHz ； 所述天線使用AN1603-433型陶瓷集成天線。
如圖2所示，所述穩(wěn)壓電源輸入為車輛提供的12VDC或MVDC電源，穩(wěn)壓電源輸出為工作電源3V;
所述備用電池為兩節(jié)AA電池，輸出為3V;當車輛提供的12VDC或MVDC電源斷電時， 備用電池能夠供電；
如圖3所示，所述微控制器C8051F920的I/O 口 P0. 2連接到LED指示燈的陰極， 該LED指示燈的陽極通過第一電阻Rl連接到工作電源3V上；當電子車牌接收到ID信息讀識請求后點亮，當電子車牌校驗讀識器應(yīng)答信號通過后熄滅；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 P0. 6連接到無線通信芯片CC1100的狀態(tài)輸出端 GD00，用于判斷CCllOO的發(fā)送狀態(tài)和識別接收到數(shù)據(jù)的中斷信號；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 Pl. 0連接到無線通信芯片CC1100的SPI總線的時鐘口 SCLK ；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 Pl. 1連接到無線通信芯片CC1100的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 SO ；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 Pl. 2連接到無線通信芯片CC1100的SPI總線的數(shù)據(jù)輸入口 Si，以判斷CCllOO是否準備好；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 P2. 1連接到無線通信芯片CC1100的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 SO ；
所述微控制器C8051F920的I/O 口 P2. 3連接到無線通信芯片CC1100的片選口 CS ； 所述無線通信芯片CCllOO的射頻負極引腳RF_N其一路通過電容C131接地，其另一路依次通過電感L131、電感L122與電感L123的一端相連接，電感L123的另一端分別通過電容C123接地、通過電容C125連接集成天線，另電感L122與電感L123的連接端通過電容C122接地；
所述無線通信芯片CCllOO射頻正極引腳RF_P其一路依次通過電感L121、電容 C124接地，其另一路通過電容C121連接到電感L131與電感L122的連接端；
所述無線通信芯片CCllOO的兩個晶振引腳(X0SC_Q1，X0SC_Q2)之間連接有晶體振蕩器X2，晶體振蕩器X2的兩端分別通過電容C9接地、通過電容ClO接地。本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌工作過程
當讀識設(shè)備發(fā)送的調(diào)制信號傳送到本發(fā)明的有源電子車牌天線后經(jīng)阻抗匹配電路濾波處理，傳送到無線通信芯片CC1100，CCllOO對數(shù)據(jù)信號進行反白化、解碼、拆包等處理后將有效數(shù)據(jù)存入CCllOO的RXFIFO緩存器中，同時CC1100通過⑶00引腳給微控制器 C8051F920發(fā)出一個中斷信號，微控制器C8051F920被該中斷信號觸發(fā)，經(jīng)SPI總線讀入 RXFIFO中的數(shù)據(jù)，并自動進入命令識別程序。在常規(guī)工作模式下，當本發(fā)明的有源電子車牌接收到讀識設(shè)備的ID信息請求命令后，自動啟動防沖突應(yīng)答進程，生產(chǎn)偽隨機的應(yīng)答時段號。當內(nèi)部定時器達到與偽隨機數(shù)吻合的時段時，微控制器將包含自身ID信息的數(shù)據(jù)包經(jīng)SPI總線寫入CCllOO的TXFIFO 緩存器，同時發(fā)布“發(fā)送濾波命令”。CCllOO接收到該濾波命令，將數(shù)據(jù)包按指定格式編碼并自動把數(shù)據(jù)包白化處理后，將信號功率放大驅(qū)動至射頻引腳，信號經(jīng)阻抗匹配電路濾波、 選頻，再通過集成天線增益放大后發(fā)送到外圍空間傳送給讀識設(shè)備。當讀識設(shè)備收到有源電子車牌發(fā)送的ID信息后會返回一個包含其ID信息的確認命令。有源電子車牌如果校驗通過該確認命令，將進入靜默狀態(tài)，以準備下次被請求；如果校驗信息未通過或沒收到校驗信息并且有源電子車牌收到讀識器發(fā)出的重讀命令，有源電子車牌將進入新一輪的應(yīng)答進程，再選擇一個新的偽隨機時段，直到收到包含了自己ID信息的確認命令。當本發(fā)明的有源電子車牌接收到外部設(shè)備發(fā)送的緊急啟動命令，有源電子車牌將會工作于緊急啟動狀態(tài)；有源電子車牌在每隔一個特定的時間廣播其ID信息，以便外部的讀識設(shè)備能及時捕獲該信號，以達到跟蹤定位的目的。本發(fā)明的可緊急啟動的有源電子車牌的主程序和中斷程序流程圖，如圖4，圖5所
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權(quán)利要求
1. 一種可緊急啟動的有源電子車牌，包括穩(wěn)壓電源、備用電池、微控制器、無線通信芯片、阻抗匹配電路、天線，其特征在于所述阻抗匹配電路包括第一三一電感、第一二一電感、第一二二電感、第一二三電感、 第一三一電容、第一二一電容、第一二二電容、第一二三電容；所述微控制器的一個I/O 口連接到LED指示燈的陰極，該LED指示燈的陽極通過第一電阻連接到工作電源上；所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的狀態(tài)輸出端； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的時鐘口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸入口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的SPI總線的數(shù)據(jù)輸出口 ； 所述微控制器的一個I/O 口連接到無線通信芯片的片選口 ；所述無線通信芯片的射頻負極引腳一路通過第一三一電容接地，其另一路依次通過第一三一電感、第一二二電感與第一二三電感的一端相連接，第一二三電感的另一端分別通過第一二三電容接地、通過第一二五電容連接集成天線，另第一二二電感與第一二三電感的連接端通過第一二二電容接地；所述無線通信芯片射頻正極引腳一路依次通過第一二一電感、第一二四電容接地，其另一路通過第一二一電容連接到第一三一電感與第一二二電感的連接端；所述無線通信芯片的兩個晶振引腳之間連接有晶體振蕩器，晶體振蕩器的兩端分別通過第九電容接地、通過第十電容接地。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可緊急啟動的有源電子車牌，包括穩(wěn)壓電源、備用電池、微控制器、無線通信芯片、阻抗匹配電路、天線；該有源電子車牌由車輛的蓄電池供電，也可以由備用電池供電；本發(fā)明的有源電子車牌發(fā)射功率較大，抗干擾能力強，傳輸距離長；體積小、重量輕，安裝方便；功耗低，節(jié)約汽車電源；存儲容量大，能夠保存足夠多的車輛有關(guān)詳細數(shù)據(jù)；保密性、可靠性好，能夠防止人為攻擊、破壞和自然損壞；成本低；相關(guān)識別設(shè)備可以緊急啟動電子車牌，實時廣播其電子ID，可以實時跟蹤、搜索特定的車輛；本發(fā)明的電子車牌可以應(yīng)用在各種車輛上。
文檔編號G06K19/077GK102289704SQ201110127660
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者于明鶴, 劉學(xué)海, 張大鵬, 王明順 申請人:東北大學(xué)