專利名稱：一種車載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車載裝置，尤其涉及一種公路收費(fèi)系統(tǒng)所使用的車載裝 置，屬于公路收費(fèi)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的各種公路收費(fèi)系統(tǒng)所使用的設(shè)備，除了多數(shù)采用人工收費(fèi)外，目 前公開的電子收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備、不停車收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備，均采用幅移鍵控(ASK)調(diào) 制方式。上述系統(tǒng)設(shè)備都存在著工作頻率穩(wěn)定性差，頻率漂移；500Kb/s低通 訊速率；工藝性差等問題或缺陷。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種車輛進(jìn)入不停車電子收費(fèi)通道自動收費(fèi)的車 載裝置。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種車載裝置，其特征在于， 由液晶顯示單元、RF模塊單元、數(shù)據(jù)處理單元、喚醒單元、電源管理單元和讀 卡單元組成，數(shù)據(jù)處理單元分別與液晶顯示單元、RF模塊單元、喚醒單元、電 源管理單元和讀卡單元連接，RF模塊單元與微帶天線連接。
本實用新型內(nèi)部采用FSK射頻芯片的5.8GHz RF模塊單元，采用頻移鍵控 (FSK)調(diào)制方式，車輛信息錄入在車載裝置內(nèi)；車載裝置上插有雙界面CPU卡， 雙界面CPU卡存有一定金額的預(yù)付款。車載裝置安裝在車輛內(nèi)，該車輛進(jìn)入不停 車電子收費(fèi)通道入口時，高速公路收費(fèi)站路側(cè)所安裝的內(nèi)部同樣有5. 8GHz無線 射頻模的路側(cè)裝置通過無線射頻通訊方式收到車載裝置所發(fā)送的車輛信息，并從 數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配車輛數(shù)據(jù)后，通過無線射頻通訊方式進(jìn)入入口交易流程，將入 站信息寫入插在車載裝置的雙界面CPU卡中，放行，儲存記錄，并上傳至高速公 路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心；該車輛通過出口時，高速公路收費(fèi)站口的 路測裝置讀取錄入在車載裝置內(nèi)的車輛信息、插在車載裝置的雙界面CPU卡內(nèi)過 站信息，并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配車輛數(shù)據(jù)后，通過無線射頻通訊方式進(jìn)入出口交
易流程，結(jié)算通行費(fèi)，記錄出站信息，并上傳至高速公路數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管 理中心。
本實用新型的優(yōu)點是使得車輛經(jīng)過高速公路入口、出口時用戶通行記錄，通 行費(fèi)計算、收費(fèi)結(jié)算等環(huán)節(jié)的實時化完成，用戶通行不停車，而所有的收費(fèi)結(jié)算 環(huán)節(jié)，包括多次信息校驗，只在270毫秒內(nèi)內(nèi)全部完成，電子化收費(fèi)得到完全的 體現(xiàn)，支持高速公路的快速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。

圖1為一種車載裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為車載裝置RF模塊示意圖3為喚醒單元示意圖4為電源管理單元示意圖5為讀卡單元示意圖6為車載裝置入口通訊流程圖7為車載裝置出口通訊流程圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
實施例
如圖l所示，為一種車載裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的一種車載裝置由液晶顯示 單元、RF模塊單元、數(shù)據(jù)處理單元、喚醒單元、電源管理單元和讀卡單元組成，
數(shù)據(jù)處理單元分別與液晶顯示單元、RF模塊單元、喚醒單元、電源管理單元和 讀卡單元連接，RF模塊單元與微帶天線連接。
數(shù)據(jù)處理單元使用的微處理器為NXP公司的LPC2132單片機(jī)，LPC2132是基 于一個支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI-S CPU,并帶有64k字節(jié)(kB) 嵌入的高速Flash存儲器，128位寬度的存儲器接口和加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能 夠在最大時鐘速率下運(yùn)行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模 式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。
由于LPC2132采用非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、8 路10位ADC、 PWM輸出以及多達(dá)4個外部中斷，這使它們特別適用于工業(yè)控制、
醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和電子收款機(jī)(POS)等應(yīng)用領(lǐng)域。由于內(nèi)置了寬范圍的串行 通信接口，它也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、嵌入式軟件調(diào)制解調(diào)器以及 其它各種類型的應(yīng)用。配合其他器件還可以提供以太網(wǎng)、802.11以及USB功能。 主要技術(shù)特點如下
(1) 32位ARM7TDMI-S核，超小LQFP和HVQFN封裝；
(2) 16kB片內(nèi)SRAM;
(3) 64KB片內(nèi)Flash程序存儲器；
(4) 128位寬度接口/加速器可實現(xiàn)高達(dá)60 MHz工作頻率；
(5) 通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程(ISP)和在應(yīng)用編程(IAP);
(6) Embedded ICE可實現(xiàn)斷點和觀察點；
(7) 嵌入式跟蹤宏單元(ETM)支持對執(zhí)行代碼進(jìn)行無干擾的高速實時跟蹤；
(8) 10位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間低至2.44u s;
(9) CAN接口，帶有先進(jìn)的驗收濾波器；
(10) 多個串行接口 ，包括2個16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口 (400 kHz) 和2個SPI接口。
數(shù)據(jù)處理單元中提供安全的信息存儲器，支持3-DES算法的數(shù)據(jù)存取和訪問 控制，以存放訪問控制密鑰和ETC應(yīng)用信息等。數(shù)據(jù)處理單元中數(shù)據(jù)存儲區(qū)具有 只讀或允許讀寫屬性，以適應(yīng)公路收費(fèi)業(yè)務(wù)存儲不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需要，同時數(shù)據(jù) 存取具備適當(dāng)?shù)臋?quán)限控制機(jī)制，內(nèi)部數(shù)據(jù)不應(yīng)被未經(jīng)授權(quán)的操作改寫。
微帶天線屬于微帶矩形貼片天線，該天線具有低剖面、易于電路集成等特點。 主要技術(shù)特點如下
(1) 該天線工作頻率為5. 8GHz，帶寬50MHz，天線整體大小為30*20*1. 5
腿；
(2) PCB板采用的是聚四氟乙烯高頻板，此PCB板具有低介電常數(shù)、高Q 值等特點；
(3) 最終設(shè)計的天線增益可達(dá)到5dBi，極化形式為垂直極化，水平面、垂 直面3dB波瓣寬度在65度_70度之間，前后比可大于16dB。
液晶顯示單元采用超薄液晶顯示模塊，提供了人機(jī)接口界面，可以中文
顯示每次扣費(fèi)信息和剩余金額以及工作狀態(tài)。
如圖2所示，為車載裝置RF模塊示意圖，所述的RF模塊單元由直流整流器、 MCU接口、數(shù)據(jù)緩沖單元、振蕩器、芯片、功放單元、低通濾波單元、低噪聲放 大器、偏流單元、天線開關(guān)、接口 l一4組成，MCU接口的7、 23、 43、 51、 63腳 通過直流整流器、振蕩器與芯片的61、 62腳連接，MCU接口的33、 34腳通過 數(shù)據(jù)緩沖單元與芯片的30、 32腳連接，MCU接口的35 、 36 、 38 、 40 、 39 腳分別與芯片的5 、 4 、 2 、 1 、 6腳連接，MCU接口的31腳通過功放開關(guān)與 功放單元連接，功放單元與接口 1連接，芯片的21腳通過功放單元、低通濾 波單元與天線開關(guān)連接，芯片的17腳分別與低噪聲放大器和接口 4連接，低噪 聲放大器分別與低通濾波單元和偏流單元連接，低通濾波單元與天線開關(guān)連接， 天線開關(guān)分別與接口 2、 3連接。
芯片采用了調(diào)制方式為FSK的5. 8GHz芯片，主要技術(shù)特點如下
(1) FSK調(diào)制/解調(diào)方式；
(2) 數(shù)據(jù)傳輸速率可設(shè)置為l_1.5Mb/s;
(3) 靈敏度為-103dBm;
(4) 芯片內(nèi)可校準(zhǔn)電壓為2.7 3.6V.
該芯片在5. 8GHz ISM頻段通信，即使很靠近無線局域網(wǎng)(WLAN)、藍(lán)牙和微波 爐也能提供清晰、可靠的通信，l一1.5Mbps數(shù)據(jù)速率使它的數(shù)據(jù)傳輸時間、等 待時間縮短并可直接序列擴(kuò)展頻譜，減小了干擾，增加了電池壽命，該芯片提供 完整的5. 8GHz無線電解決方案。
如圖3所示，為喚醒單元示意圖，所述的喚醒單元由肖特基二極管檢波單元、 7t網(wǎng)絡(luò)濾波、多級三極管放大和三極管控制供電模塊組成，肖特基二極管檢波單 元一端與天線連接，另一端通過tt網(wǎng)絡(luò)濾波、多級三極管放大和三極管控制供 電模塊連接。
喚醒單元使得當(dāng)本實用新型接收到5. 8GHz的信號后，整個系統(tǒng)立刻被喚醒， 處于工作狀態(tài)，工作結(jié)束后又立即切換到休眠狀態(tài)，該模塊的主要作用是省電。
如圖4所示，為電源管理單元示意圖，所述的電源管理單元由RF控制電子 開關(guān)和濾波穩(wěn)壓單元組成，RF控制電子開關(guān)和濾波穩(wěn)壓單元連接。
本實用新型釆用電池供電方式，因此電池使用壽命對于產(chǎn)品的實際應(yīng)用起到 關(guān)鍵的作用，通過電源管理單元，將使得系統(tǒng)的大部分時間處于休眠狀態(tài)。在沒 有接收到5.8GHz的信號的時候，整個系統(tǒng)幾乎都處于睡眠狀態(tài)，耗電量只有幾 個毫安。當(dāng)接收到5.8GHz的信號后，整個系統(tǒng)立刻被喚醒，處于工作狀態(tài)，工 作結(jié)束后又立即切換到休眠狀態(tài)。
如圖5所示，為讀卡單元示意圖，所述的讀卡單元由SIM卡、CPU消費(fèi)卡、 非接觸MIF卡和印刷天線組成，SIM卡、CPU消費(fèi)卡、非接觸MIF卡分別與印刷 天線連接。
本實用新型采用雙片式讀卡方式，可同時讀取接觸式IC卡和非接觸式片式 IC卡信息(雙界面CPU卡)，提高了系統(tǒng)應(yīng)用范圍，為客戶的使用提供方便。
如6、 7所示，為車載裝置通訊流程圖，車輛A在高速公路運(yùn)營商處購買了 一個用于高速公路收費(fèi)的本實用新型，并安裝在車內(nèi)，同時購買了一張IC卡(可 以是雙界面CPU卡)，并充值(如同目前使用的交通卡)，在車輛安裝本實用新型 時將車輛信息錄入在本實用新型的存儲單元；車輛信息包括車牌號、車型、車輛 各項參數(shù)等；同時發(fā)行雙界面CPU卡，該卡為儲值卡。該車輛進(jìn)入不停車電子收 費(fèi)通道入口時，入口處的路側(cè)裝置與之進(jìn)行通訊，讀取車輛信息和雙界面CPU 卡信息并上傳到高速公路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，高速公路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中 調(diào)出匹配車輛數(shù)據(jù)后通過無線射頻通訊方式進(jìn)入入口交易流程，將入站信息寫入 雙界面CPU卡中，放行，儲存記錄，并上傳至高速公路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 管理中心；車輛A在高速公路行駛一段里程后經(jīng)過高速公路出口時，出口處的路 側(cè)裝置與之通過無線射頻的方式進(jìn)行通訊，車輛A的車載裝置將車輛A的車輛信 息、IC卡信息、過站信息上傳給路側(cè)裝置，路側(cè)裝置將收到信息與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) 進(jìn)行比對，驗證確認(rèn)車輛合法性、IC卡的有效性，確定合法有效后，根據(jù)入口 寫入的信息計算費(fèi)用，從IC卡內(nèi)扣款，寫入出站信息。從車載裝置和路側(cè)裝置 開始通訊到整個交易完成時間在270ms內(nèi)，不需要停車。
權(quán)利要求1.一種車載裝置，其特征在于，由液晶顯示單元、RF模塊單元、數(shù)據(jù)處理單元、喚醒單元、電源管理單元和讀卡單元組成，數(shù)據(jù)處理單元分別與液晶顯示單元、RF模塊單元、喚醒單元、電源管理單元和讀卡單元連接，RF模塊單元與微帶天線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載裝置，其特征在于，所述的RF模塊單元由 直流整流器、MCU接口、數(shù)據(jù)緩沖單元、振蕩器、芯片、功放單元、低通濾 波單元、低噪聲放大器、偏流單元、天線開關(guān)、接口 l一4組成，MCU接口 的7、 23、 43、 51、 63腳通過直流整流器、振蕩器與芯片的61、 62腳連 接，MCU接口的33、 34腳通過數(shù)據(jù)緩沖單元與芯片的30、 32腳連接，MCU 接口的35 、 36 、 38 、 40 、 39腳分別與芯片的5 、 4 、 3 、 1 、 6腳 連接，MCU接口的31腳通過功放開關(guān)與功放單元連接，功放單元與接口 1 連接，芯片的21腳通過功放單元、低通濾波單元與天線開關(guān)連接，芯片的 17腳分別與低噪聲放大器和接口 4連接，低噪聲放大器分別與低通濾波單 元和偏流單元連接，低通濾波單元與天線開關(guān)連接，天線開關(guān)分別與接口 2、 3連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載裝置，其特征在于，所述的喚醒單元由肖特 基二極管檢波單元、tt網(wǎng)絡(luò)濾波、多級三極管放大和三極管控制供電模塊組 成，肖特基二極管檢波單元一端與天線連接，另一端通過tt網(wǎng)絡(luò)濾波、多 級三極管放大和三極管控制供電模塊連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載裝置，其特征在于，所述的電源管理單元由 RF控制電子開關(guān)和濾波穩(wěn)壓單元組成，RF控制電子開關(guān)和濾波穩(wěn)壓單元連 接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載裝置，其特征在于，所述的讀卡單元由S頂 卡、CPU消費(fèi)卡、非接觸MIF卡和印刷天線組成，SIM卡、CPU消費(fèi)卡、非 接觸MIF卡分別與印刷天線連接。
專利摘要本實用新型涉及一種車載裝置，其特征在于，由液晶顯示單元、RF模塊單元、數(shù)據(jù)處理單元、喚醒單元、電源管理單元和讀卡單元組成，數(shù)據(jù)處理單元分別與液晶顯示單元、RF模塊單元、喚醒單元、電源管理單元和讀卡單元連接，RF模塊單元與微帶天線連接。本實用新型的優(yōu)點是使得車輛經(jīng)過高速公路入口、出口時用戶通行記錄、通行費(fèi)計算、收費(fèi)結(jié)算等環(huán)節(jié)實時化完成，用戶通行不停車，而所有的收費(fèi)結(jié)算環(huán)節(jié)，包括多次信息校驗，只在270毫秒內(nèi)全部完成，電子化收費(fèi)得到完全的體現(xiàn)，支持高速公路的快速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。
文檔編號G07B15/06GK201194116SQ20082005649
公開日2009年2月11日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者曹穎晶, 沈思宇, 王建華 申請人:上海軼龍應(yīng)用軟件開發(fā)有限公司