BR112012031883B1 - método para selecionar um protocolo de comunicação em um sistema de coleta de pedágio eletrônico, leitor para acoplar em comunicações de coleta de pedágio eletrônico e sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos - Google Patents

Abstract

sistema de coletamento de padágio eletrônico de múltiplos protocolos. a invenção refere-se a um sistema e método para selecionar dinamicamente um protocolo de comunicação em um sistema de coletamento de pedágio eletrônico. o leitor inclui dosi ou mais transceptores de múltiplos protocolos que operam sob o controle de um processador, cada transceptor tendo uma antena dedicada. o sistema utiliza uma duração de quadro fixa. um primeiro protocolo de comunicação é utilizado em uma primeira porção da duração de quadro fixa. se um sinal de resposta não for detectado dentro da primeira porção, então o sistema cessa de utilizar o primeiro protocolo de comunicação e ao invés utiliza o segundo protocolo de comunicação para o restante da duração de quadro fixa. a duração de quadro fixa é mais curta do que a soma das durações normalmente utilizadas pelo primeiro e segundo protocolos de comunicação para conduzir as comunicações de transaçãode pedágio eletrônico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA SELECIONAR UM PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO EM UM SISTEMA DE COLETA DE PEDÁGIO ELETRÔNICO, LEITOR PARA ACOPLAR EM COMUNICAÇÕES DE COLETA DE PEDÁGIO ELETRÔNICO E SISTEMA DE COLETA DE PEDÁGIO ELETRÔNICO DE MÚLTIPLOS PROTOCOLOS.

CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente descrição refere-se a sistemas de coleta de pedágio eletrônicos (ETC) e especificamente a um sistema de ETC de múltiplos protocolos e métodos para selecionar um protocolo de operação em um sistema de ETC de múltiplos protocolos.

ANTECEDENTES [002] Os sistemas de ETC conduzem as transações de pedágio eletronicamente utilizando comunicações de RF entre um transponder montado em veículo (um identificador) e um transceptor de estação de pedágio estacionário (um leitor).

[003] Em alguns sistemas de ETC, o leitor transmite um sinal de sondagem ou de RF de disparo. Um transponder sobre um veículo que passa através da área ou zona de transmissão detecta o sinal de sondagem ou de disparo e responde com o seu próprio sinal de RF. O transponder responde enviando um sinal de resposta que contém as informações armazenadas na memória no transponder, tal como o número de ID de transponder. O leitor recebe o sinal de resposta e pode conduzir uma transação de pedágio eletrônica, tal como debitando uma conta de usuário associada com o número de ID de transponder. O leitor pode então transmitir um sinal de RF de programação para o transponder. O sinal de programação provê o transponder com informações atualizadas para armazenamento na sua memória. Este pode, por exemplo, prover o transponder com um novo saldo de conta.

[004] Em alguns sistemas de ETC, os identificadores são passi

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 7/50

2/34 vos, significando que estes se baseiam na energia transmitida pelo leitor e comunicam de volta para o leitor utilizando uma modulação de retrodispersão.

[005] Existe um número de protocolos de comunicação prédefinidos para as comunicações de leitor - transponder em um sistema de ETC. Estes incluem vários protocolos de TDMA, o protocolo do Código de Regulação do Estado da Califórnia (CAL-TRAN) Título 21 (T21), e protocolos de propriedade, tal como IAG (Northeastern InterAgency Group Members NY, NJ, PA, DE). Os vários protocolos operam em diferentes regiões geográficas.

[006] Padrões abrangentes que governam as comunicações entre o transponder e o leitor não existem. Portanto, a interoperabilidade não existe entre o equipamento de diferentes fabricantes. Interoperabilidade neste contexto é a capacidade de um dispositivo de leitura ou interrogação de beira de pista de um fabricante processar significativamente os dados de qualquer dado transponder montado em um veículo. Os veículos atravessam grandes áreas geográficas e um veículo com um transponder de um tipo de protocolo algumas vezes passará através de um sistema de ETC de outro tipo de protocolo.

[007] Seria vantajoso prover um sistema de ETC de múltiplos protocolos e métodos para operar o mesmo que permita as comunicações com os identificadores utilizando diferentes protocolos.

BREVE SUMÁRIO [008] O presente pedido descreve sistemas e métodos para comunicar com um transponder localizado dentro ou sobre um veículo móvel que viaja em uma rodovia. O presente pedido provê um sistema de ETC de múltiplos protocolos capaz de processar vários tipos de transponders. O sistema de ETC utiliza um mecanismo de seleção de protocolo dinâmico para determinar qual tipo de protocolo o leitor operará dependendo do tipo de protocolo do transponder que passa atraPetição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 8/50

3/34 vés da estação de ETC.

[009] Em um aspecto, o presente pedido provê um método para selecionar dinamicamente um protocolo de comunicação em um sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos, o sistema incluindo um primeiro leitor configurado para operar utilizando um primeiro protocolo de comunicação e um segundo leitor configurado para operar utilizando um segundo protocolo de comunicação, o sistema ainda incluindo uma antena configurada para definir uma zona de captura em uma rodovia, em que o sistema utiliza um protocolo cíclico que tem uma duração de quadro definida. O método inclui transmitir um sinal do primeiro leitor pela antena utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro de uma primeira porção da duração de quadro definida; detectar se um sinal de resposta é recebido pelo primeiro leitor; e se o sinal de resposta não for recebido dentro da primeira porção da duração de quadro definida, então desabilitar as transmissões do primeiro leitor, e habilitar a operação do segundo leitor, por meio de que o segundo leitor está configurado para utilizar a antena durante o restante da duração de quadro definida quando habilitado.

[0010] Em outro aspecto, o presente pedido descreve um sistema de coleta de pedágio eletrônico (ETC) de múltiplos protocolos para conduzir as transações de pedágio em conexão com os veículos que viajam em uma rodovia, em que os veículos estão equipados ou com um primeiro transponder configurado para operar de acordo com um primeiro protocolo de comunicação ou um segundo transponder configurado para operar de acordo com um segundo protocolo de comunicação. O sistema inclui uma antena para transmitir e receber os sinais de RF e posicionada para definir uma zona de captura dentro da rodovia; um primeiro leitor acoplado na antena e configurado para comunicar utilizando o primeiro protocolo de comunicação. e um segundo leitor acoplado na antena e configurado para comunicar utilizando o se

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 9/50

4/34 gundo protocolo de comunicação. O sistema está configurado para operar utilizando um protocolo cíclico que tem uma duração de quadro definida. O primeiro leitor está configurado para transmitir um sinal pela antena dentro de uma primeira porção da duração de quadro definida, e detectar se um sinal de resposta é recebido do primeiro transponder utilizando o primeiro protocolo de comunicação, e se o sinal de resposta não for recebido dentro da primeira porção, desabilitar as transmissões do primeiro leitor e habilitar a operação do segundo leitor, por meio de que o segundo leitor está configurado para utilizar a antena durante uma restante da duração de quadro definida quando habilitado.

[0011] Em outro aspecto, o presente pedido descreve um método para selecionar um protocolo de comunicação em um sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos, o sistema incluindo leitor que tem pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos, em que o leitor inclui um processador configurado para controlar a operação dos pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos, em que cada transceptor está conectado a uma respectiva antena configurada para definir uma zona de captura em uma rodovia, e em que o sistema emprega uma duração de quadro fixa. O método inclui transmitir um sinal do primeiro transceptor pela sua respectiva antena utilizando um primeiro protocolo de comunicação dentro de uma primeira porção da duração de quadro fixa; detectar se um sinal de resposta em conformidade com o primeiro protocolo de comunicação é recebida pelo primeiro transceptor; se o sinal de resposta não for recebido dentro da primeira porção da duração de quadro definida, então transmitir um segundo sinal do primeiro transceptor pela sua respectiva antena utilizando um segundo protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa; e se o sinal de resposta for recebido dentro da primeira porção da duração de quadro definida,

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 10/50

5/34 abrir mão da utilização do segundo protocolo de comunicação e conduzir a comunicação utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa.

[0012] De acordo com um aspecto, o presente pedido descreve um sistema de coleta de pedágio eletrônico (ETC) de múltiplos protocolos para conduzir as transações de pedágio em conexão com os veículos que viajam em uma rodovia, em que os veículos estão equipados ou com um primeiro transponder configurado para operar de acordo com um primeiro protocolo de comunicação ou um segundo transponder configurado para operar de acordo com um segundo protocolo de comunicação. O sistema inclui um leitor que inclui dois ou mais transceptores de múltiplos protocolos de RF e um processador configurado para controlar a operação dos pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos; e duas ou mais antenas, cada antena estando conectada a um respectivo dos dois ou mais transceptores, em que cada antena está posicionada para definir uma respectiva zona de captura dentro da rodovia. O sistema está configurado para operar utilizando uma duração de quadro fixa. O processador está configurado para fazer com que os transceptores transmitam um sinal do primeiro transceptor pela sua respectiva antena utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro de uma primeira porção da duração de quadro fixa, detectar se um sinal de resposta em conformidade com o primeiro protocolo de comunicação é recebida pelo primeiro transceptor, se o sinal de resposta não for recebido dentro da primeira porção da duração de quadro definida, então transmitir um segundo sinal do primeiro transceptor pela sua respectiva antena utilizando um segundo protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa, e se o sinal de resposta for recebido dentro da primeira porção da duração de quadro definida, abrir mão da utilização do segundo protocolo de comunicação e conduzir a comunicação utilizando o primeiro

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 11/50

6/34 protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa.

[0013] Outros aspectos e características do presente pedido ficarão aparentes para aqueles versados na técnica de uma revisão da descrição detalhada seguinte quando considerada em conjunto com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Referência será agora feita, por meio de exemplo, aos desenhos acompanhantes os quais mostram uma modalidade do presente pedido, e nos quais:

[0015] figura 1 mostra, em forma de diagrama de blocos, uma modalidade exemplar de um sistema de ECT de múltiplos protocolos de acordo com a presente descrição;

[0016] figura 2 mostra um fluxograma que ilustra um método exemplar de selecionar dinamicamente um protocolo de operação;

[0017] figura 3 mostra um diagrama de tempo exemplar que ilustra o método de selecionar dinamicamente um protocolo de operação;

[0018] figura 4 mostra um diagrama de blocos de uma modalidade exemplar de um sistema de ETC de múltiplos protocolos;

[0019] figura 5 mostra um diagrama de blocos de outra modalidade exemplar de um sistema de ETC de múltiplos protocolos;

[0020] figura 6 mostra, em forma de fluxograma, um método exemplar de operar um sistema de ETC de múltiplos protocolos; e [0021] figura 7 mostra, em forma de diagrama de blocos, outra modalidade exemplar de um sistema de ETC de múltiplos protocolos. DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLARES [0022] Referência será abaixo feita a um protocolo de comunicação primário e um protocolo de comunicação secundário. Em alguns casos estes podem ser referidos como um primeiro protocolo de comunicação e um segundo protocolo de comunicação. Apesar das mo

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 12/50

7/34 dalidades exemplares descritas no presente pedido referirem a um primeiro e um segundo (ou, equivalentemente, um primário e um secundário) protocolos de comunicação, o presente pedido é mais amplamente aplicável a múltiplos protocolos e pode, em alguns casos, inclui implementações que têm três ou mais protocolos de comunicação.

[0023] Referência é primeiro feita à figura 1, a qual mostra uma modalidade exemplar de um sistema de coleta de pedágio eletrônico (ETC) de múltiplos protocolos, geralmente ilustrado pelo número de referência 10. Em uma modalidade, o sistema de coleta de pedágio eletrônico 10 está associado com uma praça de pedágio com cancelas. Em outra modalidade, o sistema de ETC 10 está associado com uma zona de processamento de pedágio de estrada aberta. Outras aplicações exemplares do sistema de coleta de pedágio eletrônico 10 serão apreciadas por aqueles versados na técnica.

[0024] Como mostrado na figura 1, o sistema de coleta de pedágio eletrônico 10 nesta modalidade exemplar está instalado em conexão com uma rodovia 12 que tem uma primeira e uma segunda pistas 14 e 16 adjacentes. Em uma modalidade exemplar, a rodovia 12 pode ser uma rodovia de acesso de duas pistas que conduz na direção ou afastando de uma autopista de pedágio. O sistema de coleta de pedágio eletrônico 10 neste exemplo inclui três antenas de rodovia 18A, 18B e 18C, cada uma das quais está conectada a leitores de Identificação de Veículo Automática (AVI) 17A e 17B. O leitor de AVI 17A é um leitor configurado para operar de acordo com um protocolo primário, e o leitor de AVI 17B é um leitor configurado para operar de acordo com um protocolo secundário. As antenas de rodovia 18A, 18B e 18C estão acopladas nos leitores de AVI 17A, 17B. Será apreciado que outras configurações de antena podem ser utilizadas e o número de antenas ou o número de pistas pode ser diferente daqueles ilustrados na figura

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 13/50

8/34

1. Por exemplo, a modalidade exemplar da figura 1 poderia ser modificada para eliminar a antena intermediária 18B de modo que somente duas antenas de rodovia 18A, 18C seriam utilizadas para prover a cobertura para as duas pistas 14 e 16. As antenas 18A, 18B, 18C podem, em algumas modalidades, ser montadas sobre uma ponte de sinalização suspensa ou outra estrutura. Em algumas modalidades, podem existir múltiplos leitores de protocolo primário e múltiplos leitores de protocolo secundário dependendo do número de pistas na autopista.

[0025] As antenas 18A, 18B, 18C podem, em algumas modalidades, ser conectadas diretamente a ambos os leitores de AVI 17A, 17B ao mesmo tempo, tal como através de um acoplador de RF, por exemplo. Em outras modalidades, as antenas 18A, 18B, 18C podem estar seletivamente conectadas ou no primeiro leitor 17A ou no segundo leitor 17B, tal como através de um comutador de RF, por exemplo. Em outra modalidade, como ilustrado na figura 7, o primeiro leitor 17A e o segundo leitor 17B estão conectados a duas antenas 27A, 27B separadas, montadas na mesma pista, onde as duas antenas cobrem substancialmente a mesma área de cobertura na pista.

[0026] Os leitores de AVI 17A e 17B são dispositivos de controle que processam os sinais de RF que são enviados e recebidos pelas antenas de rodovia 18A, 18B e 18C. Os leitores de AVI 17A e 17B podem incluir um processador 37 (mostrado individualmente como 37A e 37B) e um módulo de frequência de rádio (RF) 24 (mostrado individualmente com 24A e 24B). O processador 37 pode estar configurado para controlar o módulo de RF 24 de modo a implementar um protocolo de comunicação específico. Por exemplo, o processador 37A no primeiro leitor 17A pode estar configurado para implementar o protocolo de comunicação primário. O processador 37B no segundo leitor 17B pode estar configurado para implementar o protocolo de comunicação

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 14/50

9/34 secundário. Os processadores 37 podem incluir uma unidade de processamento programável, uma memória volátil e/ou não volátil que armazena as instruções e os dados necessários para a operação do processador, e interfaces de comunicação para permitir que o processador comunique com o módulo de RF 24 e o controlador de beira de pista 30.

[0027] O módulo de RF 24 está configurado para modelar os sinais do processador 37 para transmissão como sinais de RF sobre as antenas de rodovia 18A, 18B e 18C, e para demodular os sinais de RF recebidos das antenas de rodovia 18A, 18B e 18C em uma forma adequada para utilização pelo processador 37. Neste aspecto, os leitores de AVI 17A e 17B empregam um hardware e técnicas de processamento de sinal que são bem conhecidas na técnica.

[0028] As antenas de rodovia 18A, 18B e 18C, e os leitores de AVI

17A e 17B funcionam para ler as informações de um transponder 20 (mostrado no parabrisas do veículo 22), para enviar as informações de programação para o transponder 20, e para verificar que o transponder 20 atualizou com sucesso a sua memória com as informações de programação.

[0029] As antenas de rodovia 18A, 18B e 18C podem ser antenas de transmissão e recepção direcionais as quais, na modalidade ilustrada, têm uma orientação tal que cada uma das antenas de rodovia 18A, 18B e 18C pode somente receber os sinais transmitidos de um transponder 20 quando o transponder 20 estiver localizado dentro de uma área de cobertura aproximadamente elíptica associada com a antena.

[0030] As antenas de rodovia 18A, 18B e 18C estão localizadas acima da rodovia 12 e estão dispostas de modo que estas tenham as zonas de cobertura 26A, 26B e 26C as quais estão alinhadas ao longo de um eixo geométrico 15 que é ortogonal ao percurso de viagem ao

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 15/50

10/34 longo da rodovia 12. Na modalidade ilustrada, os eixos geométricos maiores das zonas de cobertura elípticas 26A, 26B e 26C são colineares uns com os outros, e estendem ortogonalmente à direção de viagem. Como aparente da figura 1, a zona de cobertura 26A provê uma cobertura completa da primeira pista 14, e a zona de cobertura 26B provê uma cobertura completa da segunda pista 16. A zona de cobertura 26B sobrepõe ambas as zonas de cobertura 26A e 26C.

[0031] Será compreendido que apesar das zonas de cobertura

26A, 26B e 26C serem ilustradas como tendo formas elípticas perfeitas, idênticas, na realidade a forma real das zonas de cobertura 26A, 26B e 26C tipicamente não serão perfeitamente elípticas, mas terão uma forma que é dependente de um número de fatores, incluindo reflexões de RF ou interferência causada por estruturas próximas, o padrão de antena e a orientação de montagem.

[0032] Será também compreendido que, apesar de zonas de cobertura elípticas serem descritas na modalidade acima, outras formas poderiam também ser utilizadas para as áreas de cobertura 26A, 26B ou 26C. Mais ainda, apesar de três áreas de cobertura 26A, 26B, 26C serem mostradas, o número de áreas de cobertura pode variar.

[0033] Os leitores de AVI 17A e 17B estão conectados no controlador de beira de pista 30. O controlador de beira de pista 30 pode estar configurado para processar as transações de pedágio com base nas informações de transponder que este recebe dos leitores de AVI 17A e 17B.

[0034] Nos sistemas de pedágio de estrada aberta, o sistema de coleta de pedágio eletrônico 10 frequentemente incluirá um sistema de formação de imagem de veículo, o qual está indicado genericamente pelo número de referência 34. O sistema de formação de imagem 34 inclui um processador de imagem 42 o qual está conectado um número de câmeras 36, dispostas para cobrir a largura da rodovia para cap

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 16/50

11/34 turar as imagens de veículos conforme estes cruzam uma linha de câmera 38 que estende ortogonalmente através da rodovia 12. O processador de imagem 42 está conectado no controlador de beira de pista 30, e a operação das câmeras 36 é sincronizada pelo controlador de beira de pista 30 em conjunto com um detector de veículo 40. O detector de veículo 40 o qual está conectado no co ntrolador de beira de pista 30 detecta quando um veículo cruzou uma linha de detecção de veículo 44 que estende ortogonalmente através da rodovia 12, a qual está localizada antes da linha de câmera 38 (em relação à direção de deslocamento). A saída do detector de veículo 40 é utilizada pelo controlador de beira de pista 30 para controlar a operação das câmeras 36. O detector de veículo 40 pode tomar um número de diferentes configurações que são bem conhecidas na técnica, por exemplo, este pode ser um dispositivo que detecte a obstrução de luz por um objeto.

[0035] O transponder 20 tem um modem que está configurado para demodular os sinais de RF recebidos pela antena de transponder em uma forma adequada para utilização por um controlador de transponder. O modem está também configurado para modelar os sinais do controlador de transponder para transmissão como um sinal de RF pela antena de transponder.

[0036] O transponder 20 também inclui uma memória que está conectada no controlador de transponder. O controlador de transponder pode acessar a memória para armazenar e recuperar dados. A memória pode ser uma memória de acesso randômico (RAM) ou uma memória instantânea. Em uma modalidade, a memória é a memória integrada de um microcontrolador.

[0037] A memória do transponder 20 pode ter uma locação de memória reservada para armazenar os dados os quais podem ser alterados pelos leitores de AVI 17A e 17B. Esta locação de memória pode incluir, por exemplo, campos para gravar os pontos de entrada e de

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 17/50

12/34 saída do veículo 22 e horas e datas de entrada ou saída do veículo 22. Esta pode também incluir as informações de conta as quais os leitores de AVI 17A e 17B verificam e então debitam em um sistema de estacionamento automatizado, ponto de venda de varejo drive-through automatizado, ou outro sistema de comércio móvel. No curso de uma operação de pedágio eletrônica, os leitores de AVI 17A e 17B podem precisar atualizar a memória do transponder 20.

[0038] A memória do transponder 20 pode também conter uma área de memória que não pode ser atualizada pelos leitores de AVI 17A e 17B. Por exemplo, a memória pode conter campos os quais são determinados pelo fabricante ou agência que distribui os transponders os quais tendem a relacionar com as características do transponder 20 ou do veículo 20 e/ou cliente.

[0039] Em uma modalidade, para cada três antenas de rodovia

18A, 18B e 18C, existirá um leitor de AVI 17A que opera em um protocolo primário, e um leitor de AVI 17B que opera em um protocolo secundário. Em algumas modalidades somente um leitor de AVI está conectado na antena de rodovia 18A, 18B ou 18C disponível em qualquer tempo. Nesta configuração, os leitores de AVI 17A e 17B estão conectados nas antenas de rodovia 18A, 18B e 18C utilizando comutadores de RF. Dependendo da seleção dinâmica do protocolo, um dos leitores de AVI 17A ou 17B estará conectado na antena para ou operar sob o protocolo primário ou protocolo secundário. Em algumas modalidades, o leitor de AVI 17A estará inicialmente conectado a uma das antenas de rodovia (18A, 18B, 18C) através do comutador de RF. Se um transponder 20 que utiliza o protocolo primário for detectado, então o leitor de AVI 17A mantém o seu acesso para a antena de rodovia de modo que este possa executar uma transação de pedágio eletrônica com o transponder 20 detectado. Se um transponder 20 do protocolo primário não for detectado dentro de uma duração predeter

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 18/50

13/34 minada, então o leitor de AVI 17A fará com que o comutador de RF desconecte o primeiro leitor 17A da antena e conecte o segundo leitor 17B na antena.

[0040] Em outra modalidade, os leitores de AVI 17A e 17B podem estar ambos conectados a uma das antenas de rodovia 18A, 18B e 18C utilizando um acoplador. Nesta configuração, o primeiro ou leitor primário 17A tenta detectar um transponder 20. Se este não localizar o transponder utilizando o protocolo primário dentro de uma duração predeterminada, então este desabilita o leitor primário 17A e habilita a operação do leitor secundário 17B, de modo que o leitor secundário 17B possa tentar localizar um transponder utilizando o protocolo secundário.

[0041] Referência é agora feita à figura 4, a qual mostra, em forma de diagrama de blocos, uma modalidade exemplar de um sistema de ETC de múltiplos protocolos 100. Neste exemplo simplificado, o sistema de ETC 100 inclui uma antena 18 e o leitor primário 17A e o leitor secundário 17B estão conectados na antena 18 através de um comutador de RF 50.

[0042] O primeiro leitor 17A inclui um módulo de detecção 54. O módulo de detecção 54 pode ser implementado em software ou hardware. Em algumas modalidades, o módulo de detecção 54 é uma rotina de software que opera no processador 37A (figura 1) e configura o processador 37A para executar as operações de detecção e de sinalização aqui descritas. Será apreciado que o módulo de detecção 54 não é necessariamente uma rotina de software um módulo independente e pode estar incorporado em uma rotina de software de ETC geral ou ASIC. Este está aqui ilustrado como um módulo separado para facilidade de discussão.

[0043] O módulo de detecção 54 está configurado para determinar ser um transponder que utiliza o protocolo de comunicação primário é

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 19/50

14/34 detectado com base no recebimento de um sinal de resposta pelo primeiro leitor 17A. Se um sinal de resposta adequado não for recebido pelo primeiro leitor 17A dentro de uma duração predeterminada, então o módulo de detecção 54 determina que nenhum transponder primário está presente na rodovia 12 (figura 1) e este faz com que o primeiro leitor 17A emita um sinal de comutação 52. O comutador de RF 50 opera sob o controle do sinal de comutação 52. O primeiro leitor 17A faz com que o comutador de RF 50 desconecte o primeiro leitor 17A da antena 16 e conecte o segundo leitor 17B da antena 18 quando o módulo de detecção 54 determina que nenhum transponder primário está presente dentro da duração predeterminada. O segundo leitor 17B é então conectado na antena 18 tenta detectar o transponder secundário utilizando o protocolo de comunicação secundário.

[0044] Referência é agora feita à figura 5, a qual mostra outra modalidade de um sistema de ETC de múltiplos protocolos 150. Nesta modalidade, o sistema de ETC 150 inclui um acoplador de RF 60 que conecta o primeiro leitor 17A e o segundo leitor 17B na antena 18 ao mesmo tempo. O módulo de detecção 54 está configurado para fazer com que o primeiro leitor 17A emita um sinal de habilitação 56. O sinal de habilitação 56 é suprido para o segundo leitor 17B e este habilita ou desabilita o segundo leitor 17B. Consequentemente o módulo de detecção 54 está configurado para fazer com que o primeiro leitor 17A utilize a antena 18 para detectar os transponders utilizando o primeiro protocolo de comunicação durante uma duração predeterminada, enquanto que o sinal de habilitação 56 desabilita o segundo leitor 17B. Por desabilitar, o presente pedido significa fazer com que o segundo leitor 17B cesse de emitir os sinais de RF para a antena 18 e ignore os sinais de RF que entram da antena 18.

[0045] No caso do módulo de detecção 54 determinar que nenhum transponder que utiliza o primeiro protocolo de comunicação está pre

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 20/50

15/34 sente dentro da duração predeterminada, este desabilita o primeiro leitor 17A e faz com que o primeiro leitor 17A emita o sinal de habilitação 56 para o segundo leitor 17B de modo a permitir a operação do segundo leitor 17B. O segundo leitor 17B então utiliza o segundo protocolo de comunicação para tentar localizar os transponders secundários. Por desabilitar, o presente pedido significa fazer com que o primeiro leitor 17A cesse de emitir os sinais de RF para a antena 18 e ignore os sinais de RF que entram da antena 18. Em o utra modalidade, o primeiro leitor 17A está conectado em uma primeira antena 27A e o segundo leitor 17B está conectado a uma segunda antena 27B, onde as primeira e segunda antenas 27A, 27B cobrem substancialmente a mesma área de cobertura. Nesta modalidade, o primeiro leitor 17A é desabilitado e emite o sinal de habilitação 56 para o segundo leitor 17B. Em resposta ao sinal de habilitação 56, o segundo leitor 17B começa as transmissões para a segunda antena 27B.

[0046] A operação de um sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos será agora ilustrada com referência à figura 6, a qual mostra um modo exemplar 600 e selecionar dinamicamente um protocolo de comunicação. Neste método exemplar, o sistema está configurado para reconhecer e utilizar um protocolo primário ou um protocolo secundário. Em algumas modalidades, um ou ambos os protocolos podem ser protocolos ativos, significando que estes envolvem transmitir um sinal de sondagem ou de disparo do leitor e ouvir uma resposta de qualquer transponder na zona de captura. Em algumas modalidades, um ou ambos os protocolos podem ser protocolos de identificador passivo, significando que o leitor transmite um sinal de RF de onda contínua e um transponder na zona de captura responde modulando o sinal de RF de onda contínua, por exemplo, utilizando uma modulação de retrodispersão. O sistema está configurado para operar de acordo com um protocolo cíclico. Em outras palavras, as comunica

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 21/50

16/34 ções entre os leitores e os identificadores / transponders no sistema são conduzidas dentro de um ciclo. O ciclo pode ter uma duração de quadro fixa; apesar de que, em algumas modalidades, a duração de quadro pode ser variável.

[0047] O método 600 inicia na etapa 602 com a habilitação do primeiro leitor, em que o primeiro leitor está configurado para utilizar o protocolo primário. O primeiro leitor está conectado na antena. O primeiro leitor pode estar conectado na antena utilizando um acoplador de RF, um comutador de RF, ou outra conexão de RF.

[0048] Na etapa 604, o primeiro eleitor avalia se este recebeu uma resposta de um transceptor utilizando o primeiro protocolo. A determinação quanto a se uma resposta foi recebida é dependente do protocolo primário. Por exemplo, se o protocolo primário for um protocolo de identificador ativo que especifica um período de tempo dentro do qual o transponder responderá a um sinal de disparo ou de sondagem, então a etapa 604 envolve enviar o sinal de disparo ou de sondagem e aguardar por uma resposta dentro do período de tempo especificado. Em outro exemplo, se o protocolo primário for um protocolo de identificador passivo que se baseia na modulação de um sinal de onda contínuo dentro de um período de tempo especificado, então a etapa 604 envolve transmitir o sinal de onda contínua e aguardar o período de tempo especificado para determinar se a modulação do sinal foi detectada. Em algumas modalidades, a detecção de uma resposta de um transponder pode envolver monitorar uma variação na amplitude, fase ou frequência do sinal de resposta ou uma sua combinação.

[0049] Se, na etapa 604, o primeiro leitor determinar que este recebeu uma resposta de um transponder utilizando o protocolo primário, então o método 600 vai para a etapa 606. Na etapa 606, o primeiro leitor continua a utilizar o protocolo primário para as comunicações com o transponder para o restante do ciclo. O método então retorna

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 22/50

17/34 para a etapa 602.

[0050] Se, na etapa 604, o primeiro leitor determinar que este não recebeu uma resposta de um transponder utilizando o protocolo primário, então o método 600 vai para a etapa 608. Na etapa 608, o primeiro leitor é desabilitado e o segundo leitor é habilitado. Neste contexto, os termos desabilitado e habilitado significam que o primeiro leitor cessa de utilizar a antena para as comunicações e o segundo leitor começa a utilizar a antena para as comunicações. O segundo leitor comunica de acordo com o protocolo secundário. A desabilitação do primeiro leitor pode incluir fazer com que o seu transceptor cesse as operações, desconectando-o da antena ou ambos. A habilitação do segundo leitor pode incluir fazer com que o seu transceptor inicie as operações, conectando-o da antena ou ambos. O primeiro leitor pode enviar um sinal ou outra mensagem para o segundo leitor e/ou para um comutador de RF para causar a habilitação do segundo leitor.

[0051] Na etapa 610, o segundo leitor continua a utilizar a antena para comunicações de acordo com o protocolo secundário para o restante do ciclo. No final do ciclo, o método 600 retorna para 602 para estar utilizando o primeiro leitor e o protocolo primário novamente para o início do próximo ciclo.

[0052] Será compreendido que o comprimento de ciclo é suficiente para o primeiro leitor avaliar, de acordo com o protocolo primário, se um transponder que utiliza o protocolo primário está presente e, se não, para o segundo leitor começar a utilizar o protocolo secundário e completar as comunicações com um transponder utilizando o protocolo secundário durante o restante do ciclo.

[0053] Referência é agora feita à figura 3 a qual mostra um diagrama de tempo 310 para uma modalidade de um sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos. Na modalidade mostra na figura 3, o sistema utiliza o protocolo cíclico no qual uma série adja

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 23/50

18/34 cente de duas ou mais antenas é utilizada em uma sequência multiplexada em divisão de tempo. Cada antena é utilizada de cada vez para detectar e comunicar com os transponders dentro de suas respectivas zonas de captura. Nesta modalidade específica, existem três antenas. Consequentemente, o protocolo cíclico utilizado pelo sistema tem sucessivos superquadros 330, 332 que cada um inclui uma série de três quadros 340, 342, 344. O protocolo cíclico está co nfigurado de modo que o segundo superquadro 332 ocorra imediatamente após o primeiro superquadro 330.

[0054] Cada quadro 340, 342, 344 em cada superquadro 330, 332 corresponde a comunicações por uma diferente das antenas 18A, 18B, 18C. Por exemplo, o primeiro quadro 340 de cada superquadro 330, 332 pode corresponder a comunicações pela primeira antena 18a e o segundo quadro de cada superquadro 330, 332 pode corresponder à comunicação pela segunda antena 18B, e o terceiro quadro 344 de cada superquadro 330, 332 pode correspo nder a comunicações pela terceira antena 18C. O número de quadros regulares dentro do superquadro pode ser dependente do número de antenas no sistema de ETC.

[0055] Na modalidade ilustrada na figura 3, cada um dos quadros

340, 342, 344 é da mesma duração e é de duração suficiente para permitir que a leitura, e se aplicável, as operações de programação, e de verificação ocorram durante cada quadro 340, 342, 344. Em uma modalidade exemplar, onde o protocolo primário é um protocolo de identificador ativo, cada quadro tem aproximadamente 2,3 ms de duração. Em outra modalidade, o protocolo primário é um protocolo de identificador passivo tal como ISO 10374, e a duração de cada quadro é de aproximadamente 13 ms de duração.

[0056] Na seguinte modalidade exemplar, o protocolo primário é um protocolo de identificador ativo no qual um sinal de sondagem ou

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 24/50

19/34 de disparo é enviado pelo leitor no início de um quadro, e um transponder dentro da zona de captura responde ao sinal de disparo com um sinal de resposta. Consequentemente, nesta modalidade exemplar, cada quadro 340, 342, 344 do diagrama de tempo 310 ilustra um sinal de disparo 312a, 312b, 312c, 312d, 312e, 312f o qual é transmitido pelo leitor de AVI 17A que opera no protocolo primário para o transponder 20, utilizando as antenas 18A, 18B, 18C. Por exemplo, no exemplo discutido acima, onde o primeiro quadro 340 corresponde a comunicações pela primeira antena 18A, o sinal de disparo 312a no primeiro quadro 340 do primeiro superquadro 330 e o sinal de disparo 312d no primeiro quadro 340 do segundo superquadro 332 são transmitidos utilizando a primeira antena 18A.

[0057] Após a transmissão do sinal de disparo 312a, 312b, 312c,

312d, 312e, 312f, o primeiro leitor é configurado para subsequentemente aguardar por uma duração predeterminada 360, em algumas modalidades aproximadamente 105 ps, por uma resposta de um transponder 20 que opera utilizando o protocolo primário e dentro da área de cobertura de transmissão.

[0058] Os transponders 20 do protocolo primário estão configurados para transmitir um sinal de resposta 318a, 318c, 318e após o recebimento do sinal de disparo 312a, 312c, 312e. O sinal de resposta 318a, 318c, 318e inclui pelo menos parte do conteúdo da memória de transponder 20.

[0059] Se o transponder 20 configurado para utilizar o protocolo primário estiver dentro da área de cobertura (isto é, este recebeu o sinal de disparo 312a, 312b, 312c, 312d, 312e, 312f) e enviar uma resposta dentro dos primeiros 105 ps do quadro, o restante inteiro do quadro 340, 342, ou 344 é dedicado à operação no protocolo primário. Por exemplo, no diagrama de tempo 310 exemplar da figura 3, os sinais de resposta 318a, 318c, e 318e são recebidos no primeiro e no

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 25/50

20/34 terceiro quadros 340 e 344 do primeiro superquadro 330 e no segundo quadro 342 do segundo superquadro 332.

[0060] Após o recebimento do sinal de resposta 318a, 318c, 318e comunicações adicionais podem ocorrer entre o primeiro leitor e o transponder utilizando o protocolo primário (não mostrado). Por exemplo, o protocolo primário pode especificar que o primeiro leitor envie um sinal de programação. O sinal de programação pode incluir as informações de pagamento de pedágio, as informações de identificação de praça ou pista de pedágio, ou outros dados. O transponder pode armazenar estas informações na memória. O primeiro leitor pode também estar configurado para enviar um sinal de disparo ou de sondagem adicional e aguardar um sinal de resposta do transponder para assegurar que as informações de programação foram recebidas e corretamente armazenadas pelo transponder. Este formato de comunicação pode ser denominado um ciclo de ler - programar - verificar. Estas comunicações ocorrem ao longo da duração de um quadro individual, tal como os quadros 340, 342, 344.

[0061] Em algumas circunstâncias, um transponder que passa através da estação ou zona de pedágio não está configurado para utilizar o protocolo primário. Se uma resposta de um transponder de acordo com o protocolo primário não for recebida dentro da duração predeterminada 360 após a transmissão de um sinal de disparo, o primeiro leitor determinará que não existe nenhum transponder operando de acordo com o protocolo primário dentro da área de cobertura da antena que o primeiro leitor está correntemente utilizando. Consequentemente, este habilitará o segundo leitor, por meio disto permitindo que o segundo leitor utilize o restante do quadro 340, 342, 344 para as comunicações de acordo com o protocolo secundário.

[0062] Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo leitores estão conectados a antenas de rodovias através de um banco de co

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 26/50

21/34 mutadores de RF. Os comutadores de RF podem ser controlados pelo primeiro leitor. Onde um transponder que utiliza o primeiro protocolo não é detectado dentro dos primeiros 105 ps do quadro, o primeiro leitor fará com que o comutador de RF conecte a antena de rodovia aplicável (18A, 18B ou 18C) no segundo leitor que opera utilizando o protocolo secundário. O segundo leitor pode ser notificado de uma oportunidade de acesso de antena através de um meio de indicação, tal como um pulso de sincronização, do primeiro leitor. Isto provê o segundo leitor com uma oportunidade de executar uma transação de pedágio eletrônica com um transponder configurado para utilizar o protocolo secundário na duração restante do quadro. Em algumas modalidades, os quadros têm um comprimento de aproximadamente 2,3 ms, significando que o segundo leitor terá aproximadamente 2,2 ms restantes dentro dos quais conduzir uma transação de pedágio utilizando o protocolo secundário.

[0063] Em algumas modalidades, o protocolo secundário é um protocolo de onda contínua. Em tais modalidades, o segundo leitor, após adquirir acesso a uma antena de rodovia, transmite um sinal de onda contínuo 350 (mostrado individualmente como 350b, 350d, 350f) dentro da área de cobertura. O segundo leitor aguarda por um sinal de resposta (por exemplo, 356b, 356f) de um transponder que opera utilizando o protocolo secundário dentro da área de cobertura do sinal de onda contínuo. Se um transponder estiver dentro da área de cobertura e responder, o segundo leitor pode executar uma transação de pedágio eletrônica para este veículo sob o protocolo secundário.

[0064] Referência será agora também feita à figura 1 em conjunto com a figura 2, a qual mostra, em forma de fluxograma, um método de seleção de protocolo dinâmico exemplar 200. No exemplo seguinte, o protocolo primário é um protocolo de identificador ativo. Em outra modalidade, o protocolo primário pode ser um protocolo de identificador

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 27/50

22/34 passivo. O método 200 aplica diversidade de tempo, em oposição à diversidade de frequência ou espacial, para resolver o problema de interferência entre equipamentos de diferentes protocolos. O método 200 inicia com o leitor de AVI 17A, operando em um protocolo primário e conectado a uma das antenas de rodovia (18A, 18B ou 18C), enviando um sinal de disparo de transmissão (isto é, 312a, 213b, ...) para uma área de cobertura específica (201). Após o leitor de AVI 17A enviar o sinal de disparo, o método de seleção de protocolo dinâmico da presente descrição aguardará por uma duração predeterminada, por uma resposta de um transponder de protocolo primário 20 (202). Em algumas modalidades, a duração predeterminada são os primeiros 105 ps de um quadro. Se um identificador primário for detectado dentro da duração predeterminada, então o leitor de AVI de protocolo primário 17A continua a acessar uma das antenas de rodovia (18A, 18B ou 18C) para executar a transação de pedágio eletrônica (203). Se um identificador de protocolo primário não for detectado dentro da duração predeterminada, então o acesso para a antena de rodovia (18A, 18B ou 18C) é comutado do leitor de AVI 71A que opera no protocolo primário para o leitor de AVI 17B que opera em um protocolo secundário (204). O restante do tempo que sobrou no quadro, aproximadamente 2,2 ms em algumas modalidades, é utilizado para o leitor de AVI secundário 17B operar sob o protocolo secundário (205). O restante de tempo no quadro é um tempo suficiente para o protocolo secundário executar uma transação de pedágio eletrônica com um transponder 20 de um tipo de protocolo secundário.

[0065] O sistema e método da presente descrição utiliza o tempo no quadro em um modo tal que se um identificador de protocolo primário não for detectado dentro de uma quantidade de tempo predeterminada, o restante do tempo no quadro é utilizado para operação em outro, protocolo secundário. Isto alavanca o espaço morto em um quadro

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 28/50

23/34 de um protocolo cíclico, onde o tempo restante do quadro não é utilizado quando um transponder no protocolo primário não é detectado. O protocolo secundário é somente relevante quando um identificador de protocolo primário não é detectado na zona de captura dentro da duração predeterminada. Consequentemente, o método de seleção de protocolo dinâmico do presente pedido assegura que cada quadro pode ser utilizado para executar uma transação de pedágio eletrônica, ou em um protocolo primário ou em um protocolo secundário.

[0066] O sistema e método de seleção de protocolo dinâmico pode ser utilizado em conjunto com uma infraestrutura existente. Um leitor de AVI de protocolo secundário 17B pode ser adicionado à infraestrutura existente que opera em um protocolo primário de modo que o sistema de ETC seja modificado para operar e comunicar com os transponders 20 tanto do tipo de protocolo primário quanto de protocolo secundário.

[0067] Em outras modalidades, podem existir múltiplos leitores de protocolo primários e secundários. A razão de leitores primários para leitores secundários pode ser de 1:1; isto quer dizer, para as áreas de cobertura de rodovia servidas pelas antenas 18A, 18B e 18C, existe um leitor primário e um leitor secundário. Em algumas modalidades, somente algumas áreas de cobertura de rodovia que cobrem certas pistas podem ter ambos os leitores primários e secundários. Além disso, em algumas modalidades, o sistema e método do presente pedido podem suportar um protocolo primário e mais do que um protocolo secundário.

[0068] A interferência entre equipamentos de diferentes protocolos é limitada no sistema de ETC no presente pedido pela utilização de uma sequência multiplexada de divisão de tempo. O método e sistema de seleção de protocolo dinâmico pode também ser utilizado em co njunto com um mapeamento de antena para pista, o que asseguraria

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 29/50

24/34 que existam pelo menos três pistas (aproximadamente > 10,9 m (36 pés)) de separação entre leitores e/ou transceptores simultaneamente ativos.

[0069] Referência será agora feita à figura 8, a qual mostra um sistema de ETC 800 configurado de acordo com outro aspecto do presente pedido. O sistema de ETC 800 inclui um chassi de leitor único 17 configurado para suportar (nesta modalidade) até quatro transceptores de múltiplos protocolos de RF 802 (mostrados individualmente como 802a, 802b, 802c e 802d). Cada transceptor de múltiplos protocolos 802 está configurado para operar de acordo com dois ou mais protocolos de ETC. Cada transceptor 802 está conectado na sua própria antena 18.

[0070] Os transceptores 802 operam sob o controle do processador 37, o qual controla qual dos transceptores 802 está ativo em qualquer dado tempo e qual protocolo é utilizado por cada transceptor 802. [0071] O leitor 17 e, especificamente, o processador 37, opera de acordo com uma duração de quadro fixa predeterminada. Mais ainda, o leitor 17 opera ciclicamente, significando que este está configurado para ciclar através de cada um dos transceptores 802 quando multiplexados em divisão de tempo. O leitor 17 pode ciclar através de frequências com cada transceptor 802 quando os transceptores 802 são multiplexados em frequência. Além disso, o leitor 17 está configurado para repetir os ciclos.

[0072] Em uma modalidade multiplexada em divisão de tempo, a duração de tempo fixa pode ser a fenda de tempo durante a qual cada transceptor 802 é utilizado por vez para comunicar com os transponders na sua zona de captura. Em uma modalidade multiplexada em divisão de frequência, a duração de tempo fixa pode ser a fenda de tempo durante a qual todos os transceptores 802 são utilizados ao mesmo tempo para comunicar com os transponders em suas respecti

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 30/50

25/34 vas zonas de captura utilizando as suas respectivas sub-bandas. Em alguns casos, como será abaixo esboçado, o leitor 17 pode ter duas ou mais durações de quadro fixas. Em alguns casos o leitor 17 pode utilizar uma multiplexação de tempo para um ou mais protocolos de ETC e uma multiplexação de frequência para um ou mais protocolos. As durações de quadro fixas resultam no leitor 17 tendo um ciclo de tempo fixo ou superquadro, o que permite que múltiplos leitores 17 sejam encadeados juntos em uma instalação na qual mais do que quatro antenas são necessárias (para leitores que têm quatro transceptores).

[0073] De acordo com um aspecto do presente pedido, o leitor 17 está configurado para utilizar mais do que um protocolo na duração de quadro fixa. Especificamente, o leitor 17 pode estar configurado para fazer com que um dos transceptores 802 utilize um primeiro protocolo no início da duração de quadro fixa e, se nenhum transponder for detectado na área, então fazer com que este transceptor 802 utilize um segundo protocolo para o restante da duração de quadro fixa. Modalidades exemplares detalhadas estão abaixo apresentadas.

[0074] Como as modalidades exemplares abaixo ilustram, as características dos protocolos podem determinar como estes podem ser combinados.

[0075] Cada um dos dois protocolos utilizados em uma modalidade do presente sistema 800 tem uma duração de comunicação predefinida. Esta é a extensão de tempo que o protocolo requer para conduzir uma transação de ETC, onde uma transação de ETC é uma comunicação entre o leitor e o transponder de acordo com o dado protocolo. A comunicação pode ser para o propósito de ler o transponder, programar o transponder, ou conduzir uma transação de pedágio, em alguns casos. Independentemente do propósito da comunicação, os dados protocolos requerem uma quantidade de tempo predeterminada

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 31/50

26/34 para executar estas comunicações. Esta quantidade de tempo predeterminada pode ser aqui referida como a duração de comunicação do protocolo.

[0076] Para realizar eficiências, a duração de quadro fixa é ajustada para ser de uma duração longa o suficiente para completar uma transação de ETC de acordo com qualquer um dos protocolos, isto é, esta é pelo menos tão longa quanto qualquer uma das duas durações de comunicação, mas mais curta do que a soma das duas durações de comunicação. Isto é, o quadro fixo é muito curto para conduzir em série uma transação de ETC total para ambos os protocolos. De fato, o primeiro dos protocolos tem um tempo ou janela de detecção dentro do qual este saberá se um transponder está presente ou não que está configurado para comunicar utilizando o primeiro protocolo. A duração de quadro fixa é suficientemente longa para permitir que o primeiro protocolo determine que não há nenhum transponder presente que utilize o primeiro protocolo, e para então comutar para o segundo protocolo e completar uma transação de ETC de acordo com o segundo protocolo. Como será abaixo explicado, em alguns casos a utilização do primeiro protocolo durante uma primeira porção do quadro fixo pode encurtar o tempo requerido para completar a transação de ETC de acordo com o segundo protocolo, especificamente no caso de protocolos passivos.

[0077] Os protocolos de comunicação de ETC exemplares incluem os protocolos ativos, tal como certos protocolos de propriedade. Por exemplo, um tal protocolo inclui uma transmissão de um sinal de disparo. Um protocolo ativo está configurado para ouvir o sinal de disparo e, uma vez detectado, despertar um transceptor ativo para transmitir uma mensagem de resposta. Uma operação de leitura básica no protocolo exemplar tem uma duração de comunicação de aproximadamente 700 ps. Será compreendido que este é um protocolo exemplar e

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 32/50

27/34 outros protocolos de comunicação de ETC ativos podem ser utilizados em outras modalidades.

[0078] Os protocolos de comunicação de ETC exemplares também incluem protocolos passivos, tal como o protocolo do Código de Regulação do Estado da Califórnia (CAL-TRAN) Título 21 (T21), o protocolo ISO 18000-6B, e o protocolo ISO 18000-6C. Estes protocolos baseiam no leitor transmitindo um sinal de RF de onda contínua para energizar e despertar o transponder (frequentemente, um identificador de adesivo). Uma vez energizado, o transponder responde modulando o sinal de RF de onda contínua, a modulação do qual é então detectada pelo leitor. Uma operação de leitura básica no protocolo ISO 180006B, pode exemplo, tem uma duração de comunicação de aproximadamente 5200 ps. A janela dentro da qual tal leitor saberá se um transponder está presente é de aproximadamente poucas centenas de microssegundos; o restante da duração é utilizado para a leitura e a decodificação de dados de transponder. Alguns protocolos passivos são protocolos de banda larga (por exemplo, um canal de 6 MHz), enquanto que outros protocolos são protocolos de banda estreita (por exemplo, canais de 500 kHz). Em muitos casos, além da transmissão de um sinal de RF de onda contínua para energizar os transponders na vizinhança, o leitor modula o sinal de RF para transmitir uma instrução ou sinal de comando.

[0079] Referência é agora feita à figura 9, a qual ilustra um diagrama de tempo de amostra 1000 para uma implementação exemplar de quatro canais (antenas). Cada transceptor 802 (figura 8) comunica utilizando a sua respectiva antena 18 (figura 8) sobre um dos canais. Será notado que esta modalidade emprega uma multiplexação de divisão de tempo na qual somente um dos transceptores está ativo de cada vez.

[0080] Esta implementação exemplar envolve a utilização de um

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 33/50

28/34 primeiro protocolo ativo e um segundo protocolo ativo. O diagrama de tempo 1000 mostra uma duração de quadro fixo 1002.

[0081] A seleção do primeiro protocolo ativo pode estar baseada no número de transponders esperados na área operável de acordo com aquele protocolo. Um protocolo menos comumente utilizado pode ser utilizado como o segundo protocolo.

[0082] O primeiro protocolo ativo inclui a transmissão de um sinal de disparo 1004 ou um sinal de despertar. Após a transmissão do sinal de disparo 1004, o leitor aguarda uma resposta de qualquer transponder na vizinhança. A janela de resposta pode ser de poucas centenas de microssegundos em alguns casos. Consequentemente, dentro de uma primeira porção 1006 da duração de quadro fixa 1002, o leitor saberá se existe ou não qualquer transponder que opere de acordo com o primeiro protocolo presente dentro da zona de captura.

[0083] Nesta modalidade, o segundo protocolo também opera transmitindo um pulso de disparo 1008. O pulso de disparo 1008 neste caso tem características diferentes do sinal de disparo 1004 utilizado pelo primeiro protocolo. Em alguns casos, este pode ser similar o suficiente que qualquer um fará com que um transponder responda, independentemente se o transponder está configurado para utilizar o primeiro ou o segundo protocolo.

[0084] Se o transceptor não receber um sinal de resposta de um transponder de acordo com o primeiro protocolo dentro da primeira porção 1006, então o leitor faz com que o transceptor comece a utilizar o segundo protocolo para o restante 1010 da duração de quadro fixa 1002. Especificamente, o transceptor transmite o pulso de disparo 1008 e aguarda uma resposta de qualquer transponder na vizinhança que esteja configurado para utilizar o segundo protocolo.

[0085] No caso do exemplo ilustrado na figura 9, será notado que a antena de Canal A envia o sinal de disparo 1004 e aguarda um sinal

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 34/50

29/34 de resposta. Não tendo recebido nenhum sinal de resposta dentro da primeira porção 1006, o transceptor para a antena de Canal A comuta para utilizar o segundo protocolo e envia o pulso de disparo 1008 e aguarda um sinal de resposta.

[0086] A antena de Canal B, nesta modalidade, recebe um sinal de resposta 1012 de um transponder utilizando o primeiro protocolo. O sinal de resposta 1012 é detectado antes da expiração da primeira porção 1006 da duração de quadro fixa 1002. O transceptor conectado na antena de Canal B utiliza o primeiro protocolo para comunicar com o transponder do restante 1010 da duração de quadro fixo e abre mão de qualquer utilização do segundo protocolo durante este ciclo.

[0087] A antena de Canal C não recebe um sinal de resposta do primeiro protocolo, assim após a primeira porção 1006 da duração de quadro fixa 1002 esta envia o pulso de disparo 1008. Em resposta, esta recebe um sinal de réplica de segundo protocolo 1014 de um transponder na área configurada para utilizar o segundo protocolo. O transceptor e o transponder utilizam o restante 1010 da duração de quadro fixa 1002 para completar as suas comunicações utilizando o segundo protocolo. Como acima notado, completar as comunicações pode incluir conduzir uma leitura da memória de transponder, programar a memória de transponder com dados, conduzir uma transação de ETC, ou outras tais comunicações dependendo da configuração de uma implementação específica.

[0088] Para simplicidade, a figura 9 mostra o sinal de resposta

1012 e o sinal de réplica 1014 em um único bloco, apesar de que será apreciado que em algumas modalidades isto pode envolver múltiplas trocas de comunicação entre o leitor e o transponder neste período de tempo.

[0089] Referência é agora feita à figura 10, a qual mostra outro diagrama de tempo de amostra 1010 para uma implementação de

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 35/50

30/34 quatro canais (antenas). Neste exemplo, o primeiro e o segundo protocolos são protocolos de comunicação de ETC passivos. O sistema de ETC neste exemplo utiliza uma duração de quadro fixa 1102, a qual pode ser do mesmo comprimento ou de um comprimento diferente da duração de quadro fixa 1002 acima descrita em conexão com a figura

9. O comprimento da primeira duração de quadro 1102 é dependente das características dos protocolos e suas durações de comunicação. [0090] O primeiro protocolo inicia as comunicações transmitindo um sinal de RF de onda contínua 1104. Um transponder passivo na área que recebe o sinal de RF de onda contínua 1104 é despertado. O sinal de RF de onda contínua 1104 pode ser modulado por um sinal de comando de sondagem ou consulta que tem uma certa taxa de dados e características indicativas do primeiro protocolo. Um transponder na área que está configurado para reconhecer o sinal de sondagem ou consulta de primeiro protocolo responde modulando o sinal de RF de onda contínua 1104 para comunicar um sinal de resposta 1112. Se aquele sinal de resposta 1112 for detectado pelo leitor dentro de uma primeira porção 1106 da duração de quadro fixa 1102, então o leitor fará com que o transceptor continue a utilizar o primeiro protocolo para o restante 1110 da duração de quadro fixa 1102.

[0091] Se nenhum sinal de resposta 1112 for detectado pelo leitor dentro da primeira porção 1106 da duração de quadro fixa 1102, então o leitor faz com que o transceptor comece a utilizar o segundo protocolo. Consequentemente, durante o restante 1110 da duração de quadro fixa 1102, o transceptor envia um segundo sinal de RF de onda contínua 1108. Apesar deste ser referido como um segundo sinal de RF de onda contínua 1108, em muitas modalidades o segundo protocolo pode utilizar um similar ou o mesmo sinal de RF de onda contínua e pode somente envolver utilizar uma diferente modulação ou taxa de dados para transmitir um sinal de sondagem para os transponders na

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 36/50

31/34 área. Vantajosamente, em muitos casos a duração de comunicação para o segundo protocolo é encurtada porque os transponders na área já foram despertados pelo sinal de RF de onda contínua 1104 enviado de acordo com o primeiro protocolo. As comunicações de segundo protocolo podem, portanto, dispensar um período de espera que pode de outro modo normalmente ser requerido antes de enviar a mensagem de sondagem de segundo protocolo.

[0092] O restante 1110 da duração de quadro fixa 1102 é então utilizado para as comunicações de segundo protocolo, incluindo a recepção de quaisquer mensagens de réplica 1114 comunicadas por transponders configurados para operar utilizando o segundo protocolo modulando a onda portadora.

[0093] Referindo ainda à figura 10, será notado que os quatros canais estão multiplexados em divisão de tempo neste exemplo. Os Canais A e B não detectam nenhum transponder comunicando utilizando o primeiro protocolo, de modo que o seu respectivo transceptor comuta para utilizar o segundo protocolo após a primeira porção 1106 da duração de quadro fixa 1102. O Canal C detecta o sinal de resposta 1112 de um transponder que utiliza o primeiro protocolo. Consequentemente, o primeiro protocolo é utilizado para a primeira duração de quadro inteira 1102. O Canal D não recebe uma resposta de aco rdo com o primeiro protocolo, assim este comuta para o segundo protocolo após a primeira porção 1106, em cujo ponto este então recebe uma mensagem de réplica 1114 de um transponder utilizando o segundo protocolo.

[0094] Referência é agora feita à figura 11, a qual mostra um diagrama de tempo exemplar 1200 adicional que ilustra a operação de outro sistema de ETC de quatro canais exemplar. Nesta modalidade, os dois protocolos em uso são protocolos de banda estreita, o que permite uma multiplexação de divisão de frequência dos canais. Con

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 37/50

32/34 sequentemente, neste exemplo, todos os quatro Canais A, B, C, e D são utilizados na duração de quadro fixa 1202. Os dois protocolos em uso são ambos protocolos passivos, como é o caso acima ilustrado em conexão com a figura 10.

[0095] Referência será agora feita à figura 12, a qual mostra outro diagrama de tempo exemplar 1300 que ilustra a operação de um sistema de ETC de múltiplos protocolos de quatro canais utilizando quatro protocolos de ETC. Neste exemplo, o primeiro protocolo é um protocolo de banda larga passivo. O segundo protocolo é um protocolo de banda larga ativo. O terceiro e o quarto protocolos são protocolos de banda larga passivos.

[0096] O sistema emprega uma primeira duração de quadro fixa

1302. Em uma modalidade a primeira duração de quadro fixa é de aproximadamente 2,3 ms. Os transceptores são multiplexados em divisão de tempo, significando que a cada transceptor (Canais A-D) está alocada a sua própria primeira duração de quadro fixa. O sistema ainda emprega uma segunda duração de quadro fixa 1322. Em uma modalidade, a segunda duração de quadro fixa é de aproximadamente 6 ms. Os transceptores são multiplexados em divisão de frequência para a segunda duração de quadro fixa 1322.

[0097] Como pode ser visto na figura 12, o primeiro protocolo é utilizado em uma primeira porção 1306 da primeira duração de quadro fixa 1302. O primeiro protocolo envolve uma transmissão de um sinal de RF de onda contínua 1304 e, se nenhum transponder configurado para utilizar o primeiro protocolo estiver presente, a detecção de um sinal de resposta 1312 durante a primeira porção 1306. Se o sinal de resposta 1312 for detectado durante a primeira porção 1306, então o transceptor continua a utilizar o primeiro protocolo durante o restante da primeira duração de quadro fixa 1302.

[0098] Se nenhum sinal de resposta 1312 for detectado durante a

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 38/50

33/34 primeira porção 1306, então o transceptor comuta para utilizar o segundo protocolo enviando um sinal de disparo 1308. Se quaisquer transponders que utilizam o segundo protocolo estiverem dentro da zona de captura, estes respondem com um sinal de réplica 1314. [0099] Após ciclar através dos quatro canais, o leito então testa o terceiro e o quarto protocolos durante a segunda duração de quadro fixa 1322. O terceiro e o quarto protocolos são protocolos de banda estreita passivos. O terceiro protocolo é inicialmente utilizado na segunda duração de quadro fixa 1322. O terceiro protocolo envolve transmitir um sinal de RF de onda contínua 1324 durante uma primeira parte 1326 da segunda duração de quadro fixa 1322. O sinal de RF de onda contínua 1324 pode ser modulado de acordo com o terceiro protocolo para comunicar um sinal de sondagem ou de leitura para quaisquer transponders na área. Se qualquer transponder de terceiro protocolo estiver na área, for despertado, e detectar o sinal de sondagem, então este responde com um sinal de resposta 1130 utilizando o terceiro protocolo. Se o sinal de resposta 1130 for detectado por um transceptor dentro da primeira parte 1326 da segunda duração de quadro fixa 1322, então o transceptor continua a utilizar o terceiro protocolo para o restante da segunda duração de quadro fixa 1322, como ilustrado no caso do Canal A na figura 12. De outro modo, o transceptor comuta para a utilização do quarto protocolo para o restante da segunda duração de quadro fixa 1322 transmitindo um sinal de RF de onda contínua 1328 que contém uma sondagem ou outra mensagem de acordo com o quarto protocolo.

[00100] Certas adaptações e modificações da invenção serão óbvias para aqueles versados na técnica quando consideradas à luz desta descrição. Portanto, as modalidades acima discutidas são consideradas serem ilustrativas e não restritivas, o escopo da invenção sendo indicado pelas concretizações anexas ao invés da descrição acima, e

Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 39/50

34/34 todas as mudanças as quais estarão dentro do significado e faixa de equivalência das concretizações são portanto pretendidas serem abrangidas aqui.

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método para selecionar um protocolo de comunicação em um sistema de coleta de pedágio eletrônico de múltiplos protocolos (800), o sistema incluindo um leitor (17) que tem pelo menos um transceptor de RF de múltiplos protocolos (802), caracterizado pelo fato de que o leitor (17) inclui um processador (37) configurado para controlar a operação do pelo menos um transceptor de RF de múltiplos protocolos (802), sendo que cada transceptor (802) está conectado a uma respectiva antena (18) configurada para definir uma zona de captura em uma rodovia, e sendo que o sistema emprega uma duração de quadro fixa, o método compreendendo:

   transmitir um sinal do primeiro transceptor por sua respectiva antena (18) utilizando um primeiro protocolo de comunicação dentro de uma primeira porção (1006) da duração de quadro fixa (1002);

   detectar se um sinal de resposta (1012) em conformidade com o primeiro protocolo de comunicação é recebido pelo primeiro transceptor;

   se o sinal de resposta (1012) não for recebido dentro da primeira porção (1006) da duração de quadro fixa (1002), então transmitir um segundo sinal (1008) do primeiro transceptor por sua respectiva antena (18) utilizando um segundo protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa (1002); e se a o sinal de resposta (1012) for recebido dentro da primeira porção (1006) da duração de quadro fixa (1002), abrir mão da utilização do segundo protocolo de comunicação e conduzir a comunicação utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa (1002), sendo que o primeiro protocolo de comunicação tem uma primeira duração de comunicação para comunicar com os transponders, sendo que o segundo protocolo de comunicação tem uma se

   Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 41/50
2. 2/6 gunda duração de comunicação para comunicar com os transponders, e sendo que a duração de quadro fixa (1002) é mais longa do que a primeira duração de comunicação, mais longa do que a segunda duração de comunicação, e mais curta do que os comprimentos combinados das primeira e segunda durações de comunicação.

   2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o leitor (17) tem pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos (802).
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro protocolo de comunicação é um protocolo passivo, e sendo que transmitir o sinal do primeiro transceptor compreende transmitir um sinal de onda contínua modulado durante a primeira porção (1006).
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo protocolo de comunicação é um protocolo passivo adicional que tem uma duração de comunicação predefinida que inclui um tempo de despertar de transponder, e sendo que o restante da duração de quadro fixa (1002) é mais curta do que a duração de comunicação predefinida.
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo protocolo de comunicação é um protocolo ativo, e sendo que transmitir um segundo sinal do primeiro transceptor (802) por sua respectiva antena (18) utilizando um segundo protocolo de comunicação compreende cessar de transmitir o sinal de onda contínua durante o restante da duração de quadro fixa (1002) e transmitir um sinal de disparo.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que transmitir um segundo sinal ainda compreende detectar um sinal de réplica e executar uma operação de programação de transponder utilizando o segundo protocolo de comunicação dentro do

   Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 42/50

   3/6 restante da duração de quadro fixa (1002).
7. 7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que executar uma operação de programação de transponder compreende enviar um sinal de programação através da respectiva antena durante o restante da duração de quadro fixa (1002).
8. 8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos (802) incluem um segundo transceptor (802b), um terceiro transceptor (802c) e um quarto transceptor (802d), e sendo que o dito método é ciclicamente executado por sucessivas durações de quadro fixas (1002) utilizando cada um do dito primeiro transceptor, do dito segundo transceptor, do dito terceiro transceptor, e do dito quarto transceptor, de cada vez.
9. 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui, uma vez em cada ciclo, utilizar simultaneamente todos os pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos (802) para tentar as comunicações de acordo com um protocolo de comunicação de banda estreita dentro de uma duração de quadro fixa adicional (1202, 1322), e sendo que uma multiplexação de divisão de frequência é empregada para utilizar simultaneamente todos os pelo menos dois transceptores de RF de múltiplos protocolos.
10. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as comunicações de acordo com o protocolo de comunicação de banda estreita compreendem:

    transmitir um sinal de despertar (1324) utilizando o protocolo de comunicação de banda estreita em uma primeira parte (1326) da duração de quadro fixa adicional (1202, 1322), e detectar se um sinal de réplica (1330) é recebido de acordo com o protocolo de comunicação de banda estreita, e sendo que o método ainda compreende:

    Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 43/50

    4/6 transmitir um sinal adicional (1328) utilizando um quarto protocolo de comunicação dentro de um restante da duração de quadro fixa adicional (1202, 1322) se o sinal de réplica não for recebido dentro da primeira parte da duração de quadro fixa adicional (1202, 1322), e abrir mão da utilização do quarto protocolo de comunicação e utilizar o protocolo de comunicação de banda estreita dentro do restante da duração de quadro fixa adicional se o sinal de réplica for detectado dentro da primeira parte da duração de quadro fixa adicional (1202, 1322).
11. 11. Leitor (17) para acoplar em comunicações de coleta de pedágio eletrônico (ETC) e que tem um ou mais transceptores de múltiplos protocolos de RF (802) e pelo menos um processador (37) configurado para controlar a operação do pelo menos um transceptor de múltiplos protocolos de RF (802), o leitor (17) caracterizado pelo fato de que inclui instruções de armazenamento de memória executáveis por processador que, quando executadas, configuram o processador (37) para executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
12. 12. Sistema de coleta de pedágio eletrônico (ETC) de múltiplos protocolos para conduzir transações de pedágio em conexão com veículos que viajam em uma rodovia, caracterizado pelo fato de que os veículos estão equipados ou com um primeiro transponder configurado para operar de acordo com um primeiro protocolo de comunicação ou um segundo transponder configurado para operar de aco rdo com um segundo protocolo de comunicação, o sistema compreendendo:

    um leitor (17) que inclui um ou mais transceptores de múltiplos protocolos de RF (802) e um processador (37) configurado para controlar a operação do pelo menos um transceptor de múltiplos protocolos

    Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 44/50

    5/6 de RF (802);

    uma ou mais antenas (18), cada antena (18) sendo conectada a um respectivo do um ou mais transceptores (202), sendo que cada antena (18) está posicionada para definir uma respectiva zona de captura dentro da rodovia;

    sendo que o sistema está configurado para operar utilizando uma duração de quadro fixa (1302), e sendo que o processador (37) está configurado para fazer com que os transceptores (802) transmitam um sinal (1304) do primeiro transceptor por sua respectiva antena (18) utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro de uma primeira porção (1306) da duração de quadro fixa (1302), detecte se um sinal de resposta (1312) em conformidade com o primeiro protocolo de comunicação é recebido pelo primeiro transceptor, se o sinal de resposta não for recebido dentro da primeira porção (1306) da duração de quadro fixa, então transmitir um segundo sinal (1308) do primeiro transceptor por sua respectiva antena (18) utilizando um segundo protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa (1302), e se o sinal de resposta for recebido dentro da primeira porção (1306) da duração de quadro fixa (1302), abrir mão da utilização do segundo protocolo de comunicação e conduzir a comunicação utilizando o primeiro protocolo de comunicação dentro do restante da duração de quadro fixa (1302), sendo que o primeiro protocolo de comunicação tem uma primeira duração de comunicação para comunicação com transponders, sendo que o segundo protocolo de comunicação tem uma segunda duração de comunicação para comunicação com transponders,

    Petição 870190072939, de 30/07/2019, pág. 45/50

    6/6 e sendo que a duração de quadro fixa (1002) é mais longa que a primeira duração de comunicação, mais longa que a segunda duração de comunicação, e mais curta que os comprimentos combinados das primeira e segunda durações de comunicação.