CN102446371A - 具有分立天线装置的电子收费系统及其天线装置 - Google Patents

Abstract

一种具有分立的天线装置的电子收费系统，包括天线装置和通行费支付模块。天线装置安装在车辆的前挡风玻璃的后表面上，用于向收费站费用服务器发送信号和/或从其接收信号。通行费支付模块使用天线装置与收费站费用服务器进行通行费相关信号的通信，其中通行费支付模块设置在车内镜内部并通过连接线与天线装置连接，车内镜与天线装置隔开预定间隔并安装在车辆内部的顶棚上。

Description

具有分立天线装置的电子收费系统及其天线装置

技术领域

本发明涉及电子收费系统及其天线装置，其中通过与收费站的基站的无线通信借记通行费。

背景技术

电子收费系统是一种独立地安装于车辆的前挡风玻璃或内置于车内镜中，以使用与收费站的基站的短程无线通信处理通行费支付的系统。在韩国专利申请公开第2009-0052193号中记载了常规电子收费系统的一个实例。

图1是示出安装在车内镜中的常规电子收费系统的构造的侧视图。

常规电子收费系统包括内置在安装于车辆的前挡风玻璃W的车内镜的固定部件2中的RF天线1、内置在连接于固定部件2的连接部件3中的连接线4、和可旋转地与连接部件3接合的通行费支付模块7，其中通行费支付模块7内置在安装有镜子5的车内镜壳体6中。

常规电子收费系统通过将RF天线1和通行费支付模块7安装在车辆的车内镜中而具有紧凑的外观，并且通过允许经与收费站费用服务器的通信自动支付通行费金额而实现驾驶者便利性。然而，常规电子收费系统具有以下缺点。

在常规电子收费系统中，RF天线1和通行费支付模块7两者内置在安装于车辆的前挡风玻璃W的车内镜中，因此当车辆的前挡风玻璃具有较大倾斜角度时，设置在前挡风玻璃W上以获得适当的RF天线1的接收角度的车内镜可能会影响驾驶者的视野。

而且，在常规电子收费系统中，当车内镜安装于具有较大倾斜角度的车辆的前挡风玻璃时，由于前挡风玻璃的大倾斜角度，RF天线1可能会垂直地朝向水平线，因此不能达到适当的发送/接收角度。

并且，由于RF天线1和通行费支付模块7作为一体安装在常规电子收费系统中，因此当在一个模块中发生故障时，包括车内镜的整个电子收费系统需要被替换或修理。

发明内容

已鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明提供了一种具有分立的天线装置的电子收费系统及其天线装置，其中车辆的天线装置与通行费支付模块相互间独立地分离设置。

根据本发明的一方面，提供了一种具有分立的天线装置的电子收费系统，该系统包括：天线装置，安装在车辆的前挡风玻璃的后表面上，用于向收费站费用服务器发送信号和/或从其接收信号；和通行费支付模块，配置成使用天线装置与收费站费用服务器进行通行费相关信号的通信，其中通行费支付模块设置在车内镜内部并通过连接线与天线装置连接，车内镜与天线装置隔开预定间隔并安装在车辆内部的顶棚上。

优选地，通行费支付模块通过埋设在车辆顶棚内的连接线与天线装置连接。天线装置安装在前挡风玻璃的后表面上，与顶棚的端部相距预定间隔。

通行费支付模块包括：短程通信模块，配置成使用天线装置从收费站费用服务器接收通行费支付请求信号；存储器，配置成存储用于通行费支付的电子货币；和控制模块，配置成在从收费站费用服务器接收到通行费支付请求信号时使用存储在存储器中的电子货币支付通行费金额，并且使用短程通信模块和天线装置向收费站费用服务器发送通行费支付报表。

天线装置包括：支架，附接于车辆的前挡风玻璃的后表面；主体，其前表面开口以与支架接合，并且形成有向上倾斜部；和天线，安装在向上倾斜部上，并且通过连接线与通行费支付模块连接，以向收费站费用服务器发送信号和/或从其接收信号。多个突起单元和至少一个插入单元形成在主体的开口中，该多个突起单元以预定间隔形成，并且支架包括配置成与主体的多个突起单元相对应并可滑动地与之接合的接合单元，和插入单元所插入的插入槽。主体包括配置成使连接线能够通过的通道单元。

根据本发明的另一方面，提供了一种在电子收费系统中使用的天线装置，该天线装置包括：支架，附接于车辆的前挡风玻璃的后表面；主体，其前表面开口以与支架接合，并且形成有向上倾斜部；和天线，安装在向上倾斜部上，并且通过连接线与通行费支付模块连接，以向收费站费用服务器发送信号和/或从其接收信号。

优选地，多个突起单元和至少一个插入单元形成在主体的开口中，该多个突起单元以预定间隔形成，并且支架包括配置成与主体的多个突起单元相对应并可滑动地与之接合的接合单元，和插入单元所插入的插入槽。

优选地，主体或支架包括具有一对止动突起的第一接合单元、具有一对导板的第二接合单元、和具有止动突起的第三接合单元，并且其中支架或主体包括插入并由第一接合单元的一对止动突起固定的第一突起单元，插入并由第二接合单元的一对导板固定的第二突起单元，和由第三接合单元的止动突起止动并接合的第三突起单元。主体包括配置成使连接线能够通过的通道单元。天线通过埋设在车辆顶棚内的连接线与安装在顶棚上的通行费支付模块连接。支架安装在前挡风玻璃的后表面上，与顶棚的端部相距预定间隔。

附图说明

本发明的目的、特征和优点通过以下结合附图的详细说明将会更加明显，其中：

图1是示出安装在车内镜中的常规电子收费系统的构造的侧视图；

图2是示出根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统的配置的框图；

图3是示出安装在车辆内的根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统的侧视透视图；

图4是示出根据本发明的天线装置的构造的分解透视图；

图5是示出根据本发明的通行费支付模块的配置的框图；

图6是示出根据本发明的天线装置的支架与主体的接合关系的分解透视图；

图7是示出根据本发明的相互接合的天线装置的支架和主体的透视图；

图8是示出根据本发明的另一示例性实施方式的天线装置的主体的构造的俯视图；

图9是示出根据本发明的另一示例性实施方式的天线装置的支架的构造的俯视图；

图10是示出根据本发明的另一示例性实施方式的相互接合的天线装置的支架和主体的透视图；并且

图11是示出根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统的操作的流程图。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。结合在本文中的已知功能和结构的详细说明可能会省略，以避免使本发明的主题模糊不清。

图2是示出根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统1000的配置的框图，并且图3是示出安装在车辆内的根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统1000的侧视透视图。

具有分立的天线装置的电子收费系统1000包括天线装置100和通行费支付模块200。

天线装置100独立地安装在车辆的前挡风玻璃W的内表面上(朝向车辆内部)以向/从收费站费用服务器3000发送/接收与通行费相关的信号。

通行费支付模块200内置于设置在车辆内部的顶棚(顶篷)H上的车内镜(room mirror)2000中，其中通行费支付模块200与天线装置100隔开预定间隔。通行费支付模块200通过连接线300与天线装置100连接，并且用于使用天线装置100借记(debit)通行费，以与收费站费用服务器3000进行通行费相关信号的通信。

以下更加详细地说明根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统1000的各个元件。

-天线装置100的构造-

图4是示出根据本发明的天线装置100的构造的分解透视图。

天线装置100包括支架10、主体20、天线支撑板29和天线30。

支架10形成为方形面板，并且支架10的前表面附接于车辆的前挡风玻璃W的内表面(朝向车辆内部)，而支架10的后表面附接于后述的主体20。支架10包括与主体20的突起单元22相对应地在支架10的边缘上形成的接合单元，其中支架10的接合单元可滑动地与主体20的突起单元22接合。而且，与主体20的插入单元24相对应地在支架10的一侧上形成有插入槽16，其中主体20的插入单元24插入至插入槽16中。这里，支架10的接合单元包括滑动插入单元12和滑动支撑单元14，使得主体20的突起单元22可滑动地插入接合单元中。主体20与支架10之间的接合关系将在以下说明。

支架10安装在前挡风玻璃W上，与顶棚H的一端相距预定间隔。否则，如果天线装置100位于顶棚H附近，则车辆顶棚H的金属组件可能会干扰通信。

主体20的前表面开口，以便与支架10连接。在主体20内部，形成有向下倾斜部28和向上倾斜部27，使得主体20在从侧面观察时呈三角形。突起单元22以预定间隔形成在主体20的开口部中，以与支架10的接合单元可滑动地连接。并且，插入单元24形成在主体20的第一侧上，以插入支架10的插入槽16中。通道部26形成在主体20的第二侧上，以使连接线300能够通过其中而与随后详述的通行费支付模块200连接。

天线支撑板29形成在向上倾斜部27上以支撑天线30。

天线30形成在设置于向上倾斜部27上的天线支撑板29上，并且通过连接线300与通行费支付模块200连接，以向/从收费站费用服务器3000发送/接收通行费相关信号。当天线30安装在向上倾斜部27上并且主体20和支架10附接于前挡风玻璃W时，天线30通过车辆的前挡风玻璃W以最佳角度与收费站费用服务器3000相对。该天线30将通过连接线300从随后详述的通行费支付模块200接收到的通行费相关信号发送至收费站费用服务器3000。并且，天线30将从收费站费用服务器3000接收到的通行费相关信号发送至通行费支付模块200。

-通行费支付模块200的配置-

图5是示出根据本发明的通行费支付模块200的配置的框图。

通行费支付模块200包括短程通信模块210、存储器220和控制模块230。

短程通信模块210使用天线装置100向/从收费站费用服务器3000发送/接收通行费相关信号。具体地，当行驶在高速公路上的车辆接近至无线电波能够传播到的距离内时，收费站费用服务器3000通过使用车辆信息检测装置测量车辆的宽度、长度和高度来计算车辆的通行费金额。并且，收费站费用服务器3000使用无线通信装置将通行费支付请求信号通过通行费支付模块200的天线30发送至通行费支付模块200的短程通信模块210。

存储器220用以存储用于通行费支付的电子货币。存储器220可被设置为可分离的智能卡，或者替换性地可内置于通行费支付模块200中。

控制模块230从短程通信模块210接收通行费支付请求信号，并用存储在存储器220中的电子货币支付通行费。而且，当成功完成通行费交易时，控制模块230通过短程通信模块210和天线30向收费站费用服务器3000发送通行费交易报表(statement)。相应地，收费站费用服务器3000可基于通行费交易报表授权车辆通过。

通行费支付模块200优选地安装在车内镜2000的壳体2006内部。车内镜2000包括安装在车辆的顶棚H上的固定单元2002，与固定单元2002连接的连接单元2004，和使驾驶者能够看到车辆后部的镜子2008。并且，车内镜2000包括可旋转地连接于连接单元2004的壳体2006。这里，在车内镜2000的壳体2006中形成有连接单元2009，其中连接单元2009连接于连接线300的连接端子310以与天线装置100连接。通过连接单元2009连接于天线装置100的连接线路300具有埋设在顶棚H内部的中间部分。因此，在天线装置100与通行费支付模块200之间形成预定间隔。同时，连接天线装置100与通行费支付模块200的连接线300埋设在顶棚H的内部而不暴露在顶部H的外部。

-天线装置100内的接合关系-

图6是示出根据本发明的天线装置100的支架10与主体20的接合关系的分解透视图，并且图7是示出根据本发明的相互接合的天线装置100的支架10和主体20的透视图。

天线装置100的支架10附接于车辆的前挡风玻璃W，并且当主体20的突起单元22(在①方向上)插入支架10的接合单元的滑动插入单元12时，支架10(在②方向上)滑动，使得主体20的突起单元22放置在支架10的接合单元的滑动支撑单元14上并且由其支撑。这里，主体20的插入单元24插入到支架10的插入槽16中。通过主体20与支架10之间的滑动接合，可以保持二者之间的牢固接合。

-根据另一示例性实施方式的天线装置100内的接合关系-

图8是示出根据本发明的另一示例性实施方式的天线装置100的主体20的构造的俯视图，图9是示出根据本发明的另一示例性实施方式的天线装置100的支架10的构造的俯视图，且图10是示出根据本发明的另一示例性实施方式的相互接合的天线装置100的支架10和主体20的透视图。

根据本发明的另一示例性实施方式的主体20具有形成有第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3的开口，其中第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3分别与随后详述的支架10的第一突起单元15-1、第二突起单元15-2和第三突起单元15-3相接合。

第一接合单元25-1形成在主体20的开口的一侧上，并且具有一对相互面对的止动部件。因此，支架10的第一突起单元15-1可插入第一接合单元25-1的一对止动部件中并由其固定。

第二接合单元25-2在主体20的开口中形成为与第一接合单元25-1隔开预定间隔，并且包括一对相互分离且平行的导板。因此，随后详述的支架10的第二突起单元15-2可插入第二接合单元25-2的一对导板中并由其固定。因此，第二接合单元25-2执行对支架10的第二突起单元15-2的引导，并且通过将支架10的第二突起单元15-2插入一对导板之间，可引导并固定支架10的位置。

第三接合单元25-3形成为与第二接合单元25-2相距预定间隔，并且具有至少一个止动部件，该止动部件由随后详述的支架10的第三突起单元15-3的止动突起止动并与其接合。

根据本发明的另一示例性实施方式的支架10包括第一突起单元15-1、第二突起单元15-2和第三突起单元15-3，分别与主体20的第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3接合。

第一突起单元15-1形成在支架10的一侧上，并且在端部具有圆形的突起，使得第一突起单元15-1的端部可插入主体20的第一接合单元25-1的一对止动部件中并由其固定。

第二突起单元15-2形成为与第一突起单元15-1隔开预定间隔，并且具有一对插入主体20的第二接合单元25-2的一对导板之间的翼板(panel)，和用于固定该一对翼板的固定板。

第三突起单元15-3包括一对翼板和用于固定该一对翼板的固定板。在固定板的端部形成有止动突起，使得主体20的第三接合单元25-3的止动部件可由止动突起止动并与其接合。

根据另一示例性实施方式，支架10的第一突起单元15-1、第二突起单元15-2和第三突起单元15-3分别与主体20的第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3接合，使得当支架10与主体20相互接合时，各个元件的位置被固定，并可保持其间的牢固接合。

在该实施方式中，说明了第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3形成在主体20中，而第一突起单元15-1、第二突起单元15-2和第三突起单元15-3形成在支架10中的情况。然而，应该注意的是，第一突起单元15-1、第二突起单元15-2和第三突起单元15-3可形成在主体20中，而第一接合单元25-1、第二接合单元25-2和第三接合单元25-3可形成在支架10中。

以下，说明具有分立的天线装置的电子收费系统1000的操作。

图11是示出根据本发明的具有分立的天线装置的电子收费系统1000的操作的流程图。

首先，安装在车辆中的天线装置100的天线30从收费站费用服务器3000接收通行费支付请求信号(S10)。

接着，天线装置100的天线30将通行费支付请求信号通过连接线300发送至通行费支付模块200的短程通信模块210(S12)。

随后，在从短程通信模块210接收到通行费支付请求信号时，通行费支付模块200的控制模块230对存储器220中的电子货币收取通行费金额(S14)。

接着，当成功完成通行费交易时，通行费支付模块200的控制模块230使用短程通信模块210将通行费交易报表通过连接线300发送至天线装置100的天线30(S16)。

随后，天线装置100的天线30将通行费交易报表发送至收费站费用服务器3000(S18)。

接着，收费站费用服务器3000允许车辆通过(S20)。

根据具有分立的天线装置的电子收费系统，通行费支付模块内置于安装在车辆顶棚上的车内镜中，并且与安装在车辆的前挡风玻璃上的天线装置相距预定距离。通行费支付模块通过连接线与天线装置连接。因此，通行费支付模块与车辆的前挡风玻璃隔开预定间隔，使得驾驶者的视野不会受到干扰。并且，即使当在天线装置和通行费支付模块之一中发生故障时，也可独立地对发生故障的天线装置或通行费支付模块进行修理。另外，通过使天线装置与通行费支付模块分离，可自由设定内置通行费支付模块的车内镜的位置，从而使车内镜能够有效地执行操作。

同时，在根据本发明的天线装置中，天线与附接于前挡风玻璃的支架连接。而且，天线安装在天线装置的向上倾斜部上，并通过连接线与通行费支付模块连接。因此，由于向上倾斜部，天线可以最佳角度面对收费站费用服务器，使得即使当天线安装在具有较大倾斜角度的前挡风玻璃的车辆中时，也可具有最佳的发送/接收灵敏度。

同时，在根据本发明的天线装置中，主体和支架以滑动方式相互接合。因此，由于主体与支架之间的牢固接合，当车辆振动时，天线装置不会轻易振动。

尽管以上已详细说明本发明的示例性实施方式，然而应该清楚理解的是，本领域技术人员会想到的本文中所教导的基本发明构思的许多变型和改型仍将落入如所附权利要求中所限定的本发明的实质和范围内。

附图中的各元件的附图标记

30：天线

100：天线装置

200：通行费支付模块

210：短程通信模块

220：存储器

230：控制模块

300：连接线

310：连接端子

2000：车内镜

2002：固定单元

2004：连接单元

2008：镜子

Claims (13)

1.一种具有分立的天线装置的电子收费系统，所述系统包括：

天线装置，安装在车辆的前挡风玻璃的后表面上，用于向收费站费用服务器发送信号和/或从所述收费站费用服务器接收信号；以及

通行费支付模块，配置成使用所述天线装置与所述收费站费用服务器进行通行费相关信号的通信，其中所述通行费支付模块设置于车内镜内部并通过连接线与所述天线装置连接，所述车内镜与所述天线装置隔开预定间隔并安装在车辆内部的顶棚上。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述通行费支付模块通过埋设在所述车辆的顶棚内的所述连接线与所述天线装置连接。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述天线装置安装在所述前挡风玻璃的后表面上，与所述顶棚的端部相距预定间隔。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述通行费支付模块包括：

短程通信模块，配置成使用所述天线装置从所述收费站费用服务器接收通行费支付请求信号；

存储器，配置成存储用于通行费支付的电子货币；和

控制模块，配置成在从所述收费站费用服务器接收到所述通行费支付请求信号时，使用存储在所述存储器中的电子货币支付通行费金额，并且使用所述短程通信模块和所述天线装置向所述收费站费用服务器发送通行费支付报表。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述天线装置包括：

支架，附接于所述车辆的前挡风玻璃的后表面；

主体，其前表面开口以与所述支架接合，并且形成有向上倾斜部；和

天线，安装在所述向上倾斜部上，并且通过所述连接线与所述通行费支付模块连接，以向所述收费站费用服务器发送所述信号和/或从所述收费站费用服务器接收所述信号。

6.如权利要求5所述的系统，其中多个突起单元和至少一个插入单元形成在所述主体的开口中，所述多个突起单元以预定间隔形成，并且所述支架包括配置成与所述主体的所述多个突起单元相对应并可滑动地接合的接合单元，和所述插入单元所插入的插入槽。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述主体包括配置成使所述连接线能够通过的通道单元。

8.一种在电子收费系统中使用的天线装置，所述天线装置包括：

支架，附接于车辆的前挡风玻璃的后表面；

主体，其前表面开口以与所述支架接合，并且形成有向上倾斜部；和

天线，安装在所述向上倾斜部上，并且通过连接线与通行费支付模块连接，以向收费站费用服务器发送信号和/或从收费站费用服务器接收信号。

9.如权利要求8所述的天线装置，其中多个突起单元和至少一个插入单元形成在所述主体的开口中，所述多个突起单元以预定间隔形成，并且所述支架包括配置成与所述主体的所述多个突起单元相对应并可滑动地接合的接合单元，和所述插入单元所插入的插入槽。

10.如权利要求8所述的天线装置，其中所述主体或所述支架包括具有一对止动突起的第一接合单元，具有一对导板的第二接合单元，和具有止动突起的第三接合单元，并且

其中所述支架或所述主体包括插入并由所述第一接合单元的所述一对止动突起固定的第一突起单元，插入并由所述第二接合单元的所述一对导板固定的第二突起单元，和由所述第三接合单元的所述止动突起止动并接合的第三突起单元。

11.如权利要求8所述的天线装置，其中所述主体包括配置成使所述连接线能够通过的通道单元。

12.如权利要求8所述的天线装置，其中所述天线通过埋设在所述车辆的顶棚内的所述连接线与安装在所述顶棚上的所述通行费支付模块连接。

13.如权利要求8所述的天线装置，其中所述支架安装在所述前挡风玻璃的后表面上，与所述顶棚的端部相距预定间隔。

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