CN102833826A

CN102833826A - 实现智能休眠的dsrc系统车载终端和实现方法

Info

Publication number: CN102833826A
Application number: CN2011101604912A
Authority: CN
Inventors: 何德昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明提出实现智能休眠的DSRC系统车载终端和实现方法，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端，以及设置在道路两侧的路侧单元RSU。所述车载终端包括中央处理器CPU和微型电池，以及电连接该中央处理器CPU的车地无线通信模块，还包括唤醒电路和休眠电路。所述中央处理器CPU控制休眠电路启动从而令车载终端进入休眠状态。本发明严格控制车载终端只有在与路侧单元RSU正常通信期间进入工作状态，而在包括误唤醒的时段内令车载终端始终保持在休眠状态，相比现有技术采用硬件定时器的方法，本发明令在多余的预留时段内的电能消耗被节省下来，节能80％以上。

Description

实现智能休眠的DSRC系统车载终端和实现方法

技术领域

本发明涉及自动控制装置及其自动控制方法，特别是涉及令专用短程通信Dedicated Short-Range Communication系统车载终端实现智能休眠的方法及实施该方法的车载终端。

背景技术

目前以电子不停车收费Electronic Toll Collection系统为代表的专用短程通信Dedicated Short-Range Communication系统正在大范围普及。所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端，以及设置在道路两侧的路侧单元Road Side Unit。以所述ETC系统为例，原有ETC系统仅局限于高速公路不停车电子收费领域，随着ETC系统的普及，该系统已逐步向城市拥堵收费，停车场不停车收费等多种增值应用发展。这种发展将对车载单元的电池容量带来更大压力，初期设备成本也随之大幅上升。所述车载终端大多粘贴在汽车前挡风玻璃上，当车辆行驶到高速公路不停车收费车道出入口时，该设备通过专用短程通信DSRC协议，以无线方式与车道上方的路侧单元RSU互动，自动完成入口的记录和出口的扣费工作。车主在整个过程中，无须人工干预，也无须停车。由于重量与体积限制，所述车载终端采用微型电池供电，目前业内最佳的电池理论上也仅能支撑每日唤醒10次，5年有效。但随着专用短程通信DSRC系统的普及程度提高，实际使用与理论值的吻合也存在风险。

由于现有技术车载终端需要利用自身电池的电力，完成和路侧单元RSU的信息交换。因此电池的电力是车载终端寿命和正常工作的前提保障。为了节省电能消耗现有车载终端采用定时休眠的方法。所述车载终端在接近路侧单元RSU时被唤醒，采用硬件定时器监控唤醒时长，到定时器超时时，自动休眠。这种做法不需要控制软件参与唤醒后的休眠处理，不需要核心处理器提供专门的I/O端口控制休眠电路，因此实现简单，对核心处理器芯片要求低，成本也相对低廉。但是，为了防止出现误休眠的情况，现有技术硬件定时器设定的休眠时间往往留有较长的余量。通常车载终端与路侧单元RSU的通信时间在200毫秒左右，而所述硬件定时器设定的时间是2秒，从而所述车载终端就有1800毫秒的时间需要无谓地消耗电能，电池利用率低，造成浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种能够根据实际通信时间控制车载终端进入休眠状态的方法，在不改变现有电池能力、不增加太阳能等外接电源的基础上，实现对电源的充分利用，节能80%以上，确保对电池电力的高效利用和有效保护。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种令专用短程通信DSRC系统车载终端实现智能休眠的方法，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端，以及设置在道路两侧的路侧单元RSU。当车辆驶入路侧单元RSU的通信范围内，所述车载终端与该路侧单元RSU建立无线通信，交换数据。所述车载终端包括中央处理器CPU和微型电池，以及电连接该中央处理器CPU的车地无线通信模块。所述车地无线通信模块用于实现与路侧单元RSU的无线通信，所述微型电池用于为车载终端内所有模块提供电源。所述方法包括如下步骤：

A. 在车载终端内设置能够控制该车载终端内各模块进入休眠状态的休眠电路，以及能够令所述车载终端内各模块进入工作状态的唤醒电路；为所述中央处理器CPU设置专用输入输出I/O端口用于控制所述休眠电路；

C. 当车辆驶入路侧单元RSU的通信范围内，所述路侧单元RSU向车载终端发出唤醒信息；

D. 所述唤醒电路启动车载终端内各模块进入工作状态；

E. 所述中央处理器CPU检测是否收到执行业务功能的初始信息，收到所述初始信息，执行步骤F；没有收到所述初始信息，执行步骤G；

F. 进行正常的业务数据处理；

G. 所述中央处理器CPU控制启动所述休眠电路，令车载终端内各模块进入休眠状态；

H. 返回步骤C。

为确保上述方法更可靠的实施，在步骤A与步骤C之间还包括如下步骤，

B. 在车载终端内设置休眠定时器；

从而在步骤D中，当所述唤醒电路启动车载终端内各模块进入工作状态时，所述休眠定时器启动计时；

无论所述方法实施到哪个步骤，当所述休眠定时器计时至设定时刻，该休眠定时器发出指令强迫车载终端内各模块进入休眠状态。

具体而言，所述专用短程通信DSRC系统是电子不停车收费Electronic Toll Collection系统。

本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种能实现智能休眠的专用短程通信DSRC系统车载终端，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端，以及设置在道路两侧的路侧单元RSU。当车辆行驶入路侧单元RSU的通信范围内，所述车载终端与该路侧单元RSU建立无线通信，交换数据。所述车载终端包括中央处理器CPU和微型电池，以及电连接该中央处理器CPU的车地无线通信模块。所述车地无线通信模块用于实现与路侧单元RSU的无线通信，所述微型电池用于为车载终端内所有模块提供电源。尤其是，所述车载终端还包括电连接该车载终端内所有模块各自的唤醒端口的唤醒电路，以及电连接所述车载终端内所有模块各自休眠端口的休眠电路。所述休眠电路还电连接所述中央处理器CPU的专用输入输出I/O端口。

为防止因控制故障导致电能空耗，还需要后备保护方式，因此，所述车载终端还包括电连接所述车载终端内所有模块各自休眠端口的休眠定时器。

同现有技术相比较，本发明“实现智能休眠的DSRC系统车载终端和实现方法”的技术效果在于：

本发明严格控制车载终端只有在与路侧单元RSU正常通信期间进入工作状态，而在包括误唤醒的时段内令车载终端始终保持在休眠状态，相比现有技术采用硬件定时器的方法，本发明令在多余的预留时段内的电能消耗被节省下来，节能80％以上。

附图说明

图1是本发明“实现智能休眠的DSRC系统车载终端和实现方法”专用短程通信DSRC系统的结构示意图；

图2是本发明所述车载终端优选实施例的硬件结构原理示意图；

图3是本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例作进一步详述。

本发明提出一种能实现智能休眠的专用短程通信DSRC系统车载终端，如图1所示，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆40内的车载终端10，以及设置在道路两侧的路侧单元RSU 20。当车辆行驶入路侧单元RSU 20的通信范围内，所述车载终端10与该路侧单元RSU 20建立无线通信，交换数据。如图2所示，所述车载终端10包括中央处理器CPU 11和微型电池15，以及电连接该中央处理器CPU 11的车地无线通信模块12。所述车地无线通信模块12用于实现与路侧单元RSU 20的无线通信，所述微型电池15用于为车载终端10内所有模块提供电源。尤其是，所述车载终端10还包括电连接该车载终端10内所有模块各自的唤醒端口的唤醒电路13，以及电连接所述车载终端10内所有模块各自休眠端口的休眠电路14。所述休眠电路14还电连接所述中央处理器CPU 11的专用输入输出I/O端口。

所述车载终端10内的所有模块除了中央处理器CPU 11之外，还可能设置有针对车载终端10实现业务的专用模块，或者是可扩展的模块。对于实现业务较简单的车载终端，通常如本发明优选实施例，只设置中央处理器CPU 11就满足车载终端实现业务功能的需求。本发明优选实施例，所述车载终端10的各模块，包括中央处理器CPU 11都设置有唤醒端口和休眠端口，所述唤醒端口是用于令模块工作在正常工作状态下的使能端口，所述休眠端口是用于令模块工作在最低能耗或者维持最低能耗的使能端口。

基于所述专用短程通信DSRC系统车载终端10，本发明提出一种令专用短程通信DSRC系统车载终端智能休眠的方法，包括如下步骤：

A. 在车载终端10内设置能够控制该车载终端10内各模块进入休眠状态的休眠电路14，以及能够令所述车载终端10内各模块进入工作状态的唤醒电路13；为所述中央处理器CPU 11设置专用输入输出I/O端口用于控制所述休眠电路14；

C. 当车辆驶入路侧单元RSU 20的通信范围内，所述路侧单元RSU 20向车载终端10发出唤醒信息；

D. 所述唤醒电路13启动车载终端10内各模块进入工作状态；

E. 所述中央处理器CPU 11检测是否收到执行业务功能的初始信息，收到所述初始信息，执行步骤F；没有收到所述初始信息，执行步骤G；

F. 进行正常的业务数据处理；

G. 所述中央处理器CPU 11控制启动所述休眠电路14，令车载终端10内各模块进入休眠状态；

H. 返回步骤C。

本发明优选实施例，所述专用短程通信DSRC系统是电子不停车收费ETC系统，那么上述方法还可以简单示意为图3所示流程。那么步骤F所述正常的业务数据处理就是具体的启动交易流程至交易流程结束的过程。

为防止因控制故障而不能令车载终端进入休眠状态，导致电能空耗，还需要后备保护方式，因此，所述车载终端10还包括电连接所述车载终端10内所有模块各自休眠端口的休眠定时器16。也就是，

B. 在车载终端内设置休眠定时器16；

从而在步骤D中，当所述唤醒电路13启动车载终端10内各模块进入工作状态时，所述休眠定时器16启动计时；

无论所述方法实施到哪个步骤，当所述休眠定时器16计时至设定时刻，该休眠定时器16发出指令强迫车载终端内各模块进入休眠状态。

如图3所示，可以清楚看出，休眠定时器16和中央处理器CPU 11控制进入休眠两个流程同时启动，如果中央处理器CPU 11不能及时令车载终端10进入休眠状态，所述休眠定时器16也会在启动交易流程后2秒种强迫车载终端进入休眠状态。

从图3也可以体现本发明的有益效果，所述休眠定时器16的流程就相当于现有技术硬件定时器的功能，本发明所述方法就是中央处理器CPU 11控制进入休眠的流程，相比而言，虚线指示时段就是本发明较现有技术节省电能消耗的时段，如前所述，通常从启动交易流程至交易流程结束只需要200毫秒，那么相对于现有技术2秒定时的硬件定时器，本发明就节省出1800毫秒的唤醒时间的能耗，可见本发明的节能效果相当显著。

Claims

1.一种令专用短程通信Dedicated Short-Range Communication系统车载终端实现智能休眠的方法，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端（10），以及设置在道路两侧的路侧单元Road Side Unit（20）；当车辆驶入路侧单元RSU（20）的通信范围内，所述车载终端（10）与该路侧单元RSU（20）建立无线通信，交换数据；所述车载终端（10）包括中央处理器CPU（11）和微型电池（15），以及电连接该中央处理器CPU（11）的车地无线通信模块（12）；所述车地无线通信模块（12）用于实现与路侧单元RSU（20）的无线通信，所述微型电池（15）用于为车载终端（10）内所有模块提供电源；其特征在于所述方法包括如下步骤：

A. 在车载终端（10）内设置能够控制该车载终端（10）内各模块进入休眠状态的休眠电路（14），以及能够令所述车载终端（10）内各模块进入工作状态的唤醒电路（13）；为所述中央处理器CPU（11）设置专用输入输出I/O端口用于控制所述休眠电路（14）；

C. 当车辆驶入路侧单元RSU（20）的通信范围内，所述路侧单元RSU（20）向车载终端（10）发出唤醒信息；

D. 所述唤醒电路（13）启动车载终端（10）内各模块进入工作状态；

E. 所述中央处理器CPU（11）检测是否收到执行业务功能的初始信息，收到所述初始信息，执行步骤F；没有收到所述初始信息，执行步骤G；

F. 进行正常的业务数据处理；

G. 所述中央处理器CPU（11）控制启动所述休眠电路（14），令车载终端（10）内各模块进入休眠状态；

H. 返回步骤C。

2.根据权利要求1所述的令专用短程通信DSRC系统车载终端实现智能休眠的方法，其特征在于：

在步骤A与步骤C之间还包括如下步骤，

B. 在车载终端内设置休眠定时器（16）；

从而在步骤D中，当所述唤醒电路（13）启动车载终端（10）内各模块进入工作状态时，所述休眠定时器（16）启动计时；

无论所述方法实施到哪个步骤，当所述休眠定时器（16）计时至设定时刻，该休眠定时器（16）发出指令强迫车载终端内各模块进入休眠状态。

3.根据权利要求1所述的令专用短程通信DSRC系统车载终端实现智能休眠的方法，其特征在于：

所述专用短程通信DSRC系统是电子不停车收费Electric Toll Collection系统。

4.一种能实现智能休眠的专用短程通信DSRC系统车载终端，所述专用短程通信DSRC系统包括设置在车辆内的车载终端（10），以及设置在道路两侧的路侧单元Road Side Unit（20）；当车辆行驶入路侧单元RSU（20）的通信范围内，所述车载终端（10）与该路侧单元RSU（20）建立无线通信，交换数据；所述车载终端（10）包括中央处理器CPU（11）和微型电池（15），以及电连接该中央处理器CPU（11）的车地无线通信模块（12）；所述车地无线通信模块（12）用于实现与路侧单元RSU（20）的无线通信，所述微型电池（15）用于为车载终端（10）内所有模块提供电源；其特征在于：

所述车载终端（10）还包括电连接该车载终端（10）内所有模块各自的唤醒端口的唤醒电路（13），以及电连接所述车载终端（10）内所有模块各自休眠端口的休眠电路（14）；所述休眠电路（14）还电连接所述中央处理器CPU（11）的专用输入输出I/O端口。

5.根据权利要求4所述的能实现智能休眠的专用短程通信DSRC系统车载终端，其特征在于：

还包括电连接所述车载终端（10）内所有模块各自休眠端口的休眠定时器（16）。