CN105957162B - 一种etc的车载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种ETC的车载装置，涉及通信技术领域，包括：定位模块，用于获取车辆的实时位置信息，并发送至中央处理模块；LTE‑V通信模块，用于将从周围环境中接收到的基于LTE‑V协议的信息传输至中央处理模块，以及将从中央处理模块处接收的信息基于LTE‑V协议进行发送；中央处理模块以广播的方式向周围环境发送基于LTE‑V协议的车辆信息；通过LTE‑V通信模块完成与收费入口及收费出口的信息交互，以实现当车辆在通过由收费入口以及收费出口构成的收费站时，完成车辆付费。多辆配备该装置的车辆可以同时与收费入口进行通信，收费站的单一道路方向只需部署一套ETC，降低了成本，提高了车辆通过收费站的效率。

Description

一种ETC的车载装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种ETC的车载装置。
背景技术
ETC(Electronic Toll Collection，电子收费)是目前世界上普遍使用的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。
但是，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：收费入口每次只能与一台车进行通信，在出入口上每条车道都必须部署一套收费系统；收费入口的无线信号覆盖范围较大时，且两车相距较近时通过收费站，会出现对后车进行计费但是放行前车的问题；收费入口无线信号覆盖范围较小时，会对车辆通过收费站点的速度有约束，要求车辆只能以很低的车速通过站点，否则将无法完成通信。
发明内容
本发明实施例提供一种ETC的车载装置，实现多辆配备ETC的车载装置的汽车同时与收费站ETC进行通信，单一道路方向收费站只部署一套ETC，降低成本，提高车辆通过收费口的效率。
本发明实施例提供了一种ETC的车载装置，包括：定位模块、LTE-V通信模块以及中央处理模块，其中：
所述定位模块，用于获取车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息发送至所述中央处理模块；
所述LTE-V通信模块，用于将从周围环境中接收到的基于LTE-V协议的信息传输至所述中央处理模块，以及将从所述中央处理模块处接收的信息基于LTE-V协议进行发送；
所述中央处理模块，用于在车辆行驶过程中，通过所述LTE-V通信模块以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息；通过所述LTE-V通信模块完成与收费入口以及收费出口的信息交互，以实现当车辆在通过由所述收费入口以及所述收费出口构成的收费站时，完成车辆付费。
进一步的，ETC的车载装置还包括：数据存储模块，用于存储车辆的标识信息。
进一步的，ETC的车载装置还包括：电源模块，用于为所述数据存储模块、所述定位模块、所述LTE-V通信模块以及所述中央处理模块供电。
进一步的，所述中央处理模块具体包括：车辆信息发送单元，用于在车辆行驶过程中，通过所述LTE-V通信模块以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息；
站点标识存储单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收到的收费入口的站点标识信息，将所述站点标识信息进行本地存储于所述数据存储模块中；
站点标识发送单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收到的收费出口发送的入口站点查询请求，将本地存储的收费入口的站点标识信息通过所述LTE-V通信模块发送至所述收费出口；
付费处理单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收的所述收费出口发送的付费信息，以及预先设置的付费处理策略，完成付费；
站点标识删除单元，用于根据付费完成所生成的支付成功消息，将本地存储的所述收费入口的站点标识信息进行删除。
进一步的，所述付费处理单元具体用于：
如果预先设置为自主付费模式，则通过所述LTE-V通信模块中的LTE链路完成针对所述付费信息的付费操作，并将生成的所述支付成功消息通过所述LTE-V通信模块返回至所述收费出口；
如果预先设置为代付费模式，则将所述站点支付请求通过所述LTE-V通信模块发送至所述收费出口，并通过所述LTE-V通信模块接收所述收费出口以单播的方式返回的所述支付成功消息。
进一步的，所述车辆的标识信息包括：车辆的车辆识别码号、和/或车辆的车牌号。
进一步的，所述车辆信息发送单元具体用于：
通过所述LTE-V通信模块周期性的发送所述车辆信息。
进一步的，所述定位模块包括以下模块的一个或多个：全球定位系统GPS组件、北斗导航组件以及陀螺仪。
进一步的，在所述车辆启动时，所述电源模块开始为所述车载装置中的各个模块供电；
在所述车辆熄火时，所述电源模块停止为所述车载装置中的各个模块供电。
进一步的，所述LTE-V通信模块具体包括至少一条LTE-V波段的辐射天线以及至少一条LTE波段的辐射天线。
本发明车辆和收费站ETC之间基于LTE-V协议进行通信，进而完成付费，解决现有技术中收费站ETC每次只能与一台车进行通信，在收费站每条车道都必须部署一套收费系统；收费站ETC的无线信号覆盖范围较大时，且两车相距较近时通过收费站，会出现对后车进行计费但是放行前车的问题；收费站ETC无线信号覆盖范围较小时，要求车辆只能以很低的车速通过站点，否则将无法完成通信的问题，实现收费站ETC同时与多辆汽车进行通信，单一行驶方向上收费站只部署一套ETC，降低成本，提高车辆通过收费口的效率的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种ETC的车载装置的结构示意图；
图2是本发明实施例二中的一种ETC的车载装置的结构示意图；
图3是本发明实施例二中的一种ETC的车载装置与收费入口及出口信息交互的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种ETC的车载装置的结构示意图，本实施例可适用于车辆从收费站通行并通过ETC付费的情况，该装置配置在车辆上，ETC的车载装置10包括：定位模块110、LTE-V通信模块120以及中央处理模块130，其中：
定位模块110，用于获取车辆的实时位置信息，并将实时位置信息发送至中央处理模块130。优选的，车辆的实时位置信息包括车辆位置的经纬度和时刻。
LTE-V通信模块120，用于将从周围环境中接收到的基于LTE-V协议的信息传输至中央处理模块130，以及将从中央处理模块130处接收的信息基于LTE-V协议进行发送。
LTE-V(Long Time Evolution-Vehicle，长期演进车辆)技术能够实现车车间通信和车路间通信，车辆配置LTE-V通信模块120，基于LTE-V协议可以实现与配置收费入口LTE-V通信模块的收费入口以及配置收费出口LTE-V通信模块的收费出口之间的通信。
中央处理模块130，用于在车辆行驶过程中，通过LTE-V通信模块120以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息；通过LTE-V通信模块120完成与收费入口以及收费出口的信息交互，以实现当车辆在通过由收费入口以及收费出口构成的收费站时，完成车辆付费。
其中，车辆信息包括车辆的实时位置信息以及车辆的标识信息，车辆的标识信息是用于唯一标识车辆的信息。中央处理模块130与收费入口以及收费出口的信息交互包括：从收费入口获取站点标识信息，将站点标识信息发送至收费出口，与收费出口确定付费信息，并完成付费。
本实施例的技术方案，ETC的车载装置基于LTE-V协议和收费入口以及收费出口通信，多个配置ETC的车载装置的车辆可与收费站ETC同时通信，通过ETC系统完成付费，解决收费站ETC每次只能与一台车进行通信，在收费站每条车道都必须部署一套收费系统；收费站ETC的无线信号覆盖范围较大时，且两车相距较近时通过收费站，会出现对后车进行计费但是放行前车的问题；收费站ETC无线信号覆盖范围较小时，要求车辆只能以很低的车速通过站点，否则将无法完成通信的问题，实现收费站ETC同时与多辆汽车进行通信，单一行驶方向上收费站只部署一套ETC，降低成本，提高车辆通过收费口的效率的效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种ETC的车载装置的结构示意图，本实施的技术方案是在上述实施例的基础上进一步细化，ETC的车载装置10还包括：
数据存储模块140，用于存储车辆的标识信息。数据存储模块140与中央处理模块130连接。优选的，车辆的标识信息包括：车辆的车辆识别码号(Vehicle IdentificationNumber，VIN)和/或车辆的车牌号。
进一步的，ETC的车载装置10还包括：电源模块150，用于为定位模块110、LTE-V通信模块120、中央处理模块130以及数据存储模块140供电。
进一步的，中央处理模块130具体包括：
车辆信息发送单元131，用于在车辆行驶过程中，通过LTE-V通信模块120以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息。其中，车辆信息包括车辆的实时位置信息和车辆的标识信息。实时位置信息包括车辆的地理位置(车辆位置的经纬度)和当前时刻，收费入口配置的ETC收费入口装置将获取周围车辆基于LTE-V协议发送的车辆信息。
站点标识存储单元132，用于根据通过LTE-V通信模块120接收到的收费入口的站点标识信息，将站点标识信息进行本地存储于数据存储模块140中。
其中，收费入口的站点标识信息可以包括站点名称、站点编号和地理位置信息等用于唯一标识收费入口的标识信息。收费入口配置的ETC收费入口装置根据车辆的实时位置信息，识别周围车辆中驶向收费入口的目标车辆，并将自身的站点标识信息以单播的方式发送至目标车辆，单播的方式是点对点的通信。
站点标识发送单元133，用于根据通过LTE-V通信模块120接收到的收费出口发送的入口站点查询请求，将本地存储的收费入口的站点标识信息通过LTE-V通信模块120发送至收费出口。
其中，车辆在通过收费入口驶入收费出口时，收费出口配置的ETC收费出口装置获取周围车辆基于LTE-V协议发送的车辆信息；ETC收费出口装置根据车辆的实时位置信息，识别周围车辆中驶向收费出口的目标车辆；ETC收费出口装置将目标车辆的标识信息发送至ETC后台服务器，当ETC收费出口装置未接收到ETC后台服务器返回的与目标车辆对应的收费入口的站点标识信息，以单播的方式向目标车辆发送入口站点查询请求。
付费处理单元134，用于根据通过LTE-V通信模块120接收的收费出口发送的付费信息，以及预先设置的付费处理策略，完成付费。
其中，ETC收费出口装置接收目标车辆返回的收费入口的站点标识信息；ETC收费出口装置根据收费入口的站点标识信息以及自身的站点标识信息构造付费信息查询请求并发送至ETC后台服务器；ETC收费出口装置接收ETC后台服务器返回的与付费信息查询请求对应的付费信息并发送至目标车辆；付费处理单元134在通过LTE-V通信模块140接收到收费出口发送的付费信息后，根据预先设置的付费处理策略，采用对应的付费方式确定付费信息的返回结果，收费出口配置的ETC收费出口装置将会根据返回结果采用对应的处理策略，并在收费完成后对驶入收费出口的目标车辆放行。车辆的付费方式包括：通过预先在ETC后台服务器中绑定的银行卡付费和通过ETC车载装置中设置的具有结算能力的软件(例如支付宝、微信支付和网上银行等)付费。
站点标识删除单元135，用于根据付费完成所生成的支付成功消息，将本地存储的收费入口的站点标识信息进行删除。
其中，ETC后台服务器在车辆完成付费后，向收费出口返回支付成功消息，收费出口配置的ETC收费出口装置将支付成功消息发送至车辆上配置的ETC的车载装置，站点标识删除单元135根据支付成功消息，将本地存储于数据存储模块140的收费入口的站点标识信息进行删除，以便在下一次进入收费入口时记录收费入口的站点标识信息。
进一步的，定位模块110包括：
全球定位系统GPS组件111、北斗导航组件112以及陀螺仪113中的至少一个。其中，全球定位系统GPS组件、北斗导航组件以及陀螺仪用于确定车辆的实时位置。
进一步的，付费处理单元134具体用于：
如果预先设置为自主付费模式，则通过LTE-V通信模块120中的LTE链路完成针对付费信息的付费操作，并将生成的支付成功消息通过LTE-V通信模块120返回至收费出口；
如果预先设置为代付费模式，则将站点支付请求通过LTE-V通信模块120发送至收费出口，并通过LTE-V通信模块120接收收费出口以单播的方式返回的支付成功消息。
其中，自主付费模式优选为通过预先在ETC后台服务器中绑定的银行卡付费，付费处理单元134通过LTE-V通信模块120中的LTE链路与ETC后台服务器进行通信，ETC后台服务器根据收费出口发送的支付信息，在ETC后台服务器中预先绑定的银行卡中自动扣费，付费处理单元134将生成的支付成功消息通过LTE-V通信模块120返回至收费出口。
代付费模式优选为通过ETC的车载装置中设置的具有结算能力的软件(例如支付宝、微信支付和网上银行等)付费，付费处理单元134包括结算软件子单元，用于预先安装具有结算能力的软件。在此种付费模式下，付费处理单元134将站点支付请求通过LTE-V通信模块120发送至收费出口，付费处理单元134根据在驶入收费出口时通过LTE-V通信模块120接收到收费出口发送的付费信息，并借助LTE通道，通过结算软件子单元中预装的具有结算能力的软件完成付费操作，ETC后台服务器将付费成功的凭证(支付成功消息)返回收费出口，收费出口配置的ETC收费出口装置将支付成功消息以单播的方式返回给车辆，即付费处理单元134通过LTE-V通信模块120接收支付成功消息。
进一步的，车辆信息发送单元131具体用于：
通过LTE-V通信模块120周期性的发送车辆信息。
其中，车辆在行驶过程中，车辆信息发送单元131通过LTE-V通信模块120周期性的发送车辆信息，当车辆的无线信号范围和收费入口配置的ETC收费入口装置的无线信号范围重合时，ETC收费入口装置将可以获取到车辆的车辆信息；当车辆的无线信号范围和收费出口配置的ETC收费出口装置的无线信号范围重合时，ETC收费出口装置将可以获取到车辆的车辆信息。
进一步的，在车辆启动时，电源模块150开始为车载装置中的各个模块供电；在车辆熄火时，电源模块150停止为车载装置中的各个模块供电。这样设置可以避免车辆在熄火状态下，ETC的车载装置消耗车辆的电瓶电量。
进一步的，LTE-V通信模块120具体包括至少一条LTE-V波段的辐射天线121以及至少一条LTE波段的辐射天线122。其中，LTE-V波段的辐射天线121和LTE波段的辐射天线122分别用于各自波段的信号收发。
在图3示出了一种ETC的车载装置与收费入口及出口信息交互的流程图。如图3所示，ETC的车载装置与收费入口及出口的信息交互主要包括下述步骤：
S1：车辆在启动后ETC的车载装置的电源模块给ETC的车载装置内的其他模块进行供电，ETC的车载装置启动；
S2：在车辆的正常运行过程中，ETC的车载装置的中央处理模块周期性的从定位模块以及数据存储模块获取车辆的实时位置信息以及标识信息，并通过LTE-V通信模块通过组播的方式向外广播车辆信息；
S3：当ETC的车载装置的LTE-V通信模块的信号覆盖范围与收费入口及出口的LTE-V通信模块信号覆盖范围发生重叠时，收费入口及出口会接收到车辆的广播信息；
S4：当ETC的车载装置通过LTE-V通信模块接收到来自收费入口的入口信息时，说明车辆即将进入收费入口，那么中央处理模块会将站点入口信息存储至数据存储模块中，以备在车辆在收费出口处出站使用；
S5：当ETC的车载装置通过LTE-V通信模块接收到来自收费出口的入口信息查询时，说明车辆即将驶出收费出口，中央处理模块从数据存储模块中读取出入口站点信息并通过LTE-V通信模块发送给收费出口；
S6：当ETC的车载装置通过LTE-V通信模块接收到来自收费出口的支付方式查询时，说明即将进行费用支付，如果ETC的车载装置设置为代付费模式，那么通过LTE链路支付费用，并通过LTE-V链路将支付成功消息发送给收费出口，如果ETC的车载装置设置为自主付费模式，通过LTE-V通信模块与收费出口通信，由收费出口进行扣费；
S7：当ETC的车载装置通过LTE-V通信模块接收到来自收费出口的支付成功消息时，说明车辆已经完成缴费，可以正常的驶出收费出口了，中央处理模块从数据存储模块中删除入口站点信息；
S8：当车辆停止熄火后，电源模块停止为ETC的车载装置其他模块供电，ETC的车载装置关闭。
通过本发明实施例提供的车载装置，可以解决现有的通过电子标签实现的点对点的通信所存在的各种问题，实现高速场景下，在信号覆盖范围内与收费入口和收费出口之间高度、有效的信息交互。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例中的全部模块或单元的功能是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种电子收费ETC的车载装置，其特征在于，包括：定位模块、LTE-V通信模块以及中央处理模块，其中：
所述定位模块，用于获取车辆的实时位置信息，并将所述实时位置信息发送至所述中央处理模块；
所述LTE-V通信模块，用于将从周围环境中接收到的基于LTE-V协议的信息传输至所述中央处理模块，以及将从所述中央处理模块处接收的信息基于LTE-V协议进行发送；
所述中央处理模块，用于在车辆行驶过程中，通过所述LTE-V通信模块以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息；通过所述LTE-V通信模块完成与收费入口以及收费出口的信息交互，以实现当车辆在通过由所述收费入口以及所述收费出口构成的收费站时，完成车辆付费；
数据存储模块，用于存储车辆的标识信息；
所述中央处理模块具体包括：
车辆信息发送单元，用于在车辆行驶过程中，通过所述LTE-V通信模块以广播的方式向周围环境发送基于LTE-V协议的车辆信息，其中，所述车辆信息包括车辆的实时位置信息以及车辆的标识信息；
站点标识存储单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收到的收费入口的站点标识信息，将所述站点标识信息进行本地存储于所述数据存储模块中；
站点标识发送单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收到的收费出口发送的入口站点查询请求，将本地存储的收费入口的站点标识信息通过所述LTE-V通信模块发送至所述收费出口，其中，所述入口站点查询请求为当ETC收费出口装置未接收到ETC后台服务器返回的与目标车辆对应的收费入口的站点标识信息时，以单播的方式向目标车辆发送的；
付费处理单元，用于根据通过所述LTE-V通信模块接收的所述收费出口发送的付费信息，以及预先设置的付费处理策略，完成付费；
站点标识删除单元，用于根据付费完成所生成的支付成功消息，将本地存储的所述收费入口的站点标识信息进行删除。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车载装置还包括：电源模块，用于为所述数据存储模块、所述定位模块、所述LTE-V通信模块以及所述中央处理模块供电。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述付费处理单元具体用于：
如果预先设置为自主付费模式，则通过所述LTE-V通信模块中的LTE链路完成针对所述付费信息的付费操作，并将生成的所述支付成功消息通过所述LTE-V通信模块返回至所述收费出口；
如果预先设置为代付费模式，则将所述站点支付请求通过所述LTE-V通信模块发送至所述收费出口，并通过所述LTE-V通信模块接收所述收费出口以单播的方式返回的所述支付成功消息。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆的标识信息包括：车辆的车辆识别码号、和/或车辆的车牌号。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆信息发送单元具体用于：
通过所述LTE-V通信模块周期性的发送所述车辆信息。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位模块包括以下模块的一个或多个：全球定位系统GPS组件、北斗导航组件以及陀螺仪。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：
在所述车辆启动时，所述电源模块开始为所述车载装置中的各个模块供电；
在所述车辆熄火时，所述电源模块停止为所述车载装置中的各个模块供电。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LTE-V通信模块具体包括至少一条LTE-V波段的辐射天线以及至少一条LTE波段的辐射天线。
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