CN107944533A - 高速公路通行卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速公路通行卡，该高速公路通行卡包括控制电路以及第一无线通信模块，所述第一无线通信模块包括唤醒单元和收发单元，所述唤醒单元包括PCB天线、检波整流电路和唤醒芯片；所述PCB天线用于接收路径识别基站发送的5.8GHz无线唤醒信号；所述检波整流电路用于对所述PCB天线接收的信号进行检波处理和整流处理，以生成所述5.8GHz无线唤醒信号的中频信号，并将所述中频信号输出至所述唤醒芯片；所述唤醒芯片用于对接收的中频信号进行能量积分处理，以及当能量积分达到预设值时向所述控制电路发送唤醒指令。本发明可以提高高速公路通行卡被路径识别基站唤醒的成功率。

Description

高速公路通行卡
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种高速公路通行卡。
背景技术
近年来，随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路网不断延伸和收费区域的不断扩大，车辆在出口和入口之间可能存在多种行车路径，涉及到不同的费用计算与通行费拆分，为实现精确计费，高速公路行驶路径识别成为目前高速公路建设与运营的一个重要研究问题。
为了实现高速公路行驶路径识别，现有技术提出了双频复合收费卡方案，例如目前的高速公路5.8GHz复合通行卡，其包括控制电路、能够进行13.56MHz频段无线通信的13.56MHz无线通信模块以及能够进行5.8GHz频段无线通信的5.8GHz无线通信模块，其中，13.56MHz无线通信模块用于在高速公路出入口进行无线通信，以记录车辆进入高速公路的入口和驶离高速公路的出口，5.8GHz无线通信模块用于在高速公路路段上与路段上的路径识别基站通信，以记录车辆行驶经过的路径识别基站，进而判断车辆在高速公路出、入口之间行驶的路径，进行路费拆分、核算、计费等；
为降低高速公路复合通行卡(CPC卡)的功耗，高速公路复合通行卡中与路径识别基站通信的无线通信模块通常包括唤醒单元和收发单元，当唤醒单元接收到路径识别基站发出的唤醒信号后，控制电路控制收发单元从休眠模式转为工作模式，实现对路径识别基站发出的路径标识信息的接收，然而，在目前的高速公路复合通行卡中，与路径识别基站通信的无线通信模块中的唤醒模块的唤醒灵敏度仅为-45dBm左右，由于高速公路复合通行卡可能位于车内任意位置，容易受车内环境影响，很容易造成无法唤醒从而标识不成功的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速公路通行卡，可以提高高速公路通行卡被路径识别基站唤醒的成功率。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种高速公路通行卡，包括控制电路以及用于与路径识别基站通信的第一无线通信模块，所述第一无线通信模块包括唤醒单元和收发单元，其中，所述唤醒单元包括PCB天线、检波整流电路和唤醒芯片；
所述PCB天线用于接收路径识别基站发送的5.8GHz无线唤醒信号；
所述检波整流电路用于对所述PCB天线接收的信号进行检波处理和整流处理，以生成所述5.8GHz无线唤醒信号的中频信号，并将所述中频信号输出至所述唤醒芯片；
所述唤醒芯片用于对接收的中频信号进行能量积分处理，以及当能量积分达到预设值时向所述控制电路发送唤醒指令。
进一步地，所述唤醒单元还包括位于所述PCB天线与检波整流电路之间的第一匹配电路，所述第一匹配电路用于在所述PCB天线的输出端与所述检波整流电路的输入端之间形成阻抗匹配。
进一步地，所述第一匹配电路以及所述检波整流电路焊接在所述PCB天线上。
进一步地，所述检波整流电路输出的中频信号的频率为14KHz。
进一步地，所述唤醒单元还包括位于所述检波整流电路和所述唤醒芯片之间的匹配滤波电路，所述匹配滤波电路用于在所述检波整流电路的输出端与所述唤醒芯片的输入端之间形成阻抗匹配，并将所述检波整流电路输出的信号滤波处理后输出至所述唤醒芯片。
进一步地，所述收发单元包括收发天线、5.8GHz射频芯片以及位于所述收发天线与所述5.8GHz射频芯片之间的第二匹配电路。
进一步地，所述高速公路通行卡还包括用于与高速公路出入口读写器通信的第二无线通信模块。
进一步地，所述第二无线通信模块为13.56MHz无线通信模块。
进一步地，所述控制电路为MCU。
进一步地，所述高速公路通行卡还包括用于供电的电池。
本发明提供的高速公路通行卡，通过在PCB天线上集成检波整流电路，能够有效增大检波效率，使检波出来中频信号的电压最大，从而可以有效提升高速公路通行卡的唤醒灵敏度，提高高速公路通行卡被路径识别基站唤醒的成功率，进而可以提高高速公路通行卡的标识成功率。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种高速公路通行卡的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施方式提供了一种高速公路通行卡，包括控制电路以及用于与路径识别基站通信的第一无线通信模块，所述第一无线通信模块包括唤醒单元和收发单元，其中，所述唤醒单元包括PCB天线、检波整流电路和唤醒芯片；
所述PCB天线用于接收路径识别基站发送的5.8GHz无线唤醒信号；
所述检波整流电路用于对所述PCB天线接收的信号进行检波处理和整流处理，以生成所述5.8GHz无线唤醒信号的中频信号，并将所述中频信号输出至所述唤醒芯片；
所述唤醒芯片用于对接收的中频信号进行能量积分处理，以及当能量积分达到预设值时向所述控制电路发送唤醒指令。
本发明实施方式提供的高速公路通行卡，通过在PCB天线上集成检波整流电路，能够有效增大检波效率，使检波出来中频信号的电压最大，从而可以有效提升高速公路通行卡的唤醒灵敏度，提高高速公路通行卡被路径识别基站唤醒的成功率，进而可以提高高速公路通行卡的标识成功率。
此外，所述唤醒单元还可以包括位于所述PCB天线与检波整流电路之间的第一匹配电路，所述第一匹配电路用于在所述PCB天线的输出端与所述检波整流电路的输入端之间形成阻抗匹配，使检波整流电路接收到的信号能量最大化，其中，所述第一匹配电路以及所述检波整流电路可以焊接在所述PCB天线上。
例如，在本发明实施方式中，所述检波整流电路输出的中频信号的频率可以为14KHz。
优选地，在本发明实施方式中，所述唤醒单元还包括位于所述检波整流电路和所述唤醒芯片之间的匹配滤波电路，所述匹配滤波电路用于在所述检波整流电路的输出端与所述唤醒芯片的输入端之间形成阻抗匹配，并将所述检波整流电路输出的信号滤波处理后输出至所述唤醒芯片。
其中，在本发明实施方式中，所述收发单元包括收发天线、5.8GHz射频芯片以及位于所述收发天线与所述5.8GHz射频芯片之间的第二匹配电路。
其中，在本发明实施方式中，所述高速公路通行卡还包括用于供电的电池。
相比现有技术采用的射频芯片直接接收5.8GHz信号，内部完成检波，并由射频芯片唤醒的方式，本发明通过采用芯片外部检波模式，通过焊接在PCB天线上的检波整流电路将接收的高频唤醒信号检波，输出中频唤醒信号，再传送至唤醒芯片(可以采用低频唤醒芯片)，从而可以提高唤醒高速公路通行卡的成功率。
参见图1，图1是本发明实施方式提供的一种高速公路通行卡的示意图，该高速公路通行卡为高速公路复合通行卡(CPC卡)，其包括控制电路100、第一无线通信模块200以及第二无线通信模块300；
其中，控制电路100可以为MCU；
第一无线通信模块200与控制电路100相连，所述第一无线通信模块用于与路径识别基站通信，以获取所述路径识别基站发送的路径标识信息；
第二无线通信模块300用于与高速公路出入口读写器通信，例如，该第二无线通信模块300为13.56MHz无线通信模块，其包括13.56MHz读写电路以及与13.56MHz读写电路相连的13.56MHz天线，通过该第二无线通信模块300实现与高速公路出入口读写器通信，以获取高速公路入口/出口信息；
其中，第一无线通信模块200包括唤醒单元和收发单元，所述唤醒单元包括PCB天线(即唤醒天线)211、第一匹配电路212、检波整流电路213、匹配滤波电路214和唤醒芯片215；
其中，PCB天线211用于接收路径识别基站发送的5.8GHz无线唤醒信号；
第一匹配电路212以及检波整流电路213焊接在PCB天线211上，第一匹配电路212连接检波整流电路213的输入端、PCB天线211的输出端，第一匹配电路212用于在PCB天线211的输出端与检波整流电路213的输入端之间形成阻抗匹配，并将PCB天线211接收的5.8GHz无线唤醒信号传输至检波整流电路213，例如，该第一匹配电路212可以为LC匹配电路；
检波整流电路213用于对第一匹配电路212输出的信号降频处理后进行整流处理，以生成14KHz的中频信号，并将该中频信号通过匹配滤波电路214输出至唤醒芯片215；
匹配滤波电路214连接检波整流电路213的输出端、唤醒芯片215的输入端，其用于在检波整流电路213的输出端与唤醒芯片215的输入端之间形成阻抗匹配，使唤醒芯片215接收到的信号能量最大化，并对检波整流电路输出的信号滤波处理，以去除其他杂波；
唤醒芯片215连接控制电路215以及匹配滤波电路214的输出端，所述唤醒芯片215用于对接收的14KHz中频信号进行能量积分处理，以及当能量积分达到预设值时向控制电路100发送唤醒指令，当控制电路100接收到该唤醒指令后控制收发单元从休眠模式转为工作模式，实现对路径识别基站发出的路径标识信息的接收，其中，唤醒芯片215可以采用低频唤醒芯片，；
其中，收发单元包括收发天线221、5.8GHz射频芯片223以及位于所述收发天线221与所述5.8GHz射频芯片223之间的第二匹配电路222，第二匹配电路222用于在收发天线221的输出端与5.8GHz射频芯片223的输入端之间形成阻抗匹配。
本发明实施方式中，通过检波整流电路将PCB天线接收的5.8GHz无线唤醒信号整流为14KHz的中频信号，由于是直接在复合通行卡PCB天线上进行检波，检波出来中频信号的电压最大，中频信号经过匹配滤波电路滤除其他杂波后，到达唤醒芯片，唤醒芯片通过对14KHz中频信号进行能量积分，当积分能量达到预设值时，向控制电路发送唤醒指令。
本发明实施方式通过改变传统的射频内部进行检波唤醒的方式，将检波整流电路设计到芯片外面，先进行检波后再将中频信号传送给唤醒芯片，可以大大提高CPC卡的唤醒灵敏度，能够将唤醒灵敏度由-45dBm左右提高到-60dBm以下，保证了CPC卡在车内随意放置时均具有较高的唤醒成功率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高速公路通行卡，包括控制电路以及用于与路径识别基站通信的第一无线通信模块，所述第一无线通信模块包括唤醒单元和收发单元，其特征在于，所述唤醒单元包括PCB天线、检波整流电路和唤醒芯片；
所述PCB天线用于接收路径识别基站发送的5.8GHz无线唤醒信号；
所述检波整流电路用于对所述PCB天线接收的信号进行检波处理和整流处理，以生成所述5.8GHz无线唤醒信号的中频信号，并将所述中频信号输出至所述唤醒芯片；
所述唤醒芯片用于对接收的中频信号进行能量积分处理，以及当能量积分达到预设值时向所述控制电路发送唤醒指令。
2.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述唤醒单元还包括位于所述PCB天线与检波整流电路之间的第一匹配电路，所述第一匹配电路用于在所述PCB天线的输出端与所述检波整流电路的输入端之间形成阻抗匹配。
3.根据权利要求2所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述第一匹配电路以及所述检波整流电路焊接在所述PCB天线上。
4.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述检波整流电路输出的中频信号的频率为14KHz。
5.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述唤醒单元还包括位于所述检波整流电路和所述唤醒芯片之间的匹配滤波电路，所述匹配滤波电路用于在所述检波整流电路的输出端与所述唤醒芯片的输入端之间形成阻抗匹配，并将所述检波整流电路输出的信号滤波处理后输出至所述唤醒芯片。
6.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述收发单元包括收发天线、5.8GHz射频芯片以及位于所述收发天线与所述5.8GHz射频芯片之间的第二匹配电路。
7.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述高速公路通行卡还包括用于与高速公路出入口读写器通信的第二无线通信模块。
8.根据权利要求7所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述第二无线通信模块为13.56MHz无线通信模块。
9.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述控制电路为MCU。
10.根据权利要求1所述的高速公路通行卡，其特征在于，所述高速公路通行卡还包括用于供电的电池。
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