CN109950967A - 一种cpc卡主副电源供电管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CPC卡主副电源供电管理方法及系统，所述方法包括：识别CPC卡是否进入非接电磁场中；当进入到非接电磁场中时，通过所述非接场强触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块；所述方法及系统通过在MTC出入口使用场景下增加以非接场强作为电源进行供电，实现CPC卡内的主副两套供电系统分别在不同的工作场景下分别进行供电，充分利用了非接场强的能量，减少了在MTC出入口使用场景下CPC卡电池供电模块的功耗，在应用角度最大限度的降低了CPC卡的功耗。

Description

一种CPC卡主副电源供电管理方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种CPC卡主副电源供电管理方法及系统。

背景技术

高速公路复合通行卡也叫CPC卡，其路网应用是取消高速公路省界收费站试点工程的基础性、核心工作之一。CPC卡不但能够识别车辆进、出收费站信息，还可以通过多义性路径识别系统，精确记录车辆的实际行驶路径，能够为跨省通行费计费、清算等提供重要依据；是未来高速公路MTC收费口出入的通行介质。

多义性路径识别系统是高速公路联网收费系统的一个子系统。车辆在高速公路MTC入口时领取复合通行卡，当车辆高速通过路侧标识站时，复合通行卡接收路径标识信息并存储在卡中，在MTC出口时通过读卡器读取出卡内的入口信息和路径信息，确定车辆行驶的路径和通行费金额。

因CPC卡是由一次性电池供电的，不可更换电池或充电，故其耗电量是使用寿命长短的主要原因。在CPC卡的使用过程中，在MTC出入口进行读写卡操作时以及在车辆行驶过程中与高速公路路测标识站进行通信是耗电的主要场景，如何降低电池功耗是延长CPC卡使用寿命的主要问题。

发明内容

为了解决背景技术存在的需降低CPC卡电池功耗以延长使用寿命的问题，本发明提供了一种CPC卡主副电源供电管理方法及系统；所述方法及系统通过在MTC出入口使用场景下增加以非接场强作为电源进行供电，实现CPC卡内的主副两套供电系统，充分利用了非接场强的能量，在应用角度最大限度的降低了CPC卡的功耗，所述一种CPC卡主副电源供电管理方法包括：

识别CPC卡是否进入非接电磁场中；

当进入到非接电磁场中时，通过所述非接场强触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块；

进一步的，当进入到非接电磁场中并通过所述非接场强触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

进一步的，在所述电能转换模块与电池供电模块间设置防充装置，以避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

进一步的，当从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

进一步的，当所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号。

进一步的，所述接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号，包括：

将所述非接场强根据电磁感应产生的电能进行整流，获得初始直流电压信号；

将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

进一步的，当未进入非接电磁场时，通过电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。

所述一种CPC卡主副电源供电管理系统包括：

非接电磁场识别模块，所述非接电磁场识别模块用于识别CPC卡是否进入非接电磁场中；当进入到非接电磁场中时，所述非接电磁场识别模块触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

电能转换模块，所述电能转换模块用于接收非接场强，并将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

所述电能转换模块通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块；

所述非接电磁场识别模块以及所述电能转换模块均集成在所述CPC卡的内部。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别进入到非接电磁场中并触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

进一步的，所述系统包括防充装置，所述防充装置设置于所述电能转换模块与CPC卡的电池供电模块间，避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

进一步的，所述电能转换模块包括稳压单元，当所述非接电磁场识别模块判断所述CPC卡从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号。

进一步的，所述电能转换模块包括电磁感应单元、整流单元、滤波单元以及稳压单元；

所述电磁感应单元用于将所述非接场强根据电磁感应转化为电能；

所述整流单元用于将所述电能进行整流，获得初始直流电压信号；

所述滤波单元用于将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

所述稳压单元用于将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别未进入非接电磁场时，所述电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种CPC卡主副电源供电管理方法及系统，所述方法及系统通过在MTC出入口使用场景下增加以非接场强作为电源进行供电，实现CPC卡内的主副两套供电系统分别在不同的工作场景下分别进行供电，充分利用了非接场强的能量，减少了在MTC出入口使用场景下CPC卡电池供电模块的功耗，在应用角度最大限度的降低了CPC卡的功耗；所述方法及系统通过对非接场强转换电压的稳压处理，使CPC卡主副电源实现无缝切换，不会带来供电间隙、系统复位等问题，延长CPC卡使用寿命。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种CPC卡主副电源供电管理方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式的一种CPC卡主副电源供电管理系统的结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种CPC卡主副电源供电管理方法的流程图；如图1所示，所述方法包括：

步骤110，识别CPC卡是否进入非接电磁场中；

所述CPC卡作为未来高速公路识别车辆进出收费站以及车辆实际行驶路径监控的重要依据和通信介质，其主要的使用场景包括在进入高速公路以及离开高速公路时对CPC卡进行读写操作，以及在车辆通过高速公路路测标识站时，CPC卡与所述路测标识站通过远程通信交互确定其路径；其中在对CPC卡进行读写操作时，是通过非接场强唤醒微处理器并进一步进行数据读写的，而非接场强除了可以唤醒微处理器外，其本身的场强也可以作为CPC卡的供电来源；本实施例中所述的CPC卡主副电源供电管理方法，其主电源仍指的是CPC卡中的电源供电模块，其负责除MTC出入口读写以外的使用场景下CPC卡的供电；其副电源即是通过应用非接场强实现的供电，应用在MTC出入口读写的场景下。

故先判断所述CPC卡是否处于非接电磁场中，以判断使用本方法中的主电源供电还是副电源供电；

步骤120，当进入到非接电磁场中时，通过所述非接场强触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

当所述CPC卡处于非接电磁场中时，即处于MTC出入口读写的场景下时，启动所述副电源供电的方法。

进一步的，为保证所述副电源顺利替换主电源进行供电，当进入到非接电磁场中并通过所述非接场强触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

步骤130，接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

进一步的，通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号具体包括：

将所述非接场强根据电磁感应产生的电能进行整流，获得初始直流电压信号；

将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

所述产生的电压信号即为可用于向CPC卡进行供电的电能；进一步的，在所述电能转换模块与电池供电模块间设置防充装置，以避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

步骤140，通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块。

进一步的，当从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

通过稳压单元中稳压电路的设计，使离开非接电磁场时电压下降有个缓慢的过程，使切换到电池供电模块时有充足的时间弥补电压的下降，使得主副电源供电切换的情景中不会出现供电间隙导致系统复位等工作异常；

为了进一步保证切换稳定，当所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号，以保证在CPC卡完全离开非接电磁场时，电池供电模块可以及时供电。

进一步的，当未进入非接电磁场时，即除MTC出入口读写场景以外的场景，是通过电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。

图2为为本发明具体实施方式的一种CPC卡主副电源供电管理系统的结构图，如图2所示，所述系统包括：

非接电磁场识别模块，所述非接电磁场识别模块用于识别CPC卡是否进入非接电磁场中；当进入到非接电磁场中时，所述非接电磁场识别模块触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

电能转换模块，所述电能转换模块用于接收非接场强，并将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

所述电能转换模块通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块；

所述非接电磁场识别模块以及所述电能转换模块均集成在所述CPC卡的内部。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别进入到非接电磁场中并触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

进一步的，所述系统包括防充装置，所述防充装置设置于所述电能转换模块与CPC卡的电池供电模块间，避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

进一步的，所述电能转换模块包括稳压单元，当所述非接电磁场识别模块判断所述CPC卡从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号。

进一步的，所述电能转换模块包括电磁感应单元、整流单元、滤波单元以及稳压单元；

所述电磁感应单元用于将所述非接场强根据电磁感应转化为电能；

所述整流单元用于将所述电能进行整流，获得初始直流电压信号；

所述滤波单元用于将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

所述稳压单元用于将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

进一步的，当所述非接电磁场识别模块识别未进入非接电磁场时，所述电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (14)

1.一种CPC卡主副电源供电管理方法，所述方法包括：

识别CPC卡是否进入非接电磁场中；

当进入到非接电磁场中时，通过所述非接场强触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

当进入到非接电磁场中并通过所述非接场强触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

在所述电能转换模块与电池供电模块间设置防充装置，以避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

当从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

当所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收非接场强，并通过预设的电能转换模块将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号，包括：

将所述非接场强根据电磁感应产生的电能进行整流，获得初始直流电压信号；

将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

当未进入非接电磁场时，通过电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。

8.一种CPC卡主副电源供电管理系统，所述系统包括：

非接电磁场识别模块，所述非接电磁场识别模块用于识别CPC卡是否进入非接电磁场中；当进入到非接电磁场中时，所述非接电磁场识别模块触发唤醒中断，唤醒CPC卡的微控制器；

电能转换模块，所述电能转换模块用于接收非接场强，并将所述非接场强转换为预设幅值的稳定的电压信号；

所述电能转换模块通过所述电压信号向CPC卡的功能实现部分进行供电，所述CPC卡的功能实现部分包括微控制器及其外围电路以及ESAM模块；

所述非接电磁场识别模块以及所述电能转换模块均集成在所述CPC卡的内部。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：当所述非接电磁场识别模块识别进入到非接电磁场中并触发唤醒中断时，所述被唤醒的微控制器向所述电池供电模块发送暂停供电信号，所述电池供电模块暂停对CPC卡的供电。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于：所述系统包括防充装置，所述防充装置设置于所述电能转换模块与CPC卡的电池供电模块间，避免所述电能转换模块对所述电池供电模块进行反向充电。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述电能转换模块包括稳压单元，当所述非接电磁场识别模块判断所述CPC卡从所述非接电磁场中离开时，根据预设的稳压单元对所述电压信号进行稳压处理；所述微控制器向所述电池供电模块发送恢复供电信号；所述对电压信号的稳压处理保证在所述电池供电模块恢复供电前，所述电压信号未下降到预设的供电电压临界值之下。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：当所述非接电磁场识别模块识别所述非接电磁场的非接场强由稳定值降低到预设的临界阈值时，所述微控制器即向所述电池供电模块发送恢复供电信号。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述电能转换模块包括电磁感应单元、整流单元、滤波单元以及稳压单元；

所述电磁感应单元用于将所述非接场强根据电磁感应转化为电能；

所述整流单元用于将所述电能进行整流，获得初始直流电压信号；

所述滤波单元用于将所述初始直流电压信号进行滤波处理，获得滤波后的电压信号；

所述稳压单元用于将所述滤波后的电压信号进行稳压处理，输出预设幅值的稳定的电压信号。

14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：当所述非接电磁场识别模块识别未进入非接电磁场时，所述电池供电模块向所述CPC卡的功能实现部分进行供电。