CN110807840A - 一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法 - Google Patents

一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法，本发明通过设置DSRC模块和RFID模块，分别用于有源方式实现高速公路收费场景以及无源方式实现通用业务收费场景，由于通用业务场景下采用无源方式，因此在标签总电量固定的情况下，通过提高低频模块的使用频率，可以增加电子标签被唤醒次数，延长电子标签使用寿命和增加使用场景。本发明无需对高速公路收费场景下的设备进行改造，保护了ETC行业5.8GHz技术的独占性，避免设备冲突和改造浪费，而在服务区、停车场、加油站或其他场景中，布置低频读写设备，不占用标签电量消耗，使得OBU为核心的ETC技术能够得到广泛推广。

Description

一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法
技术领域
本发明涉及ETC技术领域，特别是一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法。
背景技术
车载电子标签是实现高速公路不停车收费的车载设备。在目前交通部高速公路电子不停车规范中，路测设备、双片式车载电子标签和发行设备均采用5.8GHz及相关标准。根据交通部最新标准规范，车载电子标签将改为单片式，同时拆除省界站工作也将年底完成，大幅度布设5.8GHz自动收费龙门架，远期将实现开放式自由流收费。届时，对车载电子标签唤醒次数将大大提高，标签电池容量将面临极大考验，会成为ETC技术拓展其他行业应用的阻碍。
目前车载电子标签技术特征为：5.8GHz DSRC通信、有源(电池容量1200mAh左右)，5.8GHz技术具有抗干扰性高、速度快、一次性读取数据量大等优点，是交通部主推的高速公路电子收费方案。经估算，5.8GHz车载设备被唤醒一次耗费电量约35mA/s。但是采用该方案要求车载电子标签必须有源，尤其是开放式自由流场景下，车辆通行时车载设备被唤醒次数将是数十倍，在电源问题未解决的情况下会限制ETC使用场景进一步的推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法，旨在解决现有技术中车载设备电源电量有限的情况下会限制其他应用场景推广的问题，实现通用业务场景下不占用标签电量消耗，使得OBU为核心的ETC技术能够得到广泛推广。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，所述车载标签包括：
DSRC模块、RFID模块；
所述DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线；
所述RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线。
优选地，所述高频天线发射频率为5.8GHz。
优选地，所述低频天线发射频率为800MHz-920MHz。
优选地，所述车载标签还包括ETC应用存储区和通用业务存储区，分别存储ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据。
本发明还提供了一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，所述方法包括以下操作：
对于ETC业务设置高频天线，通过DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线，进行ETC业务扣费；
对于通用业务设置低频天线，通过RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线，进行通用业务扣费。
优选地，所述高频天线发射频率为5.8GHz。
优选地，所述低频天线发射频率为800MHz-920MHz。
优选地，所述车载标签还包括ETC应用存储区和通用业务存储区，分别存储ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过设置DSRC模块和RFID模块，分别用于有源方式实现高速公路收费场景以及无源方式实现通用业务收费场景，由于通用业务场景下采用无源方式，因此在标签总电量固定的情况下，通过提高低频模块的使用频率，可以增加电子标签被唤醒次数，延长电子标签使用寿命和增加使用场景。本发明无需对高速公路收费场景下的设备进行改造，保护了ETC行业5.8GHz技术的独占性，避免设备冲突和改造浪费，而在服务区、停车场、加油站或其他场景中，布置低频读写设备，不占用标签电量消耗，使得OBU为核心的ETC技术能够得到广泛推广。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签结构框图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签及应用方法进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，所述车载标签包括：
DSRC模块、RFID模块；
所述DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线；
所述RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线。
本发明实施例在现有的5.8GHz车载电子标签中增加一个无源通道，在标签总电量固定的情况下，通过提高无源低频模块的使用率，可以增加电子标签被唤醒次数，延长电子标签使用寿命并增加使用场景。
在车载电子标签中加入RFID模块，由于RFID在识别时从识别器发出的电磁场中可以得到能量，因此不需要电源，可作为无源模块内置在车载电子标签中，并且为了与高速公路收费时所用的5.8GHz频率相区别开来，采用低频模式，频率为800MHz-920MHz，在服务区、停车场、加油站或其他场景中布设低频天线，通过低频天线与RFID模块之间的数据通信，从而以无源方式驱动车载电子标签工作。
对于高速公路收费，利用车载电子标签中的DSRC模块与路侧单元通过微波进行通信，该模块为高频通信，频率为5.8GHz，车辆通过路侧单元时，对车辆身份进行识别，电子扣费，实现不停车通过。
根据应用场景，分别设置高频天线和低频天线，在高速公路路侧单元设置高频天线，以高频率，即5.8GHz读取车载电子标签的ETC应用数据或响应；在服务区、停车场、加油站或其他场景中设置低频天线，以低频率，即800MHz-920MHz读取车载电子标签的通用业务数据或响应。在高速公路收费场景下，高频天线与DSRC模块进行数据通信，DSRC模块将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线，对车辆进行识别并扣费；在服务区、停车场、加油站或其他场景下，低频天线与RFID模块进行数据通信，RFID模块将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线，对车载电子标签中的通用业务钱包进行扣费，例如可在服务区进行加油、购物等消费活动。车载电子标签对于不同业务还分别设置应用数据存储区，包括ETC应用存储区和通用业务存储区，ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据分别在ETC应用存储区和通用业务存储区进行存储。
本发明实施例通过设置DSRC模块和RFID模块，分别用于有源方式实现高速公路收费场景以及无源方式实现通用业务收费场景，由于通用业务场景下采用无源方式，因此在标签总电量固定的情况下，通过提高低频模块的使用频率，可以增加电子标签被唤醒次数，延长电子标签使用寿命和增加使用场景。本发明无需对高速公路收费场景下的设备进行改造，保护了ETC行业5.8GHz技术的独占性，避免设备冲突和改造浪费，而在服务区、停车场、加油站或其他场景中，布置低频读写设备，不占用标签电量消耗，使得OBU为核心的ETC技术能够得到广泛推广。
本发明实施例公开了一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，所述方法包括以下操作：
对于ETC业务设置高频天线，通过DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线，进行ETC业务扣费；
对于通用业务设置低频天线，通过RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线，进行通用业务扣费。
在车载电子标签中加入RFID模块，由于RFID在识别时从识别器发出的电磁场中可以得到能量，因此不需要电源，可作为无源模块内置在车载电子标签中，并且为了与高速公路收费时所用的5.8GHz频率相区别开来，采用低频模式，频率为800MHz-920MHz，在服务区、停车场、加油站或其他场景中布设低频天线，通过低频天线与RFID模块之间的数据通信，从而以无源方式驱动车载电子标签工作。
对于高速公路收费，利用车载电子标签中的DSRC模块与路侧单元通过微波进行通信，该模块为高频通信，频率为5.8GHz，车辆通过路侧单元时，对车辆身份进行识别，电子扣费，实现不停车通过。
根据应用场景，分别设置高频天线和低频天线，在高速公路路侧单元设置高频天线，以高频率，即5.8GHz读取车载电子标签的ETC应用数据或响应；在服务区、停车场、加油站或其他场景中设置低频天线，以低频率，即800MHz-920MHz读取车载电子标签的通用业务数据或响应。在高速公路收费场景下，高频天线与DSRC模块进行数据通信，DSRC模块将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线，对车辆进行识别并扣费；在服务区、停车场、加油站或其他场景下，低频天线与RFID模块进行数据通信，RFID模块将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线，对车载电子标签中的通用业务钱包进行扣费，例如可在服务区进行加油、购物等消费活动。其中，ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据分别进行存储。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，其特征在于，所述车载标签包括：
DSRC模块、RFID模块；
所述DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线；
所述RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线。
2.根据权利要求1所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，其特征在于，所述高频天线发射频率为5.8GHz。
3.根据权利要求1所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，其特征在于，所述低频天线发射频率为800MHz-920MHz。
4.根据权利要求1所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签，其特征在于，所述车载标签还包括ETC应用存储区和通用业务存储区，分别存储ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据。
5.一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：
对于ETC业务设置高频天线，通过DSRC模块与高频天线以有源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的ETC应用数据发送至高频天线，进行ETC业务扣费；
对于通用业务设置低频天线，通过RFID模块与低频天线以无源的方式进行数据通信，将车载电子标签中的通用业务数据发送至低频天线，进行通用业务扣费。
6.根据权利要求5所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，其特征在于，所述高频天线发射频率为5.8GHz。
7.根据权利要求5所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，其特征在于，所述低频天线发射频率为800MHz-920MHz。
8.根据权利要求5所述的一种支持高低双频的单片式双模通信车载标签的应用方法，其特征在于，所述车载标签还包括ETC应用存储区和通用业务存储区，分别存储ETC应用数据与通用业务数据以及各自的密钥数据。
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