CN111403930A - 前装车载单元及连接器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了前装车载单元和及其连接器组件，该连接器组件包括板端连接座和线束连接件，板端连接座用于固定在前装车载单元的PCB板上，线束连接件的一端包括用于与板端连接座可插拔连接的线束连接头，另一端包括多个线束插针，多个线束插针包括电源插针和数据传输插针，电源插针用于连接汽车电源，数据传输插针用于与汽车的通信单元连接并传输数据，板端连接座和线束连接头还分别包括用于判断所述前装车载单元是否被拆卸的板端防拆引脚和线束防拆引脚。实施本发明，将前装车载单元与汽车的通信单元的数据传输功能和防拆判断功能合二为一，使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，降低成本和简化安装操作。

Description

前装车载单元及连接器组件
技术领域
本发明涉及ETC车载单元，更具体地说，涉及一种前装车载单元及连接器组件。
背景技术
在ETC系统中，安装在机动车上的车载单元，采用DSRC技术与路侧单元建立微波通讯链路，从而在不停车的情况下实现车辆身份识别、电子扣费等。
防拆卸功能作为车载单元的重要功能，用于防止车载单元被非法拆卸盗取，保证车载单元中存储的车辆信息与实际安装的机动车对应。通过车载单元的防拆卸功能，可使车载单元被非法拆卸后在内部产生被拆卸的状态信息，并使得车载单元失效，从而不能与路侧单元进行通信，避免“大车小标”，“套牌车”等现象。
目前，车载单元可以分为后装车载单元和前装车载单元，后装车载单元在车辆出厂后由用户自行安装，而前装车载单元在车辆出厂前就预装在车辆上，后装车载单元通过其背面的机械导杆实现防拆功能，但是目前的后装车载单元可能会出现信号弱的情况。而前装车载单元的一种实现方式是需要与汽车的通信模块连接，但这种方式的防拆功能在设计上存在较大困难。
发明内容
本发明提供一种ETC前装电子标签及连接组件，意在将前装车载单元与汽车的通信单元的数据传输功能和防拆判断功能合二为一，使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，降低成本和简化安装操作。
第一方面，提供一种用于前装车载单元的连接器组件，包括板端连接座和线束连接件，所述板端连接座用于固定在前装车载单元的PCB板上，所述线束连接件的一端包括用于与所述板端连接座可插拔连接的线束连接头，另一端包括多个线束插针，所述多个线束插针包括电源插针和数据传输插针，所述电源插针用于连接汽车电源，所述数据传输插针用于与汽车的通信单元连接并传输数据，所述板端连接座和所述线束连接头还分别包括用于判断所述前装车载单元是否被拆卸的板端防拆引脚和线束防拆引脚。
可选的实施例中，所述线束连接头包括与所述多个线束插针一一对应的多个线束引脚，所述板端连接座包括多个板端引脚，所述多个线束引脚与所述多个板端引脚一一对应且相互插接配合；所述多个线束插针还包括短接的两个线束插针，用于当所述线束连接头与所述板端连接座可插拔连接时，通过对应的两个线束防拆引脚与其对应的两个板端防拆引脚、及所述PCB板上预留的防拆线路形成防拆电回路。
可选的实施例中，所述短接的两个线束插针还用于当所述线束连接头和所述板端连接座部分相互脱离时相应地与其对应的板端引脚断开连接，从而使得所述防拆电回路断开，并通过在所述PCB板上预留的防拆线路启动前装车载单元的防拆功能。
可选的实施例中，所述短接的两个线束插针的自由端呈圆弧状或半方形状，所述连接器组件还包括线束针帽，所述针帽为绝缘材质，用于将所述短接的两个线束插针的自由端与外界隔离。
可选的实施例中，所述数据传输插针为CAN通信插针，相应的，所述汽车的通信单元为汽车CAN通信模块，所述CAN通信插针用于与汽车CAN通信模块连接并传输数据。
可选的实施例中，所述数据包括ETC扣费信息、账户余额信息、蓝牙配对信息中的任一种或任意多种组合。
可选的实施例中，所述线束连接头包括块状突出部，所述板端连接座包括与所述块状突出部相互适配的方形凹槽。
可选的实施例中，所述线束连接头为母头，相应的所述线束引脚为孔状，所述板端连接座为公头，相应的所述板端引脚为针状；或者，所述线束连接头为公头，相应的所述线束引脚为针状，所述板端连接座为母头，相应的所述板端引脚为孔状。
可选的实施例中，所述CAN通信插针包括CANH通信插针和CANL通信插针，所述电源插针包括12V正极插针和接地插针。
第二方面提供一种前装车载单元，包括：标签主体和与其固定连接的连接器组件，其中所述连接器组件为第一方面任一实施例描述的连接器组件，所述标签主体用于通过所述板端防拆引脚和所述线束防拆引脚判断所述前装车载单元的拆卸状态。
实施本发明提供前装车载单元和连接器组件，可将前装车载单元与汽车的通信单元的数据传输功能和防拆判断功能合二为一，不仅使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，而且降低了成本，简化了安装操作。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1和图2是本发明提供的连接器组件的结构示意图；
图3是本发明提供的板端连接座的结构示意图；
图4是本发明提供的线束连接件的结构示意图；
图5和图6是本发明提供的连接器组件与PCB板的结构示意图；
图7是本发明提供的前装车载单元的结构示意图。
图中：10-标签主体、101-PCB板、20-连接器组件、21-板端连接座、22-线束连接件、22a-线束连接头、22-b线束插针、22b1-12V正极插针、22b2-接地插针、22b3-CANH通信插针、22b4-CANL通信插针、22b5和22b6-短接的两个线束插针。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。
需要说明的是，术语上、下、左、右、前、后等指示的方位和位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1至图7为本发明提供的连接器组件结构示意图和前装车载单元结构示意图。在前装车载单元中采用本发明提供的连接器组件，可以将与汽车通信单元的数据传输功能、汽车供电功能、以及防拆判断功能三合一，不仅使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，而且降低了成本，简化了安装操作。
参见图1和图2，是本发明提供的用于前装车载单元的连接器组件的结构示意图。该连接器组件20由两部分组成，其中一部分为板端连接座21，另一部分为线束连接件22，板端连接座21呈块状且其内部有方形凹槽，线束连接件22的一端为的线束连接头22a，该线束连接头22a可以呈块状突出状，另一端为多个线束插针22b，其中板端连接座21内部的方形凹槽用于容纳并固定线束连接头22a。板端连接座21固定在前装车载单元的PCB板上，线束连接件22的另一端为多个线束插针22b，其中一些线束插针可以用于连接汽车电源，另一些线束插针可以用于连接汽车通信单元，还有一些线束插针用于前装车载功能的防拆判断。
下面分别对板端连接座和线束连接件的具体结构进行详细描述。
参见图3，是本发明提供的板端连接座的结构示意图。该板端连接座21可以是大致呈现方块状，并且可以通过两个螺母固定在PCB板上，在其内部的方形凹槽腔体内还包括有多个板端引脚，该板端连接座21可以为公头，相应的板端引脚为针管引脚，该针管引脚从方形凹槽腔体内穿出与PCB板上相应的引脚焊接并实现电信号连接。
参见图4，是本发明提供的线束连接件的结构示意图。线束连接件22的一端为块状突出状的线束连接头，在线束连接头22中包括多个线束引脚，该线束连接头为母头，相应的该线束引脚为孔状引脚；线束连接件21的另一端为多个线束插针22b，其中每个线束插针从线束连接头22a的一端穿过并与线束连接头22a内对应的线束引脚电信号连接。多个线束插针22b具体可以包括两个电源插针(22b1,22b2),两个CAN通信插针(22b3，22b4)以及两个短接后的线束插针(22b5,22b6)。其中两个电源插针(22b1,22b2)用于分别连接汽车电源12V端和接地端，两个CAN通信插针(22b3，22b4)用于分别连接汽车CAN通信单元CANH端和CANL端，两个短接后的线束插针(22b5,22b6)用于前装车载单元的防拆判断。需要说明的，图4中的线束引脚的数量与图3中的板端引脚的数量相同，线束引脚与板端引脚相互插接配合。
下面对短接后的线束插针(22b5,22b6)用于前装车载单元的防拆判断的原理进行解释。当线束连接头22a与板端连接座21形成可插拔连接时，短接的两个线束插针(22b5,22b6)通过其对应的两个线束防拆引脚与板端连接座中对应的两个板端引脚连接，因此，短接的两个线束插针(22b5,22b6)、板端连接座21中对应的两个板端引脚以及PCB板上预留的防拆线路会形成防拆电回路。当线束连接头22a和板端连接座21部分相互脱离时，短接的两个线束插针相应地与其对应的板端引脚断开连接，从而使得防拆电回路断开。所以，在线束连接头22a与板端连接座21连接的情况下，会形成防拆电回路；在线束连接头22a与板端连接座21断开的情况下，防拆电回路会断开，由此会在PCB板上预留的防拆线路产生电平信号的转变，例如从高电平转变为低电平或者从低电平转变为高电平，因此可以通过该电平信号的转变启动前装车载单元的防拆功能。
上述短接的两个线束插针(22b5,22b6)的自由端，即短接端可以呈圆弧状或半方形状，在另一些实施例中，短接的两个线束插针(22b5,22b6)还可以隐藏在线束连接头内部，在线束连接头22a内部实现短接。需要说明的，本发明对短接的两个线束插针(22b5,22b6)的自由端的具体成形不作具体限定。在一些实施例中，连接器组件20还可以包括线束针帽，所述针帽为绝缘材质，用于将短接的两个线束插针(22b5,22b6)的自由端与外界隔离，以防止外界静电因素误触发从而启动前装车载单元的防拆功能。
上述CANH线束插针和CANL线束插针用于分别与汽车CAN通信单元的CANH端和CANL连接，可用于前装车载单元与汽车CAN通信单元进行数据传输，例如传输ETC扣费信息、账户余额信息、蓝牙配对信息中的任一种或任意多种组合。需要说明的，本发明对传输的数据类型不作具体限定。
参见图5和图6，是本发明提供的连接器组件与PCB板的结构示意图。板端连接21座固定在前装车载单元的PCB板101的一面，该板端连接座21可以通过螺母与PCB板101固定连接，也可以通过焊接的方式与PCB板101固定连接。线束连接件22的一端线束连接头与板端连接座可插拔连接，而另一端线束插针与汽车上的相应的线缆固定连接。
在另一种实施例中，图中未示出，线束连接头为公头，相应的线束引脚为针状，板端连接座为母头，相应的板端引脚为孔状。与上述实施例相比，该种实施例中，将图3板端连接座中的公头与图4中线束连接头的母头调换。第二种实施例具体实现可以参考上文第一种实施例相关描述，为了简洁，这里不再赘述。
将上述连接器组件应用于前装车载单元，可以将与汽车通信单元的数据传输功能、汽车供电功能、以及防拆判断功能三合一，不仅使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，而且降低了成本，简化了安装操作。
下面结合标签主体描述本发明提供的另一实施例。
参见图7，本发明还提供一种前装车载单元，该前装车载单元包括两部分，一部分为标签主体10，另一部分为连接器组件20，该连接器组件20为上述实施例描述的连接器组件，标签主体10可以通过板端连接座的板端防拆引脚和连输连接件上的线束防拆引脚判断前装车载单元的拆卸状态。
由上述连接器组件实施例中可知，在线束连接头与板端连接座连接的情况下，短接的两个线束插针通过其对应的两个线束防拆引脚与板端连接座中对应的两个板端引脚连接，因此，短接的两个线束插针、板端连接座中对应的两个板端引脚以及PCB板上预留的防拆线路会形成防拆电回路。当线束连接头和板端连接座部分相互脱离时，短接的两个线束插针相应地与其对应的板端引脚断开连接，从而使得防拆电回路断开。防拆电回路的形成与断开的过程会使得PCB板上预留的防拆线路产生电平信号发生转变，PCB板上的主控模块就可以通过检测防拆线路上的电平信号是否发生转变来判断是否启动防拆功能，例如从高电平转变为低电平或者从低电平转变为高电平，若电平信号是否发生转变，主控模块启动防拆功能，从而使得前装ETC电子标签失效。
其中一种实现方式中，在前装车载单元预装在汽车上之后，若标签主体10被拆卸，标签主体10会检测到PCB板上预留的防拆线路上的电信号发生变化,例如从高电平转变为低电平或者从低电平转变为高电平，此时，标签主体10可以将失效信息记录在标签主体的存储器中，例如记录在存储器中的软件程序。若该标签主体10被重新安装，例如可能存在以下场景中，该标签主体10原本安装在小汽车上，车主将其拆卸后重新安装至货车上，意图通过“大车小标”逃费，而在该实现方式中，由于标签主体10在首次被拆卸后，会将失效信息记录在标签主体10的存储器中，因此在标签主体10被重新安装接通汽车电源之后，会检测其存储器中是否记录失效信息，若检测到失效信息，则通过CAN通信插针向汽车CAN通信模块发送失效信息，并使标签主体10失效。需要说明的，在一些实施例中，标签主体10还可以是先失效，后通过CAN通信插针向汽车CAN通信模块发送失效信息，本发明对此不作具体限定。当标签主体失效后，该标签主体即无法与路侧单元进行通信及相关ETC扣费。
在另一种实现方式中，在前装车载单元预装在车辆上之后，若标签主体10被非法拆卸后重新安装到该车辆或其他车辆，标签主体10会检测到PCB上预留的防拆线路上的电信号发生变化，例如从高电平转变为低电平或者从低电平转变为高电平，此时，则标签主体10通过CAN通信插针向汽车CAN通信模块发送失效信息，并使标签主体10失效。需要说明的，在一些实施例中，标签主体10还可以是先失效，后通过CAN通信插针向汽车CAN通信模块发送失效信息，本发明对此不作具体限定。当标签主体失效后，该标签主体即无法与路侧单元进行通信及相关ETC扣费。
实施本发明提供前装车载单元，可以将前装车载单元与汽车通信单元的数据传输功能、汽车供电功能、以及防拆判断功能三合一，不仅使得前装车载单元更小巧、轻便、美观，而且降低了成本，简化了安装操作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于前装车载单元的连接器组件，其特征在于，包括板端连接座和线束连接件，所述板端连接座用于固定在前装车载单元的PCB板上，所述线束连接件的一端包括用于与所述板端连接座可插拔连接的线束连接头，另一端包括多个线束插针，所述多个线束插针包括电源插针和数据传输插针，所述电源插针用于连接汽车电源，所述数据传输插针用于与汽车的通信单元连接并传输数据，所述板端连接座和所述线束连接头还分别包括用于判断所述前装车载单元是否被拆卸的板端防拆引脚和线束防拆引脚。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述线束连接头包括与所述多个线束插针一一对应的多个线束引脚，所述板端连接座包括多个板端引脚，所述多个线束引脚与所述多个板端引脚一一对应且相互插接配合；所述多个线束插针还包括短接的两个线束插针，用于当所述线束连接头与所述板端连接座可插拔连接时，通过对应的两个线束防拆引脚与其对应的两个板端防拆引脚、及所述PCB板上预留的防拆线路形成防拆电回路。
3.根据权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述短接的两个线束插针还用于当所述线束连接头和所述板端连接座部分相互脱离时相应地与其对应的板端引脚断开连接，从而使得所述防拆电回路断开，并通过在所述PCB板上预留的防拆线路启动前装车载单元的防拆功能。
4.根据权利要求3所述的连接器组件，其特征在于，所述短接的两个线束插针的自由端呈圆弧状或半方形状，所述连接器组件还包括线束针帽，所述针帽为绝缘材质，用于将所述短接的两个线束插针的自由端与外界隔离。
5.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述数据传输插针为CAN通信插针，相应的，所述汽车的通信单元为汽车CAN通信模块，所述CAN通信插针用于与汽车CAN通信模块连接并传输数据。
6.根据权利要求5所述的连接器组件，其特征在于，所述数据包括ETC扣费信息、账户余额信息、蓝牙配对信息中的任一种或任意多种组合。
7.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述线束连接头包括块状突出部，所述板端连接座包括与所述块状突出部相互适配的方形凹槽。
8.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述线束连接头为母头，相应的所述线束引脚为孔状，所述板端连接座为公头，相应的所述板端引脚为针状；
或者，
所述线束连接头为公头，相应的所述线束引脚为针状，所述板端连接座为母头，相应的所述板端引脚为孔状。
9.根据权利要求5所述的连接器组件，其特征在于，所述CAN通信插针包括CANH通信插针和CANL通信插针，所述电源插针包括12V正极插针和接地插针。
10.一种前装车载单元，其特征在于，包括：标签主体和与其固定连接的连接器组件，其中所述连接器组件为权利要求1-9任一项所述的连接器组件，所述标签主体用于通过所述板端防拆引脚和所述线束防拆引脚判断所述前装车载单元的拆卸状态。
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