CN113128648A - 一种etc电子标签 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种ETC电子标签，该ETC电子标签包括控制器、电源、安全模块、通信模块，所述控制器与所述电源、所述安全模块、所述通信模块连接，所述通信模块用于通过至少部分嵌入在车窗玻璃中的天线模块与路侧单元进行通信。本发明将ETC电子标签和车窗玻璃进行结合设计，使得ETC电子标签既能与车窗玻璃较好融合，又能实现天线的较好性能，保障良好的射频通信链路，进而提高ETC电子标签的交易成功率。

Description

一种ETC电子标签

技术领域

本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，尤其涉及一种ETC电子标签。

背景技术

在ETC系统中，安装在机动车上的ETC电子标签采用DSRC(DedicatedShort RangeCommunications，专用短程通信)技术与RSU(Road Side Unit，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。

现有ETC电子标签一般要求贴在车窗玻璃的内侧，一方面，美观性较差，另一方面，实际使用中，与RSU进行通讯的5.8GHz或5.9GHz无线信号需要穿过玻璃，会有一定信号衰减，在有些情况下尤其是对于玻璃衰减较强的车型，可能导致无法交易。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在交易成功率低的缺陷，提供一种ETC电子标签。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种ETC电子标签，包括控制器、电源、安全模块、通信模块，所述控制器与所述电源、所述安全模块、所述通信模块连接，所述通信模块用于通过至少部分嵌入在车窗玻璃中的天线模块与路侧单元进行通信。

优选地，所述天线模块至少部分固定于由外层玻璃与内层玻璃相结合组成的所述车窗玻璃之间。

优选地，所述天线模块全部固定于所述外层玻璃与所述内层玻璃之间，所述内层玻璃外缘设置有一凹槽结构，其中，所述通信模块通过线缆穿过所述凹槽结构与所述天线模块电连接。

优选地，所述电连接为可插拔的电连接。

优选地，还包括第一天线组件，所述第一天线组件固定在所述ETC电子标签的PCB板上且与所述通信模块连接，用于与固定在所述外层玻璃与所述内层玻璃之间的第二天线组件信号耦合，从而形成所述天线模块。

优选地，所述第一天线组件在车窗玻璃上的投影位置与所述第二天线组件的位置对应。

优选地，所述ETC电子标签上设置所述第一天线组件的一面还具有粘结部或者焊接部，用于将所述ETC电子标签固定在所述内层玻璃上。

优选地，还包括外壳，所述控制器、所述电源、所述安全模块和所述通信模块集成在所述ETC电子标签的PCB板上并安装或容置在所述外壳内。

优选地，所述天线模块为微带天线。

优选地，所述电源用于连接车电。

本发明所提供的技术方案，将ETC电子标签和汽车玻璃进行结合设计，即，将天线模块的至少一部分嵌入到汽车玻璃中，这样，ETC电子标签既能与玻璃较好融合，又能实现天线较好性能，保障良好的射频通信链路，进而提高前装ETC电子标签的交易成功率。同时，相比现有的ETC电子标签，该ETC电子标签安装隐蔽且美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明ETC电子标签实施例一的逻辑结构图；

图2是本发明ETC电子标签实施例二的逻辑结构图；

图3是本发明ETC电子标签的一种安装示意图；

图4是本发明ETC电子标签的另一种安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的ETC电子标签在与RSU进行通讯时，由于通信信号需要穿过汽车玻璃，所以会有一定程度的衰减，因此，在有些情况下尤其是对于玻璃衰减较强的车型，可能导致交易失败。分析发现，玻璃含金属物质、天线距离玻璃太近、金属的贴膜等都会导致通讯信号衰减，影响ETC电子标签上的射频无线链路，从而导致无法交易。针对该技术问题，本发明将ETC电子标签和车窗玻璃进行结合设计，即，将天线模块的至少一部分嵌入到车窗玻璃中，这样，既与玻璃较好融合，美观性较好，又实现了天线较好性能，保障良好的射频通信链路，进而提高ETC电子标签的交易成功率。

图1是本发明ETC电子标签实施例一的逻辑结构图，该实施例的ETC电子标签包括控制器11、安全模块12、电源13、通信模块14和天线模块15，且安全模块12、电源13和通信模块14分别与控制器11相连。其中，天线模块 15可为各种类型的天线，优选微带天线；通信模块14的载波频率大致为 5.8GHz左右，或者为5.9GHz左右，还可以是位于5.8GHz和5.9GHz之间的频段，符合DSRC专用短程通信协议，本发明对此不作具体限定。

根据具体需要，ETC电子标签还可以包括外壳，控制器11、安全模块 12、电源13、通信模块14均可集成在ETC电子标签的PCB板上并安装或容置在外壳内，外壳可以与PCB板装配连接，也可以呈一个独立的、可与车窗玻璃固定连接的外罩结构。电源13优选与车电(车载电源)连接，用于从车电取电，经处理后为ETC电子标签中的各个模块供电。

在该实施例中，天线模块15的至少一部分嵌入在车窗玻璃中，车窗玻璃可以应用于汽车、卡车、公交车等车辆设备上，且车窗玻璃优选为车辆的前挡风玻璃，当然也可为天窗玻璃、门窗玻璃、后挡风玻璃等，本发明对此不作具体限定。

在该实施例中，通信模块14用于通过该天线模块15与路侧单元进行通信，具体地，在ETC车道上，当安装有ETC电子标签的车辆经过ETC车道时，该ETC车道的路侧单元发出唤醒信号将ETC电子标签唤醒，ETC电子标签通过天线模块15与路侧单元进行多次信号交互，从而实现车辆的自动身份识别、路径识别及收费等。

在该实施例中，由于天线模块15的至少一部分嵌入到了车窗玻璃中，所以在与路侧单元进行通信时可降低通信信号的衰减，从而保障了ETC电子标签良好的射频通信链路，进而提高ETC电子标签的交易成功率。

进一步地，车窗玻璃由外层玻璃、内层玻璃层叠组成，且天线模块15的至少一部分固定于外层玻璃与内层玻璃之间。具体地，天线模块15的内嵌部分(内嵌在车窗玻璃中的部分)可以夹持于外层玻璃与内层玻璃之间，也可以嵌设于外层玻璃内，或者，嵌设于内层玻璃内。

另外，车窗玻璃还包括粘接于外层玻璃和内层玻璃之间的塑性树脂层。在外层玻璃铺设固体形态的塑性树脂层后，将内层玻璃贴合于该塑性树脂层，最后采用热压工艺压合外层玻璃和内层玻璃，并使得塑性树脂层与外层玻璃和内层玻璃结构稳固，同时，便于天线模块15的内嵌部分的固定。另外，关于天线模块15的内嵌部分在车窗玻璃中的位置，可根据车窗玻璃的类型及汽车车型进行调整，例如，当车窗玻璃为前挡风玻璃时，可将天线模块15的内嵌部分设置在前挡风玻璃靠近车顶的边缘位置处，一方面减小对车窗玻璃的可视范围的影响，另一方面增大通信范围。

在一个实施例中，天线模块15全部固定于车窗玻璃内部，例如可以固定于车窗玻璃的外层玻璃与内层玻璃之间，内层玻璃外缘设置有一凹槽结构，且ETC电子标签的通信模块14通过线缆穿过该凹槽结构与天线模块15电连接。在这种方式中，可将ETC电子标签(包括控制器11、安全模块12、电源 13、通信模块14)隐藏在车体内，例如可以将ETC电子标签隐藏在车顶棚或者门窗包边内。

该实施例中，线缆为同轴线缆，且通信模块14可以通过该同轴线缆穿过内层玻璃外缘的凹槽结构实现与天线模块15的可插拔连接，便于ETC电子标签的组装，通信模块14也可也通过同轴线缆穿过该凹槽结构与天线模块15 焊接。当然，在其它实施方式中，线缆也可为其他类型的线缆，且通信模块 14通过该线缆穿过该凹槽结构与天线模块15焊接。

在另一个实施例中，天线模块15部分固定于车窗玻璃内部，具体的，天线模块15包括第一天线组件和第二天线组件，其中，第一天线组件固定在 ETC电子标签的PCB板上成为ETC电子标签的一部分，且与通信模块14连接；第二天线组件固定在车窗玻璃内部，例如固定于车窗玻璃的外层玻璃与内层玻璃之间，与第一天线组件位置相应，且能够与第一天线组件形成信号耦合。在该实施例中，ETC电子标签(包括控制器11、安全模块12、电源13、通信模块14及第一天线组件)固定在车窗玻璃的内侧，且PCB板上设置的第一天线组件与嵌入在车窗玻璃中的第二天线组件通过耦合实现射频信号收发。具体的，如果天线模块15为缝隙耦合微带天线，则第一天线组件主要为开缝接地板和微带馈线，第二天线组件为方形贴片；如果天线模块15为微带八木天线，则第一天线组件为激励贴片、馈线及反射器，第二天线组件为引向器。

ETC电子标签上设置第一天线组件的一面还具有粘结部或者焊接部，该粘结部或者焊接部用于将ETC电子标签固定在内层玻璃上，例如可以设置在 PCB板上。在该实施方式中，ETC电子标签与内层玻璃可以是粘胶固定连接，也可以是焊接，还可以是通过设置卡扣件进行卡合连接，从而方便PCB板有针对性地与车窗玻璃进行适配，PCB板可容置在与车窗玻璃固定连接的外壳内，该外壳呈外罩结构。

优选地，为提高PCB板上第一天线组件与车窗玻璃内的第二天线组件的耦合效率，在粘结或焊接ETC电子标签时，可使第一天线组件在车窗玻璃上的投影位置与第二天线组件的位置对应。

图2是本发明ETC电子标签实施例二的逻辑结构图，该实施例的ETC电子标签相比图1所示的实施例，所不同的仅是，还进一步包括蓝牙模块16和输出模块17。其中，蓝牙模块16与控制器11相连，可定期向用户终端发送维持蓝牙通道的心跳包或者其他与交易相关的信息(例如，扣费信息)，供用户终端输出给用户。输出模块17设置在ETC电子标签中，用于直接通过声音或文字信号输出交易信息，该输出模块17例如为蜂鸣器、语音播报模块、显示模块、以及可与汽车通信的CAN接口中的任一种或者任意多种组合。最后需说明的是，根据具体应用需求，ETC电子标签可同时设置蓝牙模块16和输出模块17，也可仅设有蓝牙模块16或输出模块17。

为更好地解释本发明提供的天线模块15全部固定于车窗玻璃内部或者部分固定于车窗玻璃内部这两种实施例，本发明实施例提供了两种ETC电子标签的安装示意图，如图3和图4所示。

其中，图3是本发明ETC电子标签的一种安装示意图。天线模块15全部固定于车窗玻璃18内部，具体固定于车窗玻璃18的外层玻璃与内层玻璃之间，内层玻璃外缘设置有一凹槽结构，且ETC电子标签10中的通信模块14 通过线缆19穿过该凹槽结构与天线模块15电连接，该电连接可以是可插拔的电连接。在这种方式中，可将ETC电子标签10隐藏在车顶棚或者汽车门窗包边内。

图4是本发明ETC电子标签的另一种安装示意图。天线模块15部分固定于车窗玻璃18内部，具体的，天线模块15包括第一天线组件151和第二天线组件152，其中，第一天线组件151作为ETC电子标签10的一部分固定在ETC 电子标签10的PCB板上；第二天线组件152固定在车窗玻璃18内部，例如可以固定于车窗玻璃18的外层玻璃与内层玻璃之间。第一天线组件151和第二天线组件152相互耦合，从而可以实现信号收发。第一天线组件151在车窗玻璃上的投影位置与第二天线组件152在车窗玻璃的位置正对应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种ETC电子标签，包括控制器、电源、安全模块、通信模块，所述控制器与所述电源、所述安全模块、所述通信模块连接，其特征在于，所述通信模块用于通过至少部分嵌入在车窗玻璃中的天线模块与路侧单元进行通信。

2.根据权利要求1所述的ETC电子标签，其特征在于，所述天线模块至少部分固定于由外层玻璃与内层玻璃相结合组成的所述车窗玻璃之间。

3.根据权利要求2所述的ETC电子标签，其特征在于，所述天线模块全部固定于所述外层玻璃与所述内层玻璃之间，所述内层玻璃外缘设置有一凹槽结构，其中，所述通信模块通过线缆穿过所述凹槽结构与所述天线模块电连接。

4.根据权利要求3所述的ETC电子标签，其特征在于，所述电连接为可插拔的电连接。

5.根据权利要求2所述的ETC电子标签，其特征在于，还包括第一天线组件，所述第一天线组件固定在所述ETC电子标签的PCB板上且与所述通信模块连接，用于与固定在所述外层玻璃与所述内层玻璃之间的第二天线组件信号耦合，从而形成所述天线模块。

6.根据权利要求5所述的ETC电子标签，其特征在于，所述第一天线组件在车窗玻璃上的投影位置与所述第二天线组件的位置对应。

7.根据权利要求5所述的ETC电子标签，其特征在于，所述ETC电子标签上设置所述第一天线组件的一面还具有粘结部或者焊接部，用于将所述ETC电子标签固定在所述内层玻璃上。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的ETC电子标签，其特征在于，还包括外壳，所述控制器、所述电源、所述安全模块和所述通信模块集成在所述ETC电子标签的PCB板上并安装或容置在所述外壳内。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的ETC电子标签，其特征在于，所述天线模块为微带天线。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的ETC电子标签，其特征在于，所述电源用于连接车电。

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