CN202616815U - 车载单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车载单元，通过在电源管理单元中设置检测单元，检测电源输出端的电压，并在功耗模块与电源管理单元之间串联开关单元，通过逻辑控制单元根据检测的电压输出值控制开关单元的开关状态，给功耗模块断电或者上电，断电即进入保护状态，处于保护状态时，如果检测的电压输出值等于或高于电路恢复阀值时，则自动恢复到正常工作模式，低成本的实现了车载单元电路保护机制，增强了电路保护性能，给车载单元的内部电路提供了稳定可靠的工作环境，也进一步提升了车载单元的鲁棒性，降低了车载单元产品的返修率，延长了产品的生命周期。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子不停车收费领域，具体的说，涉及一种车载单元。
背景技术
电子不停车自动收费(Flectronic Toll Collection，简称ETC)，是一种不需要停车缴费通过收费站的收费方法，安装了车载单元的车辆通过收费站时，车载单元与路侧单元进行通讯，完成交易。
在电子不停车自动收费系统中，车载单元采用充电装置加电池的供电方式；以往的系统设计中电源管理的方式比较简单，在连续多次交易过程中，容易造成电源电压不稳定，微核心处理单元死机，系统唤醒和交易失败等多种问题；为了增强车载单元系统的鲁棒性，急需一种稳定性能好的机制增强车载单元的鲁棒性。
目前采用的系统保护方案有以下两种：一种是系统定时上下电，这种方案需要微核心处理单元按照规定时间开启或者关闭系统电源；这个规定时间包括从初始化到正常交易完成的时间，期间还有一定的保留时间，这段时间系统工作耗电大；同时微核心处理单元必须工作在正常状态，如果工作异常，将不再保护系统，整个系统处于非正常工作状态；另一种是微核心处理单元的休眠模式，通过外部中断使微核心处理单元进入工作模式，此种技术方案，由于微核心处理单元处于休眠模式时，虽然节约了电池的用电，但很容易受到外界干扰，容易进入死机状态或者程序紊乱状态，而且后续也没有任何自动恢复功能，增加了系统不安全因素。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种车载单元，包括功耗模块和电源管理单元，还包括开关单元，所述电源管理单元通过所述开关单元与所述功耗模块相连，所述电源管理单元包括电源模块，以及连接到所述电源模块的电路保护单元；其中，
所述电路保护单元检测到所述电源模块的电压输出值满足预设切断条件或者预设电路恢复条件时，控制所述开关单元的开关状态以断开所述功耗模块的供电或者恢复所述功耗模块的供电。
本实用新型提供的车载单元，在电源管理单元中设置有检测单元，检测电源输出端的电压，并在功耗模块与电源管理单元之间串联开关单元，通过逻辑控制单元根据检测的电压输出值控制开关单元的开关状态，给功耗模块断电或者上电，断电即进入保护状态，处于保护状态时，如果检测的电压输出值等于或高于电路恢复阀值时，则自动恢复到正常工作模式，低成本的实现了车载单元电路保护机制，增强了电路保护性能，给车载单元的内部电路提供了稳定可靠的工作环境，也进一步提升了车载单元的鲁棒性，降低了车载单元产品的返修率，延长了产品的生命周期；进一步，如果将电路保护阀值的设置高于电源供电的截止电压，就可以避免由于过放电带来的电池容量和寿命的影响。
附图说明
图1a为本实用新型实施例1的车载单元的电路结构图。
图1b为本实用新型实施例1的开关单元在电路中的连接结构图。
图2a为本实用新型实施例2的车载单元的电路结构图。
图2b为本实用新型实施例2的开关单元在电路中的连接结构图。
图3a为本实用新型实施例3的车载单元的电路结构图。
图3b为本实用新型实施例3的开关单元在电路中的连接结构图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的优选实施例。
实施例1
参见图1a，本实施例的车载单元100包括功耗模块110和电源管理单元120，还包括开关单元130，电源管理单元120通过开关单元130与功耗模块110相连，电源管理单元120包括电源模块150，以及连接到电源模块150的电路保护单元160，电路保护单元160由电源模块150供电；其中，
电路保护单元160包括检测单元161和逻辑控制单元162，检测单元161连接到电源模块150，检测电压输出值，并连接到逻辑控制单元162，将检测的电压输出值传输到逻辑控制单元162；以及，
逻辑控制单元162连接到开关单元130，判断所述电压输出值与预设阀值的大小，控制开关单元130的开关状态；
其中，逻辑控制单元162包括电路保护逻辑控制单元163和电路恢复逻辑控制单元164，电路保护逻辑控制单元162设置有电路保护阀值，当电压输出值小于电路保护阀值，电路保护逻辑控制单元163控制开关单元130使其处于关闭状态，功耗模块110进入断电保护模式；
电路恢复逻辑控制单元164设置有电路恢复阀值，功耗模块110进入断电保护模式后，当电压输出值达到电路恢复阀值或大于所述电路恢复阀值时，则电路恢复逻辑控制单元164控制开关单元130使其处于导通状态，功耗模块110进入工作模式。
并且，所述电路恢复阀值大于所述电路保护阀值。
本实施例中，电源模块150包括充电电池供电模块153，充电电池供电模块153由充电装置151和充电电池152构成，充电装置151连接到充电电池152，给充电电池152充电。
在正常情况下时，车载单元100被唤醒后，上电初始化进入交易模式，开关单元130处于导通状态，如果检测单元161检测电源模块150的电压输出值在电路保护阀值和充电电池152的过充电截至电压之间，则电路保护单元160不做任何处理，如果充电电池152消耗一定的电量或者车载单元100受到干扰，功耗模块110的供电不正常，则检测单元161检测到电源模块150的电压输出值低于电路保护阀值，则检测单元161将该电压输出值传输给逻辑控制单元162，逻辑控制单元162则断开开关单元130，以断开功耗模块110的供电，车载单元100进入电路断电保护模式；当充电装置151给充电电池152充电或者功耗模块110没有受到外界因素的干扰，则检测单元161检测到电源模块150的电压输出值小于过充电截止电压，且大于或等于电路恢复阀值，则逻辑控制单元162控制开关单元130使其处于导通状态，电路恢复正常。
参见图1b，在本实施例中，开关单元130串连在电源模块150中充电电池152的正极与所述功耗模块110的供电输入端之间。
实施例2
参见图2a，本实施例的车载单元200包括功耗模块210和电源管理单元220，还包括开关单元230，电源管理单元220通过开关单元230与功耗模块210相连，电源管理单元220包括电源模块250，以及连接到电源模块250的电路保护单元260，电路保护单元260由电源模块250供电；其中，
电路保护单元260包括检测单元261和逻辑控制单元262，检测单元261连接到电源模块250，检测电压输出值，并连接到逻辑控制单元262，将检测的电压输出值传输到逻辑控制单元262；以及，
逻辑控制单元262连接到开关单元230，判断所述电压输出值与预设阀值的大小，控制开关单元230的开关状态；
其中，逻辑控制单元262包括电路保护逻辑控制单元263和电路恢复逻辑控制单元264，电路保护逻辑控制单元263设置有电路保护阀值，当电压输出值小于电路保护阀值，电路保护逻辑控制单元263控制开关单元230使其处于关闭状态，功耗模块210进入断电保护模式；
电路恢复逻辑控制单元264设置有电路恢复阀值，功耗模块210进入断电保护模式后，当电压输出值达到电路恢复阀值或大于所述电路恢复阀值时，则电路恢复逻辑控制单元264控制开关单元230使其处于导通状态，功耗模块210进入工作模式。
并且，所述电路恢复阀值大于所述电路保护阀值。
在本实施例中，电源模块250包含一次性电池供电模块251。
在正常情况下时，车载单元200被唤醒后，上电初始化进入交易模式，开关单元230处于导通状态，如果检测单元261检测电源模块250的电压输出值大于电路保护阀值，则电路保护单元260不做任何处理，如果一次性电池供电模块251消耗一定的电量或者车载单元200受到干扰，功耗模块210的供电不正常，则检测单元261检测到电源模块250的电压输出值低于电路保护阀值，则检测单元261将该电压输出值传输给逻辑控制单元262，逻辑控制单元262则断开开关单元230，以断开功耗模块210的供电，车载单元200进入电路断电保护模式；当功耗模块210没有受到外界因素的干扰，则检测单元261检测到电源模块250的电压输出值大于或等于电路恢复阀值，则逻辑控制单元262控制开关单元230使其处于导通状态，电路恢复正常。
参见图2b，在本实施例中，一次性电池供电模块251的正极与功耗模块210的供电输入端相连，开关单元230串连在一次性电池供电模块251的负极和地端之间。
实施例3
参见图3a，本实施例的车载单元300包括功耗模块310和电源管理单元320，还包括开关单元330，电源管理单元320通过开关单元330与功耗模块310相连，电源管理单元320包括电源模块350，以及连接到电源模块350的电路保护单元360，电路保护单元360由电源模块350供电；其中，
电路保护单元360包括检测单元361和逻辑控制单元362，检测单元361连接到电源模块350，检测电压输出值，并连接到逻辑控制单元362，将检测的电压输出值传输到逻辑控制单元362；以及，
逻辑控制单元362连接到开关单元330，判断所述电压输出值与预设阀值的大小，控制开关单元330的开关状态。
其中，逻辑控制单元362包括电路保护逻辑控制单元363和电路恢复逻辑控制单元364，电路保护逻辑控制单元363设置有电路保护阀值，当电压输出值小于电路保护阀值，电路保护逻辑控制单元363控制开关单元330使其处于关闭状态，功耗模块310进入断电保护模式；
电路恢复逻辑控制单元364设置有电路恢复阀值，功耗模块310进入断电保护模式后，当电压输出值达到电路恢复阀值或大于所述电路恢复阀值时，则电路恢复逻辑控制单元364控制开关单元330使其处于导通状态，功耗模块310进入工作模式。
并且，所述电路恢复阀值大于所述电路保护阀值。
在本实施例中，电源模块350包括充电电池供电模块353，充电电池供电模块353由充电装置351和充电电池352构成，充电装置351连接到充电电池352，给充电电池352充电，其中充电装置351包括太阳能电池供电模块354和与太阳能电池供电模块354串联连接的稳压电路355，以对所述太阳能电池供电模块354的供电输出进行稳压。除此之外，电源模块350还包括一次性电池供电模块351以及与一次性电池供电模块357连接的一次性电池供电开关358，其中，电源管理单元320还包括太阳能电池检测模块356，太阳能电池检测模块356检测到太阳能电池供电模块354达到电路供电条件时，则控制一次性电池供电开关358关闭以切断一次性电池供电模块357对所述功耗模块310的供电，由充电电池352或者太阳能电池供电模块354对功耗模块310进行供电，当启动充电电池352或者太阳能电池供电模块354对功耗模块310进行供电时，电路保护单元检测到电源模块350的电压输出值满足预设切断条件或者预设电路恢复条件时，控制开关单元330的开关状态以断开功耗模块310的供电或者恢复所述功耗模块310的供电，具体的实施方式与一次性电池供电模块357对功耗模块310的电路保护机制相同，在此不再赘述。
在正常情况下时，车载单元300被唤醒后，上电初始化进入交易模式，开关单元330处于导通状态，如果检测单元361检测到电源模块350的电压输出值在电路保护阀值和一次性电池供电模块357的截止电压之间，则电路保护单元360不做任何处理，如果一次性电池供电模块357消耗一定的电量或者车载单元300受到干扰，电路供电不正常，则检测单元361检测到电源模块350的电压输出值低于电路保护阀值，则检测单元361将该电压输出值传输给逻辑控制单元362，逻辑控制单元362则断开开关单元330，以断开功耗模块310的供电，车载单元300进入电路断电保护模式；当功耗模块310没有受到外界因素干扰，则检测单元361检测到电源模块350的电压输出值大于或等于电路恢复阀值，则逻辑控制单元362控制开关单元330使其处于导通状态，电路恢复正常。
参见图3b，在本实施例中，电源模块350中可以输出电压的电源为一次性电池供电模块357或者充电电池352或者是太阳能电池供电模块354，则如图所示，电源的正极与功耗模块310的供电输入端相连，开关单元330串连在电源的负极和地端之间。
此外，本实施例的电源管理单元320还包括红外检测模块359，用以检测车辆的无人状态并在车辆处于无人状态时，则控制一次性电池供电开关358断开以切断一次性电池供电模块357对功耗模块310的供电。
本实施例通过设置太阳能电池检测模块356检测到太阳能电池供电模块354达到电路供电条件时，则控制一次性电池供电开关358关闭以切断一次性电池供电模块357对功耗模块310的供电，减少了对一次性电池的电量消耗，延长了车载单元的使用寿命，同理，设置红外检测模块359，用以检测车辆的无人状态并在车辆处于无人状态时，则控制一次性电池供电开关358断开以切断一次性电池供电模块357对功耗模块310的供电，也是提供了一种延长车载单元电池使用寿命的省电机制。
本实用新型的实施方式不只限于上述优选实施例，通过在电源管理单元中设置检测单元，检测电源输出端的电压，并在功耗模块与电源管理单元之间串联开关单元，通过逻辑控制单元根据检测的电压输出值控制开关单元的开关状态，给功耗模块断电或者上电的技术方案都属于本实用新型的保护范围。
通过控制开关单元开关状态，断开开关单元即断电进入保护状态，处于保护状态时，如果检测的电压输出值等于或高于电路恢复阀值时，则连通开关单元使电路上电，自动恢复到正常工作模式。该方案低成本的实现了车载单元电路保护机制，增强了电路保护性能，给车载单元的内部电路提供了稳定可靠的工作环境，也进一步提升了车载单元的鲁棒性，降低了车载单元产品的返修率，延长了产品的生命周期；进一步，如果将电路保护阀值的设置高于电源供电的截止电压，就可以避免由于过放电带来的电池容量和寿命的影响。
Claims (11)
1.一种车载单元，包括功耗模块和电源管理单元，其特征在于，还包括开关单元，所述电源管理单元通过所述开关单元与所述功耗模块相连，所述电源管理单元包括电源模块，以及连接到所述电源模块的电路保护单元；其中，所述电路保护单元检测到所述电源模块的电压输出值满足预设切断条件或者预设电路恢复条件时，控制所述开关单元的开关状态以断开所述功耗模块的供电或者恢复所述功耗模块的供电。
2.根据权利要求1所述的车载单元，其特征在于，所述电路保护单元包括检测单元和逻辑控制单元，其中，所述检测单元连接到所述电源模块，检测电压输出值，并连接到所述逻辑控制单元，将检测的电压输出值传输到所述逻辑控制单元；所述逻辑控制单元连接到所述开关单元，判断所述电压输出值与预设阀值的大小，满足预设切断条件或者预设电路恢复条件时则控制所述开关单元的开关状态以断开所述功耗模块的供电或者恢复所述功耗模块的供电。
3.根据权利要求2所述的车载单元，其特征在于，所述逻辑控制单元包括电路保护逻辑控制单元，所述电路保护逻辑控制单元设置有电路保护阀值，当所述电压输出值小于所述电路保护阀值，所述电路保护逻辑控制单元控制所述开关单元使其处于关闭状态，所述功耗模块进入断电保护模式。
4.根据权利要求3所述的车载单元，其特征在于，所述逻辑控制单元还包括电路恢复逻辑控制单元，所述电路恢复逻辑控制单元设置有电路恢复阀值，所述功耗模块进入断电保护模式后，当所述电压输出值达到电路恢复阀值或大于所述电路恢复阀值时，则所述逻辑控制单元控制所述开关单元使其处于导通状态，所述功耗模块进入工作模式；
其中，所述电路恢复阀值大于所述电路保护阀值。
5.根据权利要求1至4其中任一所述的车载单元，其特征在于，所述电源模块包括一次性电池供电模块、充电电池供电模块中的至少一个模块。
6.根据权利要求5所述的车载单元，其特征在于，所述充电电池供电模块包括充电装置和充电电池，所述充电装置连接到所述充电电池，给所述充电电池充电，其中，所述电路保护阀值大于所述充电电池的放电截止电压。
7.根据权利要求6所述的车载单元，其特征在于，所述充电装置包括太阳能电池供电模块，连接到所述功耗模块以给所述功耗模块供电，或者连接到所述充电电池以给所述充电电池充电，以及，
与所述太阳能电池供电模块串联连接的稳压电路，以对所述太阳能电池供电模块的供电输出进行稳压。
8.根据权利要求7所述的车载单元，其特征在于，所述电源管理单元还包括太阳能电池检测模块和与所述一次性电池供电模块连接的一次性电池供电开关，所述太阳能电池检测模块检测到所述太阳能电池供电模块达到电路供电条件时，则控制一次性电池供电开关关闭以切断所述一次性电池供电模块对所述功耗模块的供电。
9.根据权利要求8所述的车载单元，其特征在于，所述电源管理单元还包括红外检测模块，所述红外检测模块用以检测车辆的无人状态并在车辆处于无人状态时，则控制所述一次性电池供电开关断开以切断所述一次性电池供电模块对所述功耗模块的供电。
10.根据权利要求9所述的车载单元，其特征在于，所述开关单元串连在所述电源模块的电源正极与所述功耗模块的供电输入端之间。
11.根据权利要求9所述的车载单元，其特征在于，所述电源模块的电源正极与所述功耗模块的供电输入端相连，所述开关单元串连在所述电源模块的电源负极和地端之间。
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