CN203965866U - 一种光唤醒的车载单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型给出了一种通过光唤醒的OBU，此OBU的主要模块包括：特定波长光的检测电路、延时电路、电源电路、开关电路和OBU主控电路。通过在ETC车道上方安装与OBU相对应的发特定波长光源的发光装置，车辆只有在经过ETC车道时，OBU才会接收到特定波长的光，并打开主控电路电源开关，在成功交易后，OBU会经过短暂延时，关闭电源开关。这种光唤醒的方式不仅可以极大的减小误唤醒耗电，还可以大大减少待机耗电，进而使OBU的电源的利用效率能有效提高，寿命也会极大增加。
Description
技术领域
本实用新型关于电子不停车收费系统中OBU的省电方法，具体的讲是一种通过特定波长的光源唤醒OBU来实现省电的方法。
技术背景
随着交通科技领域的飞速发展，ETC(Electronic Toll Collection缩写)即电子不停车收费系统给人们生活所带来越来越多的便捷性。国家十二五规划要求积极引导、建设、推广跨省市高速公路联网收费系统和区域联网不停车收费系统(ETC)，在“十二五”末，实现全国高速公路ETC平均覆盖率60％，ETC车道数6000条，ETC用户量500万个，而目前ETC实际的建设情况早已远超“十二五”要求。ETC主要包括OBU(车载单元)和RSU(路测单元)；它们之间通过DSRC(短程通信技术)来实现数据交互，即在不停车的情况下实现车辆与收费站之间的收费交易。
OBU作为车载单元，需要长期贴在车上使用。目前市场上的大部分老款OBU采用一次性锂电池作为供电载体。OBU仅通过交易与待机的正常耗电，使用寿命可以达到10年之久，但长期的实际使用证明，仅依靠一次性锂电池的供电的效果并不太好，OBU的实际使用寿命为1到4年。因此新款OBU都加上太阳能充电技术，这从一定程度上对OBU的续航能力进行了补充，虽然这种设计可以在一定程度上提高OBU的使用寿命，但是实际使用中，OBU耗电主体可能并不是正常交易耗电，如误唤醒、待机、电池老化等对OBU寿命的影响更大。而且由于OBU设计越来越小型化，储能元件的体积和太阳能电池的面积不可能做得更小。
实用新型内容
为了有效减少误唤醒、待机、电池老化等对OBU使用寿命的影响，本实用新型提供一种光唤醒的车载单元，所述的车载单元包括：光检测电路、延时电路、电源电路、开关电路、OBU主控电路；
所述的光检测电路，由光检测元件及其信号处理电路组成，与延时电路连接；
所述的延时电路连接开关电路，使电信号缓冲延时；
所述的电源电路连接开关电路，主要由储能元件组成，为OBU主控电路提供的电能；
所述的开关电路连接OBU主控电路，主要由开关器件组成；
所述的OBU主控电路，控制车载单元的唤醒交易。
本实用新型的有益效果在于：通过在ETC车道龙门架上或RSU上加入特定波长的光源，OBU中加入对应特定波长光源接收装置；当车辆行驶到有特定光源照射的车道时，OBU接收到该光源，会触发打开电源开关，并进行初始化，而后迅速进入低功耗准唤醒模式；当车辆继续往前开，进入RSU唤醒范围内，就可以被RSU唤醒交易；当交易完成车辆离开车道后，OBU就会切断OBU主控电路的电源。理论上说，OBU只有经过ETC车道时才会有短暂的交易、待机、误唤醒耗电，以及短暂的电池使用时间；因此OBU的使用寿命必然会大大增加。
附图说明
图1通过光唤醒的OBU现场车道交易图
图2通过光唤醒OBU电路结构图
具体实施方式
下面结合结构图和实例图具体说明本实用新型的技术特点。
图1为通过光唤醒的OBU现场车道交易图，包括RSU设备(100)、特定波长的光源发射装置(101)、OBU与RSU的交易区域(102)、光源照射区域(103)、OBU(104)。特定波长的光源发射装置发射的光源为正常生活中不常见的，如各种波长的红外线、激光等。此发射装置可以被置于RSU上，或被置于车道上的龙门架上；OBU与RSU的交易区域(102)为RSU天线针对OBU发射功率与接收灵敏度而调整发射功率、接收灵敏度、角度后的ETC交易区域，此区域为椭圆形。光源照射区域(103)为特定波长的光源发射装置发射的光源区域，此区域为椭圆形，也可以为其它形状，但区域要求覆盖整个车道宽度，并要比ETC交易区域离RSU的距离远，这样车辆通过ETC车道时，需要先进入特定光源区域，触发打开OBU主控电路电源，再进入交易区域内进行交易；OBU(104)为带有与特定波长的光源发射装置(101)发射的光源相对应的接收装置，具体结构为为图2。
图2为通过光唤醒OBU电路结构图，主要包括光检测电路1、延时电路2、电源电路3、开关电路4、OBU主控电路5。光检测电路1为特定波长的光检测元件及其信号处理电路，此元件接收到特定波长的光源后，会将不同强度的光信号转化为电压或电流信号，再通过稳压电路、小型电容器或使用二极管防反充电路对信号进行处理输出；延时电路2为电容延时电路或门级延时电路；电源电路3为OBU供电电源电路，可以是一次性锂电池，也可以是一次性锂电池与其它可充电储能元件的组合形式，还可以是加入其它辅助电源的电路形式。开关电路4为可以通过阈值电压进行控制开关打开或关断的电路；OBU主控电路5主要由MCU及其外围电路、射频电路、唤醒电路、存储电路、读卡电路等组成，其电源统一由电源电路3提供。具体的讲，光检测电路1检测到一定强度的光信号后，通过单向导通电路、滤波电路或者稳压电路进行处理，再经过延时电路2对信号进行短暂的延时处理，此时控制信号的电压会迅速上升，当控制信号的电压值高于设定阈值时，开关电路4会打开开关，电源电路3会为OBU主控电路5提供电源电压，OBU迅速进入准唤醒低功耗模式，并被正常唤醒交易；当光检测电路不再接收到光信号后，延时电路2输出电压会被延时固定时间并保持缓慢下降到阈值以下，该时间可以设置为3分钟，或者更短时间，设置时间越长，堵车时的OBU交易成功率就越高，但是耗电也会越多，因此选择延时时间时需要平衡兼顾。
本实用新型通过在ETC车道龙门架上或RSU上加入特定波长的光源发射装置，并调整其覆盖区域相比ETC交易区域离RSU的距离更远，并保证OBU在打开交易主控电路的电源开关后，有足够的时间进入准唤醒低功耗模式。车辆只有在经过ETC车道时，OBU才会接收到特定波长的光，并打开主控电路电源开关，在成功交易后，OBU会经过短暂延时，关闭电源开关。这种光唤醒的方式不仅可以极大的减小误唤醒耗电，还可以大大减少待机耗电，进而提高OBU电源的利用率，并增加OBU的使用寿命。
Claims (5)
1.一种光唤醒的车载单元，其特征在于，所述的车载单元包括：光检测电路、延时电路、电源电路、开关电路、OBU主控电路；
所述的光检测电路，由光检测元件及其信号处理电路组成，与延时电路连接；
所述的延时电路连接开关电路，使电信号缓冲延时；
所述的电源电路连接开关电路，主要由储能元件组成，为OBU主控电路提供的电能；
所述的开关电路连接OBU主控电路，主要由开关器件组成；
所述的OBU主控电路，控制车载单元的唤醒交易。
2.根据权利要求1所述的一种光唤醒的车载单元，其特征在于，所述的光检测元件将特定波长的光信号转换为电信号。
3.根据权利要求1所述的一种光唤醒的车载单元，其特征在于，所述的延时电路包括RC延时电路，门电路延时。
4.根据权利要求1所述的一种光唤醒的车载单元，其特征在于，所述的储能元件包括一次性锂电池，磷酸铁锂电池。
5.根据权利要求1所述的一种光唤醒的车载单元，其特征在于，所述的开关器件包括分立器件MOS管，三极管。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN110264694A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-20 | 杭州博联智能科技股份有限公司 | 低功耗实现电路、方法、wifi模块以及遥控器 |
| CN110751739A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-04 | 北京握奇数据股份有限公司 | 一种单片式obu及其唤醒方法 |
| WO2021051826A1 (zh) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 唤醒电路、唤醒方法 |
| CN114743284A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-12 | 深圳华创芯光科技有限公司 | 一种基于可见光通信的高能效快速etc系统及方法 |
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