CN204256798U - 可称重的车载etc装置、车载etc动态称重扣费系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了可称重的车载ETC装置、车载ETC动态称重扣费系统。该装置包括用于与路侧单元通讯实现ETC扣费的车载电子标签模块、安装在车辆上的车载称重传感模块、以及与车载称重传感模块和车载电子标签模块通讯连接的车载称重计算模块。该系统包括可称重的车载ETC装置和与其通讯相连的用于进行扣费的路侧单元。本实用新型可使需称重车辆可以通过ETC车道实现不停车收费，可有效减少需称重车辆停车缴费导致收费通道拥堵现象，以缓解车辆通行压力；而且有效减少业主或管理方在收费站出入口上设置称重设备的投入。

Description

可称重的车载ETC装置、车载ETC动态称重扣费系统

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域，尤其涉及一种可称重的车载ETC装置、车载ETC动态称重扣费系统。

背景技术

随着ETC及相关设备国家标准和各省省级标准的颁布，ETC在国内的应用得到极大推广。ETC车道可使安装有ETC车载单元的车主无需停车，可自动从车主的ETC车载单元的IC卡扣除相关费用的功能，这种不停车收费系统每车收费耗时不到秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5-10倍，可有效缓解通行压力、为人们提供快捷便利的出行服务等方面具有显著优势。

现有的ETC只按车型进行收费，不能进行动态计重，不适用于货车车道。现有的货车收费过程中，需使货车进行收费站停车后，使用地磅进行计重，按计重结果人工收费，地磅集中误差在10％以内，称重结果不准确，而且由于停车收费容易导致人工收费通道拥堵现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种可称重的车载ETC装置、车载ETC动态称重扣费系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可称重的车载ETC装置，包括用于与路侧单元通讯实现ETC扣费的车载电子标签模块；还包括安装在车辆上的多个车载称重传感模块、以及与所述车载称重传感模块和 所述车载电子标签模块通讯连接的车载称重计算模块；

所述车载称重传感模块感测其安装车辆的车载称重数据，由所述车载称重计算模块根据所述车载称重数据计算得到该车辆的称重结果，并传送至所述车载电子标签模块用于形成扣费信息。

优选地，所述车载称重传感模块包括动态感测所述车载称重数据的称重传感器、与所述称重传感器连接并处理所述车载称重数据的称重传感处理单元、与所述称重传感处理单元连接并发送处理后的所述车载称重数据的第一通讯单元。

优选地，所述车载称重计算模块包括与所述第一通讯单元连接通讯的第二通讯单元、与所述第二通讯单元连接并对所述车载称重数据进行计算的称重计算处理单元、与所述称重计算处理单元连接并发送计算后的称重结果给所述车载电子标签模块的第三通讯单元。

优选地，所述车载称重传感模块还包括与所述称重传感处理单元连接的称重传感存储单元、以及称重失效触发单元；

所述称重传感存储单元存储有唯一的第一MAC码；

在所述车载称重传感模块被拆卸或失效时，所述称重失效触发单元发出称重传感失效报警数据至所述称重传感处理单元，并传送至所述车载称重计算模块；所述称重失效报警数据包含有所述第一MAC码。

优选地，所述车载称重计算模块还包括与所述称重计算处理单元相连的称重计算存储单元、称重计算失效触发单元以及称重传感失效检测单元；所述称重传感失效检测单元用于对所述称重传感失效报警数据进行处理发出失效信号，或定时读取车载称重传感模块的车载称重数据并在预设时间内无法接收到所述车载称重数据时发出失效信号；

所述称重计算存储单元存储有唯一的第二MAC码；

在所述车载称重计算模块被拆卸或失效时，所述称重计算失效触发单元发出称重计算失效报警数据至所述称重计算处理单元，并传输至所述车载电子标签模块；所述称重计算失效报警数据包含所述第二MAC码。

优选地，所述车载电子标签模块包括与所述第三通讯单元连接通讯的第四通讯单元、与所述路侧单元通讯连接的第五通讯单元、电子标签IC卡、分别与所述第四通讯单元、电子标签IC卡以及所述第五通讯单元连接的电子标签处理单元、以及与所述电子标签处理单元相连的用于对所述称重计算失效报警数据进行处理的称重计算失效检测单元，所述电子标签处理单元根据所述称重结果进行计算形成扣费信息发送至路侧单元，并控制电子标签IC卡完成扣费；或者所述电子标签处理单元将所述称重结果发送至路侧单元，由所述路侧单元根据称重结果形成扣费信息，并控制电子标签IC卡完成扣费。

优选地，所述第三通讯单元为与车载电子标签模块(130)通信的WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元、总线通讯单元和/或并口通讯单元；

所述第一通讯单元与所述第二通讯单元为相匹配的WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元和/或并口通讯单元。

优选地，所述称重传感器包括承重式称重传感器、非接触式车载称重传感器和气压称重传感器中的任一种或多种中的至少两个。

本实用新型还提供一种车载ETC称重扣费系统，包括前述可称重的车载ETC装置、与所述可称重的车载ETC装置通讯相连的路侧单元，所述路侧单元根据所述可称重的车载ETC装置的扣费信息进行扣费。

实用新型本实用新型与现有技术相比具有如下优点：本实用新型采用安装在车辆上的车载称重传感器感测需称重车辆的车载称重数据，并通过车载称重计算模块计算其称重结果并发送至车载电子标签模块用于形成扣费信息，使得需要称重的车辆可以通过ETC车道实现不停车收费，可有效减少需称重车辆停车缴费导致收费通道拥堵现象，以缓解车辆通行压力；而且有效减少业主或管理方在收费站出入口上设置称重设备的投入。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型第一实施例中可称重的车载ETC装置的原理框图。

图2是本实用新型第二实施例中可称重的车载ETC装置的原理框图。

图3是本实用新型第三实施例中车载ETC称重扣费系统的原理框图。

图4是本实用新型第四实施例中车载ETC称重扣费方法的流程图。

图中：100、车载ETC装置；110、车载称重传感模块；111、称重传感器；112、称重传感处理单元；113、第一通讯单元；114、称重传感存储单元；115、称重失效触发单元；120、车载称重计算模块；121、第二通讯单元；122、称重计算处理单元；123、第三通讯单元；124、称重传感失效检测单元；125、称重计算存储单元；126、称重计算失效触发单元；127、称重计算ESAM单元；130、车载电子标签模块；131、第四通讯单元；132、第五通讯单元；133、电子标签IC卡；134、电子标签处理单元；135、称重计算失效检测单元；136、电子标签ESAM单元；200、路侧单元。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1示出本实用新型第一实施例中的可称重的车载ETC装置100。该可称重的车载ETC装置100包括用于与路侧单元200通讯实现ETC扣费的车载电子标签模块130、安装在车辆上的多个车载称重传感模块110、以及与车载称重传感模块110和车载电子标签模块130通讯连接的车载称重计算模块120。

车载称重传感模块110感测其安装车辆的车载称重数据，由车载称重计算模块120根据车载称重数据计算得到该车辆的称重结果，并传送至车载电子标签模块130用于形成扣费信息。可以理解地，该车辆可以是货车或其他需称重的车辆。

上述技术方案，采用安装在车辆上的不同位置、形成传感整列的多个车载称重传感模块110感测需称重车辆的车载称重数据，并通过车载称重计算模块120计算其称重结果并发送至车载电子标签模块130用于形成扣费信息，使得需要称重的车辆可以通过ETC车道实现不停车收费，可有效减少需称重车辆停车缴费导致收费通道拥堵现象，以缓解车辆通行压力；而且有效减少业主或管理方在收费站出入口上设置称重设备的投入。

图2示出本实用新型第二实施例中的可称重ETC装置。

如图2所示，每个车载称重传感模块110包括动态感测车载称重数据的称重传感器111、与称重传感器111连接并处理车载称重数据的称重传感处理单元112、与称重传感处理单元112连接并发送处理后的车载称重数据的第一通讯单元113。可以理解地，第一通讯单元113可以定时将检测的车载称重数据发送至车载称重计算模块120。

具体地，该称重传感器111可以包括承重式称重传感器、非接触式车载称重传感器和气压称重传感器中的任一种或多种中的至少两个；可以理解地，该称重传感器111还可以采用其他可动态称重的传感器。

具体地，车载称重传感模块110还包括与称重传感处理单元112连接的称重传感存储单元114、以及称重失效触发单元115。称重传感存储单元114存储有唯一的用以识别称重传感器111的第一MAC码，称重传感处理单元112可将车载称重数据和第一MAC码共同发送至车载称重计算模块120。可以理解地，车载称重计算模块120相应设置有称重传感失效检测单元124。

可以理解地，车载称重传感模块110通过物理手段安装在车辆轴承或相关位置，称重失效触发单元115可包括机械或电动的机械防拆结构，例如可在其紧贴车辆的安装面设置一防拆弹片，该防拆弹片平时处于被压缩状态，在车载称重传感模块110被拆卸时,防拆弹片自动弹出，使得称重失效触发单元115发出称重传感失效报警数据至称重传感处理单元112，并传送至车载称重计算模块120；称重失效报警数据包含有第一MAC码。设置有称重传感失效检测单元124的车载称重计算模块120对接收到的称重传感失效报警数据进行处理发出失效信号，不再识别该第一MAC码对应的车载称重传感模块110发送的信号。

可以理解地，称重传感失效检测单元124还可以定时读取车载称重传感模块110的车载称重数据，若在预设时间内无法接收到带第一MAC码的车载称重传感模块110反馈的车载称重数据时发出失效信号，不再识别该第一MAC码对应的车载称重传感模块110发送的信号。

车载称重计算模块120根据接收到的车载称重传感模块110传送的车载称重数据进行计算，得到当前时刻该车辆的称重结果。具体地，车载称重计算模块120还包括与第一通讯单元113连接通讯的第二通讯单元121、与第二通讯单元121连接并对车载称重数据进行计算的称重计算处理单元122、与称重计算处理单元122连接并发送计算后的称重结果给车载电子标签模块130 的第三通讯单元123。可以理解地，车载称重计算模块120中含有数据滤波算法，可对接收到的车载称重数据进行滤波校正，并将滤波校正后的称重结果通过第三通讯单元123发送给车载电子标签模块130；该数据滤波算法可以是卡尔曼算法。

具体地，第一通讯单元113与所述第二通讯单元121可以为相匹配的WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元和/或并口通讯单元。可以理解地，第一通讯单元113与第二通讯单元121之间还可以通过有线方式连接，在通过有线方式连接时，要求其电缆可实现防震动损耗和防磨损等性质。

车载称重计算模块120还包括与称重计算处理单元122相连的称重计算存储单元125、称重计算失效触发单元126。称重计算存储单元125存储有唯一的第二MAC码，称重计算处理单元122可将称重结果结合第二MAC码发送至车载电子标签模块130。可以理解地，车载电子标签模块130相应设置有称重计算失效检测单元135。

称重计算失效触发单元126可包括机械或者电动的机械防拆结构，可以理解地，在车载称重计算模块120被拆卸或失效时，称重计算失效触发单元126发出称重计算失效报警数据至称重计算处理单元122，并传输至车载电子标签模块130；称重计算失效报警数据包含第二MAC码。车载电子标签模块130内置的称重计算失效检测单元135对接收到的称重计算失效报警信号进行处理发出失效信号，不再识别车载称重计算模块120发送的信号。

第一、第二MAC码分别是器件的物理地址，用于对器件进行标识，使得接收相应信息的车载称重计算模块120或车载电子标签模块130能够获知信息来源。

车载电子标签模块130还包括与第三通讯单元123连接通讯的第四通讯单元131、与路侧单元200通讯连接的第五通讯单元132、电子标签IC卡133、分别与第四通讯单元131、电子标签IC卡133以及第五通讯单元132连接的电子标签处理单元134，电子标签处理单元134根据称重结果进行计算形成扣费信息发送至路侧单元200，并控制电子标签IC卡133完成扣费。可以理解地，电子标签处理单元134还可以将称重结果发送至路侧单元200，由路侧单元200根据称重结果进行计算形成扣费信息，并控制电子标签IC卡133完成扣费。

具体地，第三通讯单元123与第四通讯单元131为WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元、总线通讯单元和/或并口通讯单元。可以理解地，车载称重计算模块120与车载电子标签模块130可以集成化，相互之间可通过有线或IO口直接通讯连接以完成数据交互。

第五通讯单元132与路侧单元200之间通过5.8GHz通讯单元相连，以实现与路侧单元200通讯交互，完成扣费过程。

车载称重计算模块120还包括称重计算ESAM单元127，其中的ESAM文件夹中具有密钥，相应地，车载电子标签模块130还包括电子标签ESAM单元136，其中的ESAM文件夹中也具有相应的密钥。称重计算ESAM单元127可以对称重结果进行加密后发送至电子标签ESAM单元136，ESAM单元对接收到的加密后的称重结果进行解密。可以理解地，称重计算ESAM单元127与电子标签ESAM单元136之间还可以采用双向认证机制；即称重计算ESAM单元127还可以向电子标签ESAM单元136发送第一认证信息并在车载电子标签ESAM单元136认证成功后向车载电子标签模块130写入称重结果，和/或电子标签ESAM单 元136向称重计算ESAM单元127发送第二认证信息并在称重计算ESAM单元127认证成功后向车载称重计算模块120读取称重结果。可以理解地，称重计算ESAM单元127与电子标签ESAM单元136之间采用双向认证机制，相互存储有对方文件的认证密钥，以防止数据被篡改；也可以采用软密钥的形式存储在各自模块的存储空间中或其他方式。

图3示出本实用新型第三实施例中的车载ETC称重扣费系统。该车载ETC称重扣费系统包括第一实施例和第二实施例中的可称重的车载ETC装置100、与可称重的车载ETC装置100通讯相连的路侧单元200，路侧单元200根据可称重的车载ETC装置100的扣费信息进行扣费。可以理解地，路侧单元200可设置在高速路出入口、标识站、自由流断面或停车场入口，用于对经过相应位置的需称重的车辆上安装的车载ETC装置100中的车载电子标签模块130进行5.8GHz频段通信，交互数据并实现ETC扣费。

图4示出本实用新型第四实施例中的车载ETC动态称重扣费系统的扣费方法。该车载ETC动态称重扣费系统的扣费方法包括以下步骤：

S1：车载称重传感模块110感测其安装车辆的车载称重数据，并发送给车载称重计算模块120。可以理解地，车载称重传感模块110可以实时检测其安装车辆的车载称重数据并定时发送至车载称重计算模块120。

S2：车载称重计算模块120根据车载称重数据计算以得到称重结果，并将称重结果发送至车载电子标签模块130。具体地，步骤S2可以具体包括以下步骤：

车载电子标签模块130定时发送唤醒信息至车载称重计算模块120，触发车载称重计算模块120将称重结果发送至车载电子标签模块130。

或者，路侧单元200发送唤醒信息至车载电子标签模块130，并在唤醒车 载电子标签模块130成功后，车载电子标签模块130与车载称重计算模块120进行数据交互，触发车载称重计算模块120将称重结果发送至车载电子标签模块130。

S3：车载电子标签模块130或路侧单元200根据称重结果形成扣费信息。可以理解地,扣费信息可以由车载电子标签模块130根据称重结果形成，也可以由车载电子标签模块130将称重结果发送至路侧单元200，由路侧单元200根据该称重结果形成扣费信息。

S4：车载电子标签模块130与路侧单元200通讯连接，以使路侧单元200根据步骤S3所形成的扣费信息进行扣费。

采用该车载ETC动态称重扣费系统的扣费方法可使安装有可称重的车载ETC装置100的车辆在通过ETC车道时实现不停车收费，可有效减少需称重车辆停车缴费导致收费通道拥堵现象，以缓解车辆通行压力；而且有效减少业主或管理方在收费站出入口上设置称重设备的投入。

本实用新型是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种可称重的车载ETC装置，包括用于与路侧单元（200）通讯实现ETC扣费的车载电子标签模块（130）；其特征在于：还包括安装在车辆上的多个车载称重传感模块（110）、以及与所述车载称重传感模块（110）和所述车载电子标签模块（130）通讯连接的车载称重计算模块（120）；

所述车载称重传感模块（110）感测其安装车辆的车载称重数据，由所述车载称重计算模块（120）根据所述车载称重数据计算得到该车辆的称重结果，并传送至所述车载电子标签模块（130）用于形成扣费信息。

2.根据权利要求1所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述车载称重传感模块（110）包括动态感测所述车载称重数据的称重传感器（111）、与所述称重传感器（111）连接并处理所述车载称重数据的称重传感处理单元（112）、与所述称重传感处理单元（112）连接并发送处理后的所述车载称重数据的第一通讯单元（113）。

3.根据权利要求2所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述车载称重计算模块（120）包括与所述第一通讯单元（113）连接通讯的第二通讯单元（121）、与所述第二通讯单元（121）连接并对所述车载称重数据进行计算的称重计算处理单元（122）、与所述称重计算处理单元（122）连接并发送计算后的称重结果给所述车载电子标签模块（130）的第三通讯单元（123）。

4.根据权利要求3所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述车载称重传感模块（110）还包括与所述称重传感处理单元（112）连接的称重传感存储单元（114）、以及称重失效触发单元（115）；

所述称重传感存储单元（114）存储有唯一的第一MAC码；

在所述车载称重传感模块（110）被拆卸或失效时，所述称重失效触发单元（115）发出称重传感失效报警数据至所述称重传感处理单元（112），并传送至所述车载称重计算模块（120）；所述称重失效报警数据包含有所述第一MAC码。

5.根据权利要求4所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述称重失效触发单元（115）包括机械防拆结构。

6.根据权利要求4所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述车载称重计算模块（120）还包括与所述称重计算处理单元（122）相连的称重计算存储单元（125）、称重计算失效触发单元（126）以及称重传感失效检测单元（124）；所述称重传感失效检测单元（124）用于对所述称重传感失效报警数据进行处理发出失效信号，或定时读取车载称重传感模块（110）的车载称重数据并在预设时间内无法接收到所述车载称重数据时发出失效信号；

所述称重计算存储单元（125）存储有唯一的第二MAC码；

在所述车载称重计算模块（120）被拆卸或失效时，所述称重计算失效触发单元（126）发出称重计算失效报警数据至所述称重计算处理单元（122），并传输至所述车载电子标签模块（130）；所述称重计算失效报警数据包含所述第二MAC码。

7.根据权利要求6所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述车载电子标签模块（130）包括与所述第三通讯单元（123）连接通讯的第四通讯单元（131）、与所述路侧单元（200）通讯连接的第五通讯单元（132）、电子标签IC卡（133）、分别与所述第四通讯单元（131）、电子标签IC卡（133）以及所述第五通讯单元（132）连接的电子标签处理单元（134）、以及与所述电子标签处理单元（134）相连的用于对所述称重计算失效报警数据进行处理的称重计算失效检测单元（135）；所述电子标签处理单元（134）根据所述称重结果进行计算形成扣费信息发送至路侧单元（200），并控制电子标签IC卡（133）完成扣费；或者所述电子标签处理单元（134）将所述称重结果发送至路侧单元（200），由所述路侧单元（200）根据称重结果形成扣费信息，并控制电子标签IC卡（133）完成扣费。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述第三通讯单元（123）为与车载电子标签模块（130）通信的WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元、总线通讯单元和/或并口通讯单元；所述第一通讯单元（113）与所述第二通讯单元（121）为相匹配的WI-FI通讯单元、蓝牙通讯单元、2.4GHz ZigBee通讯单元、5.8GHz通讯单元、串口通讯单元和/或并口通讯单元。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的可称重的车载ETC装置，其特征在于：所述称重传感器（111）包括承重式称重传感器、非接触式车载称重传感器和气压称重传感器中的任一种或多种中的至少两个。

10.一种车载ETC称重扣费系统，其特征在于：包括权利要求1～9任一项所述的可称重的车载ETC装置（100）、与所述可称重的车载ETC装置（100）通讯相连的路侧单元（200），所述路侧单元（200）根据所述可称重的车载ETC装置（100）的扣费信息进行扣费。