CN205281596U - 一种基于手机无线通信的高速道路收费系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于手机无线通信的高速道路收费系统，设置在高速道路的入站口收费站及出站口收费站，该系统包括移动设备、入口定位装置、出口定位装置和服务器单元。移动设备为智能手机，入口定位装置安装在入站口收费站，包括入口远距离定位通信模组与入口近距离定位通信模组，出口定位装置安装在出站口收费站，包括出口远距离定位通信模组与出口近距离定位通信模组，服务器单元，其与入口定位装置和出口定位装置连接。本实用新型有效解决高速收费系统造成的高速公路交通拥塞，收费消耗的人力、物料、设备成本高的问题。

Description

一种基于手机无线通信的高速道路收费系统

技术领域

本实用新型涉及一种高速道路智能收费系统，尤其涉及一种基于手机无线通信的高速道路收费系统。

背景技术

目前国内的高速收费系统主要是基于车辆类型，排量，吨位，行驶路段和公里数对通过高速公路的车辆进行收费。近年来，随着汽车数量的急速增多，高速公路成了中远距离行驶的头号选择，高速公路的收费口拥堵情况不可小觑，我国的高速公路收费系统可以分为两种：IC卡收费以及ETC收费方式，但这两种收费方式分别存在以下缺点：

在IC卡收费方式中，车主需要在高速公路入口领取IC卡，在高速公路出口时根据入口的卡片进行缴费。因此，车辆在高速入站口收费站和出站口收费站会进行滞留和等待，不同类型的车辆要在不同的收费路口等待，容易造成交通堵塞，严重时甚至可能造成交通事故

在ETC收费方式中，需要在车辆的挡风玻璃上安装电子标签，在收费口需要感应线圈，车道天线等，设备繁多，成本较高，且安装操作需对每个车辆进行，所以安装繁琐复杂。而且与ETC管理中心合作的银行数量不全面，导致去银行办理ETC设备的车主，面临着办储值卡、存款等诸多条款的限制；ETC用户每次扣费后，在没有开通银行短信的前提下，系统不能给用户发手机短信，注明详细的通行信息、扣费情况等问题。

因此，目前亟需一种安装简便，成本较低且可不停车收费的高速道路收费装置，以解决目前高速道路收费站车辆拥堵的现状，以及提高收费和车辆通行效率。

为此，本实用新型提出一种解决方案，使用无线网络通信来有效解决高速收费系统造成的高速公路交通拥塞，收费消耗的人力、物料、设备成本高的问题。解决方案为，利用iBeacon无线通信方式进行高速公路收费站的位置广播，当车主在手机端收到这个位置信息后，进行入口或出口位置信息记录，同时将车辆的信息通过WiFi网络自动上传至公网服务器端，在出站口进行费用计算和缴纳。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于手机无线通信的高速道路收费系统，其设置在高速道路的入站口收费站及出站口收费站，包括：

移动设备，所述移动设备为智能手机，其包括第一通信模块与第二通信模块，第一通信模块为低功耗蓝牙模块，第二通信模块为WiFi模块；所述移动设备由车主携带或安装在车辆上；

入口定位装置，其安装在所述入站口收费站，包括入口远距离定位通信模组与入口近距离定位通信模组，所述入口远距离定位通信模组发射的入口远距离定位信号覆盖通向所述入站口收费站的道路，在所述入口远距离定位信号覆盖范围内，所述第一通信模块与所述入口远距离定位通信模组通信；所述入口近距离定位通信模组发射的入口近距离定位信号覆盖通向所述入站口收费站，在所述入口近距离定位信号覆盖范围内，所述第二通信模块与所述入口近距离定位通信模组通信，所述第二通信模块与公网服务器进行连接，在公网服务器与车主手机之间传递信息，所述公网服务器确认接收到车主手机发送的车辆入站信息后，护栏抬起，否则，启用备选方案；本专利在入站口处的备选方案为，当车主未随身携带手机或手机故障时，在入口处，人工发放IC卡，护栏抬起；

出口定位装置，其安装在所述出站口收费站，包括出口远距离定位通信模组与出口近距离定位通信模组，所述出口远距离定位通信模组发射的出口远距离定位信号覆盖通向所述出站口收费站的道路，在所述出口远距离定位信号覆盖范围内，所述第一通信模块与所述出口远距离定位通信模组通信；所述出口近距离定位通信模组发射的出口近距离定位信号覆盖通向所述出站口收费站，在所述出口近距离定位信号覆盖范围内，所述第二通信模块与所述出口近距离定位通信模组通信；同时，考虑到如果车辆正常入站，但在出站之前，手机故障或停电导致不能正常接收服务器扣款信息时，由人工查看服务器端的车辆入站信息，收取车辆通过高速公路费用，护栏抬起；

服务器单元，其与所述入口定位装置和所述出口定位装置连接。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，所述移动设备内进一步集成有自动结算模块，该自动结算模块内配置具有自动结算功能的程序。当车辆进入所述入口近距离定位信号或所述出口近距离定位信号覆盖的区域时，所述第二通信模块与所述服务器单元通信，所述自动结算模块通过服务器回传的信息进行扣款或提醒车主缴费，当车主确认接收到服务器回传的扣款信息之后，护栏抬起，否则，启用备选方案，本专利在出站口处的备选方案为，人工查询服务器端该车辆的入站信息，进行缴费，护栏抬起。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述高速道路收费系统进一步设有护栏控制装置，其安装在所述入站口收费站和所述出站口收费站的护栏上，所述护栏控制装置与所述服务器单元连接。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述入口远距离定位通信模块采用iBeacon通信模块，该模块具有较大发射功率，所述入口远距离定位信号覆盖所述入站口收费站前0-50.5米的道路。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述入口近距离定位通信模块采用WiFi通信模块，该模块具有较大发射功率和较高灵敏度，所述入口近距离定位信号覆盖所述出站口收费站周围0-30米的区域。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述出口远距离定位通信模块采用iBeacon通信模块，该模块具有较大发射功率，所述出口远距离定位信号覆盖所述出站口收费站前0-50.5米的道路。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述出口近距离定位通信模块采用WiFi通信模块，该模块具有较大发射功率和较高灵敏度，所述出口近距离定位信号覆盖所述出站口收费站周围0-30米的区域。

本实用新型所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统中，所述服务器单元包括本地终端和公网服务器端；所述本地终端与所述入口定位装置和所述出口定位装置连接，所述本地终端通过网络与所述公网服务器端连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型仅需要在收费站安装定位装置及本地终端，与车辆驾驶员身边安装有APP的移动设备相配合，安装方便，成本较低，且利用精确的定向定位技术可快速实现车辆信息、高速道路出入口、出入时间等信息的收集，以及实现快速确定费用及缴费，减少车辆在收费站停靠的时间，缓解车辆在收费站前拥堵的状况。

附图说明

图1是本实用新型收费系统的结构示意图。

图2是服务器单元的组网拓扑。

图3是车辆进入入站口收费站时的示意图。

图4是车辆进入入口远距离定位信号覆盖的区域的示意图。

图5是车辆进入入口近距离定位信号覆盖的区域的示意图。

图6是车辆进入入站口收费站的流程图。

图7是车辆进入出口远距离定位信号覆盖的区域的示意图。

图8是车辆进入出口近距离定位信号覆盖的区域的示意图。

图9是车辆进入出站口收费站的流程图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

本实用新型基于手机无线通信的高速道路收费系统设置在高速道路的入站口收费站及出站口收费站，如图1所示，该系统包括移动设备1、入口定位装置2、出口定位装置3和服务器单元4。

本实用新型的具体实施例中，移动设备1为智能手机，或平板电脑等便携式设备，移动设备1由车主随车携带或安装在车辆内。移动设备1内安装有第一通信模块、第二通信模块和自动结算模块，该自动结算模块内配置具有自动结算功能的程序(例如，手机钱包、支付宝等应用程序)，当车辆进入入口近距离定位信号或出口近距离定位信号覆盖的区域时，自动结算模块通过第二通信模块与服务器单元通信，自动结算模块通过服务器回传的信息进行扣款或提醒车主缴费。其中，移动设备1集成有第一通信模块与第二通信模块。优选地，第一通信模块采用低功耗蓝牙模块，第二通信模块采用WiFi通信设备。移动设备1内保存有用户车辆的车辆信息，车牌信息，位置信息及时间信息等，在于入口定位装置2和出口定位装置3通信时向其发出入站和出站请求指令。移动设备1所执行的数据处理及通信均由现有代码或指令控制，本实用新型不涉及对该计算机程序提出的改进。

入口定位装置2安装在入站口收费站，包括入口远距离定位通信模组21与入口近距离定位通信模组22，入口远距离定位通信模组21发射的入口远距离定位信号覆盖通向入站口收费站的道路，在入口远距离定位信号覆盖范围内，第一通信模块与入口远距离定位通信模组21通信；入口近距离定位通信模组22发射的入口近距离定位信号覆盖通向入站口收费站，在入口近距离定位信号覆盖范围内，第二通信模块与入口近距离定位通信模组22通信。优选地，入口远距离定位通信模组21为iBeacon通信模组，其发射的入口远距离定位信号为iBeacon信号，其覆盖范围为入站口收费站前0-50.5米的道路。入口近距离定位通信模组22采用WiFi通信模组，其发射的入口近距离定位信号为WiFi信号，其覆盖范围为收费站周围0-30米。

与入口定位装置2类似，出口定位装置3安装在出站口收费站，包括出口远距离定位通信模组31与出口近距离定位通信模组32，出口远距离定位通信模组31发射的出口远距离定位信号覆盖通向出站口收费站的道路，在出口远距离定位信号覆盖范围内，第一通信模块与出口远距离定位通信模组31通信；出口近距离定位通信模组32发射的出口近距离定位信号覆盖通向出站口收费站，在出口近距离定位信号覆盖范围内，第二通信模块与出口近距离定位通信模组32通信。优选地，出口远距离定位通信模组31为iBeacon通信模组，其发射的出口远距离定位信号为iBeacon信号，其覆盖范围为出站口收费站前方0-50.5米的道路，上述收费站的前方是指车辆驶向收费站时的位置。出口近距离定位通信模组32采用WiFi通信模组，其发射的出口近距离定位信号为WiFi信号，其覆盖范围为收费站周围0-30米。

服务器单元4与入口定位装置2和出口定位装置3连接，其包括本地终端41和公网服务器端42；本地终端41与入口定位装置2和出口定位装置3连接，多个本地终端41分别设置在同城高速道路收费站、城际高速道路收费站和省级高速道路收费站中，每个收费站的入口定位装置2及出口定位装置3均以WiFi信号覆盖收费站及附近区域，本系统应用于所有高速道路收费站中，以覆盖所有高速道路收费站。每个本地终端41均通过路由器与公共网络相连，从而与公网服务器端42连接。公网服务器端42内存储各个车辆进出收费站时上传的车辆信息、车牌信息、入站信息、出站信息和时间信息等信息，并根据上述信息计算车辆出站时该收取的费用，并将费用等信息通过公共网络发回至相应的本地终端41。

本实用新型的较佳实施例中，该移动设备1内进一步集成有自动结算模块，自动结算模块与第二通信模块连接，当车辆进入入口近距离定位信号或出口近距离定位信号覆盖的区域时，自动结算模块通过第二通信模块与服务器单元4连接。自动结算模块根据服务器单元4返回的费用信息进行相应的结算，并将结算数据和结果返回至服务器单元4中。

本实用新型的较佳实施例中，该高速道路收费系统进一步设有护栏控制装置5，其安装在入站口收费站和出站口收费站的护栏上，护栏控制装置5与服务器单元4连接。当服务器单元4接受入站请求或者确认完成缴费后，发送指令以控制护栏控制装置5自动抬起护栏令车辆通过。

以上是对本实用新型在具体实施例中应用的系统结构进行说明，以下结合具体实施方式对实施该实用新型进行具体描述。

(进入入站口收费站)

当安装或随车主携带有智能手机(即，移动设备1)的车辆驶近高速道路的入站口收费站时，移动设备1首先进入iBeacon信号(即，入口远距离定位信号)的覆盖范围，如图4所示。该移动设备1通过第一通信模块与入口远距离定位通信模组21建立连接。

如图3所示，高速道路收费站按车辆类型分类收费。三种不同类型的车辆按照现有分类方式通过三条不同的通道并行经过各自的入站口收费站。此时车辆进入入站口收费站周围的入站口近距离定位信号的覆盖区域，如图5所示。入站口收费站的本地终端41控制入口定位装置2的入口远距离定位模组21以iBeacon信号广播入站口位置信息(包括收费站编号、所在省份和城市)，具体参见以下表1。移动设备1接收到位置信息，发出检测该入站口收费站WiFi信号强度的指令。

表1入站口收费站以iBeacon信号广播数据

高速公路入站口收费站编号

高速公路入站口所在省份和城市

当WiFi信号强度大于所设定阈值时，移动设备1通过当前WiFi信号发送入站车辆信息、位置信息及入站请求至入口定位装置2，入口定位装置2将上述信息及入站请求发送至本地终端41，本地终端41将其通过路由器与公共网络转发给公网服务器端42，入站请求的数据包括车牌号、车辆信息、车辆排量、高速入口位置信息和车主身份，具体参见以下表2。公网服务器段42接收上述信息及入站请求后，将相应的应答信息原路返回发送至该移动设备1，车辆驶入入站口收费站的入站流程图如图6所示。

表2入站请求数据

车牌号

车辆类型

车辆排量

高速入口位置信信息

车主身份

(进入出站口收费站)

当智能手机(即，移动设备1)的车辆驶近高速道路的出站口收费站时，移动设备1首先进入iBeacon信号(即，出口远距离定位信号)的覆盖范围，如图7所示。该移动设备1通过第一通信模块与出口远距离定位通信模组31建立连接。

不同种类的车辆经过各自的出站口收费站。此时车辆进入出站口收费站周围的出站口近距离定位信号的覆盖区域，如图8所示。出站口收费站的本地终端41控制出口定位装置3的出口远距离定位模组31以iBeacon信号广播出站口位置信息。移动设备1接收到位置信息，发出检测该出站口收费站WiFi信号强度的指令。

当WiFi信号强度大于所设定阈值时，移动设备1通过当前WiFi信号发送出站车辆信息、位置信息及出站请求至出口定位装置3，出口定位装置3将上述信息及出站请求发送至本地终端41，本地终端41将其通过路由器与公共网络转发给公网服务器端42，具体参见以下表3。公网服务器段42接收上述信息及出站请求后，将相应的应答信息原路返回发送至该移动设备1，待移动设备1的自动结算模块完成缴纳相应的费用之后，本地终端41控制护栏控制装置升起令车辆通过。车辆驶出出站口收费站的出站流程图如图9所示。

表3出站请求数据

车牌号

车辆类型

车辆排量

高速出口位置信息

车主身份

车辆入站信息

本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (8)

1.一种基于手机无线通信的高速道路收费系统，其设置在高速道路的入站口收费站及出站口收费站，其特征在于，包括：

移动设备(1)，所述移动设备(1)为智能手机，其包括第一通信模块与第二通信模块，第一通信模块为低功耗蓝牙模块，第二通信模块为WiFi模块；

入口定位装置(2)，其安装在所述入站口收费站，包括入口远距离定位通信模组(21)与入口近距离定位通信模组(22)，所述入口远距离定位通信模组(21)发射的入口远距离定位信号覆盖通向所述入站口收费站的道路，在所述入口远距离定位信号覆盖范围内，所述第一通信模块与所述入口远距离定位通信模组(21)通信；所述入口近距离定位通信模组(22)发射的入口近距离定位信号覆盖通向所述入站口收费站，在所述入口近距离定位信号覆盖范围内，所述第二通信模块与所述入口近距离定位通信模组(22)通信；

出口定位装置(3)，其安装在所述出站口收费站，包括出口远距离定位通信模组(31)与出口近距离定位通信模组(32)，所述出口远距离定位通信模组(31)发射的出口远距离定位信号覆盖通向所述出站口收费站的道路，在所述出口远距离定位信号覆盖范围内，所述第一通信模块与所述出口远距离定位通信模组(31)通信；所述出口近距离定位通信模组(32)发射的出口近距离定位信号覆盖通向所述出站口收费站，在所述出口近距离定位信号覆盖范围内，所述第二通信模块与所述出口近距离定位通信模组(32)通信；

服务器单元(4)，其与所述入口定位装置(2)和所述出口定位装置(3)连接。

2.如权利要求1所述基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述移动设备(1)内进一步集成有自动结算模块，所述自动结算模块与所述第二通信模块连接，当车辆进入所述入口近距离定位信号或所述出口近距离定位信号覆盖的区域时，所述自动结算模块通过所述第二通信模块与所述服务器单元(4)通信。

3.如权利要求1所述基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述高速道路收费系统进一步设有护栏控制装置(5)，其安装在所述入站口收费站和所述出站口收费站的护栏上，所述护栏控制装置(5)与所述服务器单元(4)连接。

4.如权利要求1所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述入口远距离定位通信模块采用iBeacon通信模块，该模块发射功率较大，所述入口远距离定位信号覆盖所述入站口收费站前0-50.5米的道路。

5.如权利要求1所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述入口近距离定位通信模块采用WiFi通信模块，所述入口近距离定位信号覆盖所述出站口收费站周围0-30米的区域。

6.如权利要求1所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述出口远距离定位通信模块采用iBeacon通信模块，所述出口远距离定位信号覆盖所述出站口收费站前0-50.5米的道路。

7.如权利要求1所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述出口近距离定位通信模块采用WiFi通信模块，所述出口近距离定位信号覆盖所述出站口收费站周围0-30米的区域。

8.如权利要求1所述的基于手机无线通信的高速道路收费系统，其特征在于，所述服务器单元(4)包括本地终端(41)和公网服务器端(42)；所述本地终端(41)与所述入口定位装置(2)和所述出口定位装置(3)连接，所述本地终端(41)通过网络与所述公网服务器端(42)连接。