CN205942750U - 一种电子车牌读写器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电子车牌读写器，包括至少三个接收链路，和至少三个所述接收链路分别相连的数字处理模块14，其中所述接收链路包括依次相连的接收天线11、接收模块12和鉴相模块13，所述鉴相模块13和所述数字处理模块14相连，至少三个所述接收链路的接收天线11组成接收天线阵列。本电子车牌读写器的数字处理模块14根据至少三个接收链路提供的相位信息，可以精确的获得电子车牌相对于电子车牌读写器的目标方位角，为电子车牌的定位提供了简单、精确的实现方式。

Description

一种电子车牌读写器

技术领域

本申请涉及智能交通领域，特别涉及一种电子车牌读写器。

背景技术

在电子车牌的应用系统中，读写器与车载的电子车牌通信时，读写器并不能确定电子车牌的车辆是否处于该读写器天线覆盖的车道区域内，凡是出现有响应应答信号的电子车牌，读写器都与其进行通信，这样就可能导致非本读写器天线覆盖车道区域的电子车牌都被进行通信，或是读写器信号被反射到其它车道区域并造成与该处出现的电子车牌进行了通信，导致系统容易出现旁道干扰或跟车干扰的现象，若是在有使用电子车牌作为计费的场合，会出现误计费等操作，产生错误纠纷，影响了电子车牌系统的正常应用。

随着智能交通技术的广泛应用和迅猛发展，电子车牌读写器设备需要具有更多更强的功能，来应对日益复杂的交通环境和应用要求。由于车辆在道路上的行驶情况复杂多变，判断车辆在车道上所处位置的需求十分迫切，这就需要读写器设备要具有对电子车牌车辆定位的功能。在传统的定位方式中如，到达时间差方式，定位精度不够。若采用地感线圈的方式，一方面无法统一定位信息和交易信息是否为同一车辆，另一方面施工难度高。通过目标方向角的方式可以很好的解决上述问题，因此电子车牌读写器如何获得电子车牌的目标方向角就成了亟待解决的问题。

实用新型内容

为实现上述功能，本申请实施例提供一种电子车牌读写器，包括至少三个接收链路，和至少三个所述接收链路分别相连的数字处理模块14，其中所述接收链路包括依次相连的接收天线11、接收模块12和鉴相模块13，所述鉴相模块13和所述数字处理模块14相连，至少三个所述接收链路的接收天线11组成接收天线阵列。

进一步的，所述接收天线阵列包括至少一个接收天线组，所述接收天线组由延直线设置三个接收天线11组成，所述接收天线组内的三个接收天线11两两之间的距离至少包括，小于工作频率空间波长的距离和大于等于2倍工作频率空间波长的距离。

进一步的，所述工作频率为900M。

进一步的，所述接收天线组内的三个接收天线11两两之间的距离至少包括，0.15米和N*0.3米，其中N为大于等于2的正整数。

进一步的，所述接收模块12包括依次连接的低噪声放大模块22、混频器23、第一中频放大模块24、中频滤波模块25和第二中频放大模块26，其中对应的所述接收天线11的输出端和所述低噪声放大模块22的输入端相连，所述第二中频放大模块26的输出端和对应的所述鉴相模块13相连，所述电子车牌读写器还包括一本振28，所述本振28和至少三个所述接收链路的所述混频器23分别相连。

进一步的，所述接收模块12还包括设置在所述接收天线11和所述低噪声放大模块22之间的射频开关21；所述电子车牌读写器还包括一校准信号发生器29，所述校准信号发生器29和至少三个所述接收链路的所述射频开关21分别相连，所述射频开关21在数字处理模块14的控制下选择接收模块12连接对应的所述接收天线11或所述校准信号发生器29。

进一步的，所述接收模块12还包括用于对所述第一中频放大模块24和第二中频放大模块26进行控制的自动增益控制模块27。

进一步的，所述鉴相模块13包括依次相连的A/D转换模块31和数据采集模块32，所述A/D转换模块31的输入端和对应的接收模块12输出端相连，所述数据采集模块32的输出端和所述数字处理模块14相连。

进一步的，所述数据采集模块32为FPGA。

进一步的，还包括收发链路和核心处理模块19，所述收发链路由依次连接的收发天线15、收发模块16、调制/解调模块17、编码/解码模块组成18，所述核心处理模块19分别和所述收发链路、所述数字处理模块14相连。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

电子车牌读写器的数字处理模块14根据至少三个接收链路提供的相位信息，可以精确的获得电子车牌相对于电子车牌读写器的目标方位角，为电子车牌的精确定位提供了一种施工简单，定位准确的实现方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种电子车牌读写器模块示意图；

图2是本申请提供的又一种电子车牌读写器模块示意图；

图3是本申请提供的再一种电子车牌读写器模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，本实用新型提供了一种电子车牌读写器，包括：

至少三个接收链路，和至少三个所述接收链路分别相连的数字处理模块14，其中所述接收链路包括依次相连的接收天线11、接收模块12和鉴相模块13，所述鉴相模块13和所述数字处理模块14相连，至少三个所述接收链路的接收天线11组成接收天线阵列。

容易理解的，至少三个接收链路，同时分别接收电子车牌被动反射调制的微波信号，由于电子车牌被动反射信号与接收链路之间距离比较远，属于远场区域，微波信号等同于平行分别到达各个接收链路的接收天线11。每个接收模块12从各自对应的接收天线11接收到该微波信号，并将该微波信号转化成中频信号，并保证输出的中频信号增益、相移等参数保持一致。各接收模块12输出该中频信号到对应的鉴相模块13。鉴相模块13把从接收模块12输入的中频信号进行A/D转换处理，把相位信息转换成适合数字处理的数据信息。数字处理模块14把各鉴相模块13输入的相位关联的数据信息通过比较算法进行相位比较计算，从而计算出电子车牌反射的信号方位的角度，即得到目标方位角。在实际应用中通过相互垂直的二维或多维方向使用多个接收天线组来确定电子车牌在各个维度方向的目标方向角，具体地，根据电子车牌读写器安装的高度及安装角度，结合确定的电子车牌的目标方向角，就可以计算出电子车牌在读写器垂直投影点前方覆盖区域的具体位置。

在一个较佳的实施例中，所述接收天线阵列包括至少一个接收天线组，所述接收天线组由延直线设置三个接收天线11组成，所述接收天线组内的三个接收天线11两两之间的距离至少包括，小于工作频率空间波长的距离和大于等于2倍工作频率空间波长的距离。其中，所述工作频率为900M。

具体的该电子车牌读写器安装在车道上方正中的龙门架上，按直线设置的三个接收天线11与车道地面平行，天线方向图中心方向对着来车方向，以覆盖一个车道宽度为佳。其中，三个接收天线11两两之间的距离至少包括，0.15米和N*0.3米，其中N为大于等于2的正整数。各接收链路采用相同形式的天线，具体可以是圆极化喇叭天线形式，且相位中心方向相同。

再一个实施例中，在上一实施例的基础上，参见图2，其中由于多个接收链路相同，故仅标注了一个接收链路。具体的，所述接收模块12包括依次连接的低噪声放大模块22、混频器23、第一中频放大模块24、中频滤波模块25和第二中频放大模块26，其中对应的所述接收天线11的输出端和所述低噪声放大模块22的输入端相连，所述第二中频放大模块26的输出端和对应的所述鉴相模块13相连，所述电子车牌读写器还包括一本振28，所述本振28和至少三个所述接收链路的所述混频器23分别相连。所述接收模块12还包括用于对所述第一中频放大模块24和第二中频放大模块26进行控制的自动增益控制模块27。

所述鉴相模块13包括依次相连的A/D转换模块31和数据采集模块32，所述A/D转换模块31的输入端和对应的接收模块12输出端相连，所述数据采集模块32的输出端和所述数字处理模块14相连，其中数据采集模块32为FPGA。

具体的，电子车牌调制反射的微波信号分别通过接收天线11输入到接收模块12的输入端，微波信号经过低噪声放大模块22进行放大，进入混频器23与同一本振28混频变成一个中频信号，中频信号经过第一中频放大模块24放大，然后经过中频滤波模块25，滤掉干扰信号，再进入第二中频放大模块26放大，输出中频信号。为保证输出的中频信号幅度稳定，还设置有用于对第一中频放大模块24和第二中频放大模块26进行控制的自动增益控制模块27。中频信号输入到鉴相模块13中，经过A/D转换模块31把相位信息由模拟量转换成数字量，再由数据采集模块32采集变成数字信号的数据。数字处理模块14，把从各个鉴相模块13输入的相位关联的数据进行比相计算，确定电子车牌的目标方向角。

再一个较优的实施例中，所述接收模块12还包括设置在所述接收天线11和所述低噪声放大模块22之间的射频开关21；所述电子车牌读写器还包括一校准信号发生器29，所述校准信号发生器29和至少三个所述接收链路的所述射频开关21分别相连，所述射频开关21在数字处理模块14的控制下选择接收模块12连接对应的所述接收天线11或所述校准信号发生器29。

各个接收模块12从输入端到输出端的增益、相位要保持较高的一致性，以确保测量的误差最小，为保证在环境温度变化可能会出现的增益及相位不一致性时的测量精度，接收模块12中增加一个校准信号发生器29，在电子车牌读写器处于空闲状态，或者是温度变化时，校准信号发生器29定时发送一个等功率、等相位的校准信号从射频开关21输入，对各接收模块12之间的增益、相位进行定位误差校准。

参见图3，本实用新型还提供了一种电子车牌读写器，包括收发链路和核心处理模块19，所述收发链路由依次连接的收发天线15、收发模块16、调制/解调模块17、编码/解码模块组成18，所述核心处理模块19分别和所述收发链路、所述数字处理模块14相连。

其中所述收发模块16用于放大输出经过数据编码和调制的微波信号，接收放大电子车牌应答返回的微波信号，并进行频率变换成中频信号后放大、滤波输出。

调制/解调模块17用于对下行已编码数据信号进行调制并发送到收发模块16发射出去，并对从收发模块16接收的中频信号进行解调，输出数字信号数据；

编码/解码模块18用于对下行数据进行FM0编码并发送到调制/解调模块17中进行调制，并对从调制/解调模块17接收到的数字信号数据进行FM0解码；

核心处理模块19，为整个电子车牌读写器装置的主处理器，控制整个电子车牌读写器的工作过程，包括与车道计算机进行数据交互，读写器应用逻辑过程，接收定位信息与处理，同时可以替代数字处理模块14在空闲特定时间发送信号到校准信号发生器29进行相位误差自检，或者控制所述射频开关21选择接收模块12连接对应的所述接收天线11或所述校准信号发生器29等。

电子车牌读写器安装在车道上方的正中位置，利于工程安装施工的便利，接收天线11与收发天线15方向图的指向相同，能减少旁道电子车牌或其它信号的干扰，确保收发天线15接收的电子车牌信号与接收天线11接收的电子车牌信号一致。

本实用新型提供一种电子车牌读写器，电子车牌读写器的数字处理模块14根据至少三个接收链路提供的相位信息，可以精确的获得电子车牌相对于电子车牌读写器的目标方位角，为电子车牌的精确定位提供了一种施工简单，定位准确的实现方式。

进一步的，在实际应用中通过相互垂直的二维或多维方向使用多个接收天线组来确定电子车牌在各个维方向目标方向角，具体地，根据电子车牌读写器安装的高度及安装角度，结合确定的电子车牌的目标方向角，就可以计算出电子车牌在读写器垂直投影点前方覆盖区域的具体位置。进而该电子车牌读写器可以用于：判断响应通信的电子车牌是否是处于本读写器天线的通信覆盖区域内，在本覆盖范围内的则与之通信，区域外的则不与之通信。在自由流应用中可以提供定位信息配合其它车型识别系统、图像识别系统、图像抓拍系统对车辆的管理，并能实时对违规车辆进行稽查；通过对电子车牌的精确定位，能在电子车牌返回的任2次信号和时间之间，计算出电子车牌车辆通行的距离，从而可以对电子车牌车辆的速度进行测量，可以实现对路段或断面通过的电子车牌车辆的通车速度进行统计，及配合对超速违章车辆进行实时稽查。

Claims (10)

1.一种电子车牌读写器，其特征在于，包括至少三个接收链路，和至少三个所述接收链路分别相连的数字处理模块，其中所述接收链路包括依次相连的接收天线、接收模块和鉴相模块，所述鉴相模块和所述数字处理模块相连，至少三个所述接收链路的接收天线组成接收天线阵列。

2.根据权利要求1所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述接收天线阵列包括至少一个接收天线组，所述接收天线组由延直线设置三个接收天线组成，所述接收天线组内的三个接收天线两两之间的距离至少包括，小于工作频率空间波长的距离和大于等于2倍工作频率空间波长的距离。

3.根据权利要求2所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述工作频率为900M。

4.根据权利要求3所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述接收天线组内的三个接收天线两两之间的距离至少包括，0.15米和N*0.3米，其中N为大于等于2的正整数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述接收模块包括依次连接的低噪声放大模块、混频器、第一中频放大模块、中频滤波模块和第二中频放大模块，其中对应的所述接收天线的输出端和所述低噪声放大模块的输入端相连，所述第二中频放大模块的输出端和对应的所述鉴相模块相连，所述电子车牌读写器还包括一本振，所述本振和至少三个所述接收链路的所述混频器分别相连。

6.根据权利要求5所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述接收模块还包括设置在所述接收天线和所述低噪声放大模块之间的射频开关；所述电子车牌读写器还包括一校准信号发生器，所述校准信号发生器和至少三个所述接收链路的所述射频开关分别相连，所述射频开关在数字处理模块的控制下选择接收模块12连接对应的所述接收天线或所述校准信号发生器。

7.根据权利要求5所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述接收模块还包括用于对所述第一中频放大模块和第二中频放大模块进行控制的自动增益控制模块。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述鉴相模块包括依次相连的A/D转换模块和数据采集模块，所述A/D转换模块的输入端和对应的接收模块输出端相连，所述数据采集模块的输出端和所述数字处理模块相连。

9.根据权利要求8所述的电子车牌读写器，其特征在于，所述数据采集模块为FPGA。

10.根据权利要求1-4任一项所述的电子车牌读写器，其特征在于，还包括收发链路和核心处理模块，所述收发链路由依次连接的收发天线、收发模块、调制/解调模块、编码/解码模块组成，所述核心处理模块分别和所述收发链路、所述数字处理模块相连。