CN208433028U - 一种带ble通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，包括面壳和底壳，面壳的一侧端面开设有插卡卡槽，面壳的正对面安装有PMMA镜片，PMMA镜片上设置有显示屏和LED灯，底壳的一侧端面还开设有USB充电口，底壳的底部安装有防拆开关和太阳能充电板，面壳内还设置有主控板，主控板上设置有CPU，CPU的输入端与数据加密解密模块的输出端电连接，数据加密解密模块的输入端与BLE通讯模块的输出端电连接。通过BLE通信技术，使用带BLE的移动通信设备结合互联网技术和数据加密技术，实现OBU设备的用户自行发行、充值业务，用户可通过网购等各种途径获取OBU设备，并自行发行和激活，使用方便，同时通过国密SM2、SM3、SM4算法保证数据的可靠性。

Description

一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备

技术领域

本实用新型涉及ETC技术领域，具体为一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备。

背景技术

现有的OBU用户无法自行发行，必须经过合法机构对设备进行初始化、绑定车辆、录入车辆信息、行驶证信息、发卡、绑定等，一系列的操作才可使用，用户只能通过指定机构获取OBU设备；且记账卡的充值必须用专用设备或到营业网点才可充值，导致使用极其不方便，严重阻碍了不停车收费技术的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，实现OBU设备的用户自行发行、充值业务，用户可通过网购等各种途径获取OBU设备，并自行发行和激活，使用方便，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，包括面壳和底壳，所述面壳位于底壳的正上方，所述面壳的一侧端面开设有插卡卡槽，所述面壳的正对面安装有PMMA镜片，所述PMMA镜片上设置有显示屏和LED灯，所述LED灯位于显示屏的一侧，所述显示屏位于PMMA镜片的中端，所述底壳的一侧端面还开设有USB充电口，所述底壳的底部安装有防拆开关和太阳能充电板，所述太阳能充电板位于防拆开关的一侧；

所述面壳内还设置有主控板，所述主控板上设置有CPU，所述CPU与7816接触通讯模块电性连接，所述CPU还与13.56MHz通讯模块电性连接，所述CPU的输入端与数据加密解密模块的输出端电连接，所述数据加密解密模块的输入端与BLE通讯模块的输出端电连接，所述CPU的输入端还与5.8GHz通讯模块的输出端电连接。

优选的，所述CPU的输出端与蜂鸣器的输入端连接。

优选的，所述5.8GHz通讯模块的输出端与RSU通讯模块的输入端电连接。

优选的，所述5.8GHz通讯模块的输入端还与14K方波唤醒模块的输出端电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，通过BLE通信技术，使用带BLE的移动通信设备结合互联网技术和数据加密技术，实现OBU设备的用户自行发行、充值业务，用户可通过网购等各种途径获取OBU设备，并自行发行和激活，通过14K方波唤醒模块，14K唤醒信号为特有的唤醒信号，是连续发送在5.8GHz载波上的一串连续电平信号，5.8GHz通讯模块通过识别信号的特征分辨干扰信号，避免误唤醒导致的不必要电量浪费，唤醒灵敏度优于-40dbm，通过5.8GHz通讯模块使其处在干扰源较少的频段，保证通讯的可靠性，接收灵敏度优于-60dbm，发射功率达到+7dbm，开阔地有效通讯距离大于100米，在入口时，通过5.8GHz通讯模块将入口信息写入设备和用户卡；在途中将路径信息写入设备和用户卡；在出口读取入口信息和路径信息，计算收费金额，并进行自动扣费，并建立扣费成功标志和出口标志，通过国密SM2、SM3、SM4算法保证数据的可靠性，在使用前，对OBU进行发行操作，将相关保密密钥写入加密芯片，在使用过程中，如果出现外部认证失败超过3次未通过一次认证，锁定芯片，有效保障OBU不被复制和数据作弊，通过低功耗设计，并配置太阳能充电板，保证设备可使用5年以上，在非工作状态，终端处于休眠模式，电流小于5uA；在工作模式，卡片处于可唤醒的休眠模式，电流小于10uA；在标识模式，标识时间小于300ms，平均电流50mA，车辆在户外时，通过太阳能充电板对设备电池进行充电，保证电量充足，如果由于车辆长期处于室内，导致电量偏低，也可通过USB充电口对电池充电，进行电量恢复。

附图说明

图1为本实用新型的正面示意图；

图2为本实用新型的背面示意图；

图3为本实用新型的模块框图。

图中：1面壳、2底壳、3插卡卡槽、4 PMMA镜片、5显示屏、6 LED灯、7 USB充电口、8防拆开关、9太阳能充电板、10主控板、11 CPU、12 7816接触通讯模块、13 13.56MHz通讯模块、14数据加密解密模块、15 BLE通讯模块、16 5.8GHz通讯模块、17 14K方波唤醒模块、18蜂鸣器、19 RSU通讯模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，包括面壳1和底壳2，面壳1位于底壳2的正上方，面壳1的一侧端面开设有插卡卡槽3，面壳1的正对面安装有PMMA镜片4，PMMA镜片4上设置有显示屏5和LED灯6，如果出现卡内金额不足，用户可立刻通过手机连接设备，进行充值业务，成功扣费后可驶离出口，同时在显示屏5上显示余额，LED灯6位于显示屏5的一侧，显示屏5位于PMMA镜片4的中端，底壳2的一侧端面还开设有USB充电口7，底壳2的底部安装有防拆开关8和太阳能充电板9，设置一经安装在车辆前挡风玻璃下，不可再次拆卸重装，设备的防拆开关8检测到拆卸，立刻锁定设备，设备失效，有效防止非本车非法使用设备，太阳能充电板9位于防拆开关8的一侧，通过低功耗设计，并配置太阳能充电板9，保证设备可使用5年以上，在非工作状态，终端处于休眠模式，电流小于5uA；在工作模式，卡片处于可唤醒的休眠模式，电流小于10uA；在标识模式，标识时间小于300ms，平均电流50mA，车辆在户外时，通过太阳能充电板9对设备电池进行充电，保证电量充足，如果由于车辆长期处于室内，导致电量偏低，也可通过USB充电口7对电池充电，进行电量恢复；

请参阅图3，面壳1内还设置有主控板10，主控板10上设置有CPU11，CPU11的输出端与蜂鸣器18的输入端连接，CPU11与7816接触通讯模块12电性连接，CPU11还与13.56MHz通讯模块13电性连接，CPU11的输入端与数据加密解密模块14的输出端电连接，通过国密SM2、SM3、SM4算法保证数据的可靠性，在使用前，对OBU进行发行操作，将相关保密密钥写入加密芯片，在使用过程中，如果出现外部认证失败超过3次未通过一次认证，锁定芯片，有效保障OBU不被复制和数据作弊，数据加密解密模块14的输入端与BLE通讯模块15的输出端电连接，通过BLE的低功耗通信技术，一方面满足OBU设备自带电池电量有限、太阳能充电效率不高，导致供电紧张等需求；另一方面，通过BLE可与市面上90%的手机进行通信，再结合互联网，通过有效的加密手段，可实现远程发行OBU和充值业务，通过超低功耗技术解决无线通讯功耗问题，通过14K方波唤醒模块17最低限度降低损耗，延长使用寿命，通过BLE通信技术，使用带BLE的移动通信设备结合互联网技术和数据加密技术，实现OBU设备的用户自行发行、充值业务，用户可通过网购等各种途径获取OBU设备，并自行发行和激活，CPU11的输入端还与5.8GHz通讯模块16的输出端电连接，5.8GHz通讯模块16的输出端与RSU通讯模块19的输入端电连接，5.8GHz通讯模块16的接收灵敏度优于-60dbm，发射功率达到+7dbm，通过5.8GHz通讯模块16使其处在干扰源较少的频段，保证通讯的可靠性，接收灵敏度优于-60dbm，发射功率达到+7dbm，开阔地有效通讯距离大于100米，在入口时，通过5.8GHz通讯模块16将入口信息写入设备和用户卡；在途中将路径信息写入设备和用户卡；在出口读取入口信息和路径信息，计算收费金额，并进行自动扣费，并建立扣费成功标志和出口标志，5.8GHz通讯模块16的输入端还与14K方波唤醒模块17的输出端电连接，14K方波唤醒模块17的唤醒灵敏度优于-40dbm，通过14K方波唤醒模块17，14K唤醒信号为特有的唤醒信号，是连续发送在5.8GHz载波上的一串连续电平信号，5.8GHz通讯模块16通过识别信号的特征分辨干扰信号，避免误唤醒导致的不必要电量浪费，唤醒灵敏度优于-40dbm。

用户自行购买设备后，按下防拆开关8激活设备，并将用户卡插入插卡卡槽3，用带BLE的手机与设备进行连接，连接成功后，通过APP指引进行设备认证、发行、车辆绑定、设备安装及充值。

当车辆进入时，车道系统获取车辆信息，包括车型、车牌、颜色、重量等信息，并连同入口时间、车道编号信息通过5.8GHz通讯模块16一起写入设备和用户卡，并建立入口标识，设备处于标识唤醒的工作模。

在行驶过程中，当产生高速路分支时，在分支处设置标识点，车辆经过标识点时，设备通过14K方波唤醒模块17，唤醒通行卡，再通过5.8GHz通讯模块16和通讯天线与标识点的标识设备RSU通讯，获取标识信息，并通过认证方式写入设备和用户卡。

在出口，车辆通过ETC出口，出口处的5.8GHz通讯模块16再次与设备通讯，读取记录在设备内的入口信息、车辆信息、标识信息，计算通行费用，同时扣除用户卡内的响应金额，并建立出口标识，通行卡重新进入停止模式。

如果出现卡内金额不足，用户可立刻通过手机连接设备，进行充值业务，成功扣费后可驶离出口，同时在显示屏5上显示余额。

车辆在户外时，通过太阳能充电板9对设备电池进行充电，保证电量充足，如果由于车辆长期处于室内，导致电量偏低，也可通过USB充电口7对电池充电，进行电量恢复。

综上所述：本实用新型带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，通过BLE通信技术，使用带BLE的移动通信设备结合互联网技术和数据加密技术，实现OBU设备的用户自行发行、充值业务，用户可通过网购等各种途径获取OBU设备，并自行发行和激活，通过14K方波唤醒模块17，14K唤醒信号为特有的唤醒信号，是连续发送在5.8GHz载波上的一串连续电平信号，5.8GHz通讯模块16通过识别信号的特征分辨干扰信号，避免误唤醒导致的不必要电量浪费，唤醒灵敏度优于-40dbm，通过5.8GHz通讯模块16使其处在干扰源较少的频段，保证通讯的可靠性，接收灵敏度优于-60dbm，发射功率达到+7dbm，开阔地有效通讯距离大于100米，在入口时，通过5.8GHz通讯模块16将入口信息写入设备和用户卡；在途中将路径信息写入设备和用户卡；在出口读取入口信息和路径信息，计算收费金额，并进行自动扣费，并建立扣费成功标志和出口标志，通过国密SM2、SM3、SM4算法保证数据的可靠性，在使用前，对OBU进行发行操作，将相关保密密钥写入加密芯片，在使用过程中，如果出现外部认证失败超过3次未通过一次认证，锁定芯片，有效保障OBU不被复制和数据作弊，通过低功耗设计，并配置太阳能充电板9，保证设备可使用5年以上，在非工作状态，终端处于休眠模式，电流小于5uA；在工作模式，卡片处于可唤醒的休眠模式，电流小于10uA；在标识模式，标识时间小于300ms，平均电流50mA，车辆在户外时，通过太阳能充电板9对设备电池进行充电，保证电量充足，如果由于车辆长期处于室内，导致电量偏低，也可通过USB充电口7对电池充电，进行电量恢复。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，包括面壳（1）和底壳（2），其特征在于：所述面壳（1）位于底壳（2）的正上方，所述面壳（1）的一侧端面开设有插卡卡槽（3），所述面壳（1）的正对面安装有PMMA镜片（4），所述PMMA镜片（4）上设置有显示屏（5）和LED灯（6），所述LED灯（6）位于显示屏（5）的一侧，所述显示屏（5）位于PMMA镜片（4）的中端，所述底壳（2）的一侧端面还开设有USB充电口（7），所述底壳（2）的底部安装有防拆开关（8）和太阳能充电板（9），所述太阳能充电板（9）位于防拆开关（8）的一侧；

所述面壳（1）内还设置有主控板（10），所述主控板（10）上设置有CPU（11），所述CPU（11）与7816接触通讯模块（12）电性连接，所述CPU（11）还与13.56MHz通讯模块（13）电性连接，所述CPU（11）的输入端与数据加密解密模块（14）的输出端电连接，所述数据加密解密模块（14）的输入端与BLE通讯模块（15）的输出端电连接，所述CPU（11）的输入端还与5.8GHz通讯模块（16）的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，其特征在于：所述CPU（11）的输出端与蜂鸣器（18）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，其特征在于：所述5.8GHz通讯模块（16）的输出端与RSU通讯模块（19）的输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种带BLE通讯的高速公路不停车缴费通行凭证终端设备，其特征在于：所述5.8GHz通讯模块（16）的输入端还与14K方波唤醒模块（17）的输出端电连接。