CN212343415U - 一种车载obu设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载OBU设备，包括：OBU模块、稳压器以及车载连接器，OBU模块与稳压器连接，稳压器与车载连接器连接；车载连接器用于外接车载蓄电池；稳压器用于将车载蓄电池输出的电压降低至第一预设电压，并基于第一预设电压对OBU模块进行供电；OBU模块用于与外部RSU进行通信。可见，在对OUB模块进行供电时，是利用车载蓄电池对OBU模块进行供电，从而可以无需通过在车载OBU设备中内置锂电池的方式为OBU模块进行供电，因此，车载OBU设备的使用寿命可以不受锂电池的使用寿命的限制，从而可以有效提高车载OBU设备的使用寿命。

Description

一种车载OBU设备

技术领域

本申请涉及OBU供电技术领域，特别是涉及一种车载OBU设备。

背景技术

OBU(On board Unit，车载单元)，是采用DSRC(Dedicated Short RangeCommunication)技术与RSU(Road Side Unit，路侧单元)进行通讯的微波装置。在ETC系统中，路边可以架设RSU，车载OBU设备可以通过微波与RSU进行通讯，这样，车辆在行进途中无需停车，也可以实现车辆身份识别、电子扣费，从而可以建立无人值守车辆通道，提高收费站车辆的通信效率。

但是，目前车载OBU设备通常是采用内置一次性非可充电的锂电池为车载OBU设备进行供电，而内置的锂电池放电的次数有限，锂电池的使用寿命较短，从而降低了车载OBU设备的使用寿命。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种车载OBU设备，以提高车载OBU设备的使用寿命。

第一方面，本申请实施例提供了一种车载OBU设备，所述设备包括：

车载单元OBU模块、稳压器以及车载连接器，所述OBU模块与所述稳压器连接，所述稳压器与所述车载连接器连接；

所述车载连接器用于外接车载蓄电池；

所述稳压器用于将所述车载蓄电池输出的电压降低至第一预设电压，并基于所述第一预设电压对所述OBU模块进行供电；

所述OBU模块用于与外部路测单元RSU进行通信。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括：微控制单元MCU以及车辆点火信号附件ACC检测电路，所述MCU分别与所述OBU模块以及所述ACC检测电路连接；

所述MCU用于在所述ACC检测电路检测到车辆处于点火状态时，控制所述OBU模块进入工作状态；

和/或，

所述MCU用于在所述ACC检测电路检测到车辆处于熄火状态时，控制所述OBU模块进入待机状态。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述MCU连接；

所述蓝牙模块用于与目标终端进行蓝牙通信；

所述MCU还用于在控制所述OBU模块进行待机状态时，控制所述蓝牙模块进入低功耗状态。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括微控制单元MCU、电压检测电路、放电电路以及备用电池，所述电压检测电路分别连接所述车载连接器以及所述MCU，所述MCU与所述放电电路连接，所述放电电路分别与所述OBU模块连接以及所述备用电池连接；

所述电压检测电路用于通过所述车载连接器检测车载蓄电池的输出电压；

所述MCU用于在所述电压检测电路检测到所述车载蓄电池的输出电压低于第二预设电压时，控制所述放电电路利用所述备用电池对所述OBU模块进行供电。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括充电电路，所述充电电路分别与所述MCU、所述备用电池以及所述车载连接器连接；

所述MCU还用于在所述电压检测电路检测到所述车载蓄电池的输出电压达到第三预设电压时，关闭所述放电电路，和/或，控制所述充电电路通过所述车载蓄电池以及所述车载连接器对所述备用电池进行充电。

在一些可能的实施方式中，所述备用电池为可循环充电的镍氢电池。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括预设按键，所述预设按键与所述MCU连接。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括防拆开关，所述防拆开关与所述MCU连接。

在一些可能的实施方式中，所述设备还包括蜂鸣器和/或指示灯，所述蜂鸣器与所述OBU模块连接，所述指示灯与所述OBU模块连接。

在本申请实施例的上述实现方式中，车载OBU设备，包括：OBU模块、稳压器以及车载连接器，OBU模块与稳压器连接，稳压器与车载连接器连接；车载连接器用于外接车载蓄电池；稳压器用于将车载蓄电池输出的电压降低至第一预设电压，并基于第一预设电压对OBU模块进行供电；OBU模块用于与外部RSU进行通信。可见，在对OUB模块进行供电时，是利用车载蓄电池对OBU模块进行供电，从而可以无需通过在车载OBU设备中内置锂电池的方式为OBU模块进行供电，因此，车载OBU设备的使用寿命可以不受锂电池的使用寿命的限制，从而可以有效提高车载OBU设备的使用寿命。

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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种车载OBU设备的硬件示意图；

图2为本申请实施例中又一种车载OBU设备的硬件示意图；

图3为本申请实施例中另一种车载OBU设备的硬件示意图；

图4为本申请实施例中再一种车载OBU设备的硬件示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图对本申请实施例中的各种非限定性实施方式进行示例性说明。显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1，图1示出了本申请实施例中一种车载OBU设备的结构示意图。如图1所示，该设备至少可以包括：OBU模块(如目前已有的一体式OBU模块)、稳压器以及车载连接器，OBU模块与稳压器连接，稳压器与车载连接器连接。

其中，车载连接器可以外接车载蓄电池，此时，若存在其它器件与车载连接器连接，则车载蓄电池可以通过车载连接器对该器件进行供电。比如，当OBU模块与车载连接器连接时，车载蓄电池可以通过车载连接器为该OBU模块进行供电。作为一种示例，车载连接器例如可以是MOLEX厂家所生产的型号为“5023520300”的车载连接器。

实际应用中，车载蓄电池的输出电压(比如可以是正12伏)通常高于车载OBU设备中内部器件的工作电压(比如可以是正3.3伏)，因此，本实施例中，OBU模块可以是通过稳压器与车载连接器连接，即OBU模块与稳压器连接、稳压器与车载连接器连接。这样，车载蓄电池所输出的电压，经过稳压器降压后，传递至OBU模块的电压可以降低至第一预设电压，以便稳压器基于该第一预设电压(例如可以是正3.3伏等)对OBU模块进行供电。比如，稳压器可以将车载蓄电池的输出电压正12伏，降低至OBU模块的工作电压正3.3伏等。作为一种示例，该稳压器例如可以是JRC厂家所生产的型号为“NJW4184DL1-33B(TE2)”的稳压器等。

在进一步可能的实施方式中，车载连接器与OBU模块之间的连接电路中还可以增加防反电路和/或滤波电路。其中，防反电路可以用于防止车载连接器的正负极电压反向时所造成的电压倒灌，以保护电路和电路中的各器件。滤波电路，可以用于将电路中交流、直流混合量中的交流成分进行过滤，而仅保留直流成分。防反电路以及滤波电路，在现有技术中存在众多应用，在此不做赘述。当然，当车载OBU设备中还包括其它部件时，该稳压器还可以基于其稳压后的电压为车载OBU设备中的其它部件进行供电。

OBU模块在稳压器的供电下，可以进入工作状态，等待与路测RSU进行通讯，具体可以是采用DSRC技术与RSU进行通讯，以实现对车辆的身份识别、车型识别、费率计算、电子扣费等。示例性的，OBU模块可以内置有符合DSRC的物理层、链路层以及应用层协议部分的芯片，通过射频天线单元与RSU进行实施通信，可以向RSU上传OBU模块的应用数据，也可以接收来自RSU的应用数据。进一步的，为提高数据通信的安全性，OBU模块中还可以内置有加密/解密安全芯片，以利用该加密/解密安全芯片对发送给RSU的数据进行加密，并对来自RSU的数据进行解密。这样，OBU模块与RSU之间采用密文进行通信，可以提高通信的安全性。

本实施例中，在对OUB模块进行供电时，是利用车载蓄电池对OBU模块进行供电，从而可以无需通过在车载OBU设备中内置锂电池的方式为OBU模块进行供电，因此，OBU模块的使用寿命可以不受锂电池的使用寿命的限制，从而可以有效提高车载OBU设备的使用寿命。

进一步的，OBU模块也可以无需一直处于工作状态，比如，当车辆未启动时，OBU模块可以不与RSU进行通信，此时，OBU模块可以无需保持工作状态。因此，在一些可能的实施方式中，OBU模块可以处于待机状态，以降低功耗。

示例性的，在图1所示的车载OBU设备的基础上，本申请实施例中还提供了另一种车载OBU设备，如图2所示。该车载OBU设备不仅可以包括OBU模块、稳压器以及车载连接器，还可以包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)以及ACC(Accessory，附件，是指车辆在点火前对附属设备供电)检测电路。其中，MCU可以分别与OBU模块以及ACC检测电路连接，示例性的，MCU可以通过中断接口与ACC检测电路连接，MCU可以通过UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口与OBU模块连接。作为一种示例，该MCU例如可以是RENESAS厂家所生产的型号为“R7F7010233AFP#BA4”的MCU等。

其中，ACC检测电路例如可以是由稳压管、电阻、电容、三极管等元件构成的电路，当然也可以是其它已有的ACC检测电路等，其可以用于检测车辆处于点火状态还是处于熄火状态，例如可以是通过检测ACC引线信号(或者称为车辆点火信号)是否有效进行确定。示例性的，ACC检测电路在检测到车辆处于点火状态(ACC引线信号有效)时，可以输出高电平，如正3.3伏等；MCU若检测到ACC检测电路输出高电平，则可以控制OBU模块进入工作状态，以便于OBU模块等待与RSU进行通信。ACC检测电路在检测到车辆处于熄火状态(ACC引线信号无效)时，可以输出低电平，如0伏等；MCU若检测到ACC检测电路输出低电平，则可以控制OBU模块进入待机状态，以减少OBU模块的功耗，从而可以降低整个车载OBU设备的功耗。

进一步的，在图2所述的车载OBU设备中，还可以包括蓝牙模块，MCU可以与该蓝牙模块连接，例如可以是通过UART接口与该蓝牙模块连接，可以执行与蓝牙模块之间的信息交互以及命令处理。另外，蓝牙模块还可以利用内置的蓝牙天线(图2中未示出)与目标终端进行蓝牙通信，实现与目标终端的信息交互。这样，当需要对OBU模块进行用户账号充值、或者将车辆相关信息录入OBU模块时，用户可以利用目标终端与OBU模块之间的蓝牙通信过程将信息注入OBU模块中，无需到达特定的网点进行充值和车辆相关信息录入等，提高了用户体验。

示例性的，该目标终端具体可以是用户(车主)所持有的终端(如手机、车载终端等)，此时，MCU可以将OBU模块与RSU进行信息交互时所产生的计费信息，基于目标终端与OBU模块之间的蓝牙通信传递给用户利用所持有的终端，从而使得用户可以及时、便捷的查询到消费记录，也使得用户消费信息更加透明化。

在一种可能的实施方式中，当MCU控制OBU模块进入待机状态时，MCU还可以控制蓝牙模块进入低功耗状态，这样，整个车载OBU设备的功耗可以得到进一步降低。而当蓝牙模块接收到正确的唤醒信息时，如蓝牙模块所接收到的信息中含有唤醒标识(如可以是特征符等)等，MCU可以控制蓝牙模块由低功耗状态进入正常的信息交互模式。

在进一步的时候实施方式中，车载OBU设备中还可以包括备用电池，这样，当车载蓄电池的输出电压无法满足车载OBU设备的需求时，OBU模块可以利用自身包括的备用电池为车载OBU进行供电，以使得OBU模块仍然可以继续工作。基于此，参阅图3，图3示出了又一种车载OBU设备的硬件结构示意图。在图1所示的车载OBU设备的基础上，车载OBU设备还可以包括MCU、电压检测电路、放电电路以及备用电池。

其中，电压检测电路例如可以是由电阻、电容以及二极管等元件构成的电路，当然也可以是其它已有的电压检测电路等，其可以与车载连接器连接，并可以通过该车载连接器检测车载蓄电池的输出电压。同时，电压检测电路还可以与MCU连接，例如电压低于第二预设电压(例如可以是正7伏等)时，比如，当车载蓄电池的电压出现异常时其输出电压可能小于正7伏，或者发生掉电时，其输出电压为0伏，此时，可以向MCU输出低电平，如0伏等。

这样，MCU在识别电压检测电路输出的低电平后，可以确定当前车载蓄电池的输出电压较低，不满足车载OBU设备的使用需求，则可以控制与MCU连接的放电电路利用备用电池对OBU模块进行供电。具体的，MCU可以通过IO接口与放电电路连接，并且，放电电路可以与备用电池连接。当MCU确定需要利用备用电池对OBU模块进行供电时，可以通过第一IO接口向放电电路输出高电平，如输出正3.3伏的高电平等，这样，放电电路在基于第一IO接口的高电平的作用下，可以启动备用电池为OBU模块进行供电，从而可以有效保证车载OBU设备的长期可靠工作。实际应用中，备用电池还可以同时为车载OBU设备中的其它器件进行供电。示例性的，该放电电路可以是由电容、电感、电阻、开关以及二极管等元件构成的电路，也可以是其它已有的放电电路等。

相应的，当电压检测电路检测到车载蓄电池的输出电压高于第二预设电压时，电压检测电路可以输出高电平。这样，MCU在识别电压检测电路输出的高电平后，可以恢复使用车载蓄电池为OBU模块进行供电。

在进一步的实施方式中，上述备用电池具体可以是可充电的电池。这样当备用电池的电量较低时，还可以为该备用电池进行充电。本实施例中，可以是在车载蓄电池的输出电压恢复正常，如达到第三预设电压(例如可以是正1.4伏等)时，为该备用电池进行充电。当然，在其他可能的实施方式中，也可以是采用其他方式为该备用电池补充电量。作为一种示例，车载OBU设备还可以包括充电电路，该充电电路可以分别与MCU、备用电池以及车载连接器连接。MCU可以利用AD(Analog digital，模拟数字)接口检测到备用电池的电压低于第四预设电压时，可以关闭放电电路，并同时通过第二IO接口向充电电路输出高电平，如正3.3伏等，这样，充电电路在基于第二IO接口的高电平的作用下，可以利用车载蓄电池为备用电池进行充电，从而可以为备用电池补充电量。具体的，车载蓄电池的电量可以通过车载连接器、充电电路传递至备用电池，从而实现为备用电池的充电。示例性的，该充电电路可以是由电容、电感、电阻、开关以及二极管等元件构成的电路，也可以是其它已有的放电电路等。

进一步的，当车载蓄电池为备用电池补充足够的电量后，MCU可以控制充电电路停止对该备用电池进行充电，以避免备用电池被过充。具体的，当MCU利用AD接口检测到备用电池的电压达到第四预设电压时，表明备用电池的电量已经补充足够，则MCU可以通过第二IO接口或其它IO接口向充电电路输出低电平，如0伏等。充电电路在基于第二IO接口或者其它IO接口的低电平的作用下，可以停止车载蓄电池为备用电池进行充电，如断开车载蓄电池与备用电池之间的电路连接等。

本实施例中，充电电路与放电电路可以集成为一个电路，如图3所示，并通过不同的IO接口与MCU进行连接。比如，当MCU通过第一IO接口向充/放电电路输出电平信号时，该充/放电电路可以切换成放电电路进行放电，而当MCU通过第二IO接口向充/放电电路输出电平信号时，该充/放电电路可以切换成充电电路对备用电池进行充电。

在一种可能的实施方式中，上述备用电池具体可以是可循环充电的镍氢电池，相比于一次性供电的锂电池而言，该镍氢电池在充电、温度以及安全等方面的性能相对更高。当然，在其他可能的实施方式中，备用电池也可以是采用一次性供电的电池，由于车载OBU设备通常是由车载蓄电池进行供电，而一次性供电的电池是当车载蓄电池偶尔出现供电异常时对OBU模块进行供电，因此，车载OBU设备的使用寿命也能得到有效提高。

此外，在其它可能的实施例中，车载OBU设备可以是上述实施例的组合，如图4所示，车载OBU设备可以同时包括OBU模块、稳压器、车载连接器、MCU、蓝牙模块、ACC检测电路、充/放电电路以及电压检测电路等，当然，也可以是包括图4中所示电路的部分。图4中所示的各个电路的实现以及所具有的功能可以参见前述相关之处描述，在此不做赘述。

进一步的，如图4所示，车载OBU设备中还可以包括预设按键，该预设按键可以与MCU连接，例如可以是通过IO接口连接。作为一种示例，用户在按下预设按键后，MCU可以通过该IO接口检测到预设按键被触发，则可以执行相应的功能，该功能可以预先设定，也可以实时调整。比如，当用户按下预设按键后，MCU可以唤醒蓝牙模块，以便于用户的目标终端可以利用蓝牙与车载OBU设备进行通信。当然，实际应用中，该预设按键也可以是触发MCU执行其它功能，具体可以是根据实际应用的需求进行自行设定，在此不做赘述。

此外，车载OBU设备中还可以包括防拆开关。如图4所示，该防拆开关可以与MCU连接，例如，可以是通过IO接口与MCU连接。该防拆开关，可以是用于检测车载OBU设备的安装状态，并将其通知给MCU。示例性的，当车载OBU设备被拆卸时，该防拆开关可以闭合，产生相应的信号，并通过IO接口传递至MCU。MCU基于从该IO接口接收到的信号识别出车载OBU设备被拆卸后，可以执行预先设定的内部程序以执行相应的保护操作，如可以禁止OBU模块的相关交易操作，或者禁止OBU模块与其它设备进行信息交互等。而当防拆开关检测到车辆OBU设备被正确安装到车辆后，可以将其通知给MCU，以使得车载OBU设备恢复正常使用状态；实际应用中，也可以是通过向车载OBU设备中的MCU下发特定的启动命令信息，以便于控制车载OBU设备恢复正常使用状态等。

进一步的，车载OBU设备中还可以包括蜂鸣器和/或指示灯，本实施例中，以同时包括蜂鸣器和指示灯为例进行示例性说明，实际应用中，车载OBU设备也可以是仅包括其中任意一个。如图4所示，该蜂鸣器以及指示灯可以分别与OBU模块连接，例如可以是通过OBU模块上的IO接口与OBU模块连接等。其中，蜂鸣器可以做出相应的声音提示，比如，当车载OBU设备存在故障，或者车载OBU设备识别备用电池电量不足时，可以触发蜂鸣器进行报警提示，以便于基于该报警声音提示用户进行故障排查或者执行相应的处理。指示灯可以做出相应的灯光提示，比如，当车载OBU设备存在故障，或者车载OBU设备执行支付操作时，可以利用指示灯的亮灯提示用户车载OBU设备存在故障，或者利用指示灯的亮灯颜色来提示用户当前的支付状态等。实际应用中，对于蜂鸣器和/或指示灯在车载OBU设备中的功用，可以根据实际应用的需求进行设定，本申请实施例对此不做限定。作为一种示例，该蜂鸣器例如可以是BESTAR厂家所生产的型号为“SMT5050-03H2.5-01”的蜂鸣器，该指示灯例如可以是STANLEY厂家所生产的型号为“VFHR1111C-3BY2A-TR”的指示灯等。

需要说明的是，本申请中“的(英文：of)”，相应的“(英文corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个。“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意拼接，包括单项(个)或复数项(个)的任意拼接。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种车载OBU设备，其特征在于，所述设备包括：

车载单元OBU模块、稳压器以及车载连接器，所述OBU模块与所述稳压器连接，所述稳压器与所述车载连接器连接；

所述车载连接器用于外接车载蓄电池；

所述稳压器用于将所述车载蓄电池输出的电压降低至第一预设电压，并基于所述第一预设电压对所述OBU模块进行供电；

所述OBU模块用于与外部路测单元RSU进行通信。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：微控制单元MCU以及附件ACC检测电路，所述MCU分别与所述OBU模块以及所述ACC检测电路连接；

所述MCU用于在所述ACC检测电路检测到车辆处于点火状态时，控制所述OBU模块进入工作状态；

和/或，

所述MCU用于在所述ACC检测电路检测到车辆处于熄火状态时，控制所述OBU模块进入待机状态。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述MCU连接；

所述蓝牙模块用于与目标终端进行蓝牙通信；

所述MCU还用于在控制所述OBU模块进行待机状态时，控制所述蓝牙模块进入低功耗状态。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括微控制单元MCU、电压检测电路、放电电路以及备用电池，所述电压检测电路分别连接所述车载连接器以及所述MCU，所述MCU与所述放电电路连接，所述放电电路分别与所述OBU模块连接以及所述备用电池连接；

所述电压检测电路用于通过所述车载连接器检测车载蓄电池的输出电压；

所述MCU用于在所述电压检测电路检测到所述车载蓄电池的输出电压低于第二预设电压时，控制所述放电电路利用所述备用电池对所述OBU模块进行供电。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备还包括充电电路，所述充电电路分别与所述MCU、所述备用电池以及所述车载连接器连接；

所述MCU还用于在所述电压检测电路检测到所述车载蓄电池的输出电压达到第三预设电压时，关闭所述放电电路，和/或，控制所述充电电路通过所述车载蓄电池以及所述车载连接器对所述备用电池进行充电。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述备用电池为镍氢电池。

7.根据权利要求2至6任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括预设按键，所述预设按键与所述MCU连接。

8.根据权利要求2至6任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括防拆开关，所述防拆开关与所述MCU连接。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括蜂鸣器和/或指示灯，所述蜂鸣器与所述OBU模块连接，所述指示灯与所述OBU模块连接。

Images