CN213069905U - 一种基于北斗/gps定位的新型obu装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，包括无线网络通信结构、北斗/GPS定位结构、处理器、射频结构、蓝牙结构、ESAM安全结构、报警结构、LED、电源，所述无线网络通信结构、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构、所述电源和所述LED与所述处理器电性连接，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，所述无线网络通信结构与监控平台连接，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置能够与监控平台进行信息交互；能够对车辆进行厘米级定位，最终能够将车辆行驶状态、行驶轨迹、车速、位置等信息上传至监控平台，从而实现车辆自由流收费和车辆统一化管理。

Description

一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置

技术领域

本实用新型涉及一种OBU装置，尤其涉及一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置。

背景技术

ETC：( Electronic Toll Collection ) 不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，扣取用户卡上的金额或利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，ETC是先进的电子收费技术，目前主要应用在匝道出入口和主线标识站，均为封闭式高速公路收费场景下的ETC应用模式，随着国家高速公路供给侧的改革，提供更快的通行速度和更高的通行效率己是迫在眉睫，自由流高速公路收费模式通过建设虚拟主线路侧单元站，从而具有较高的通行效率和优良的通行服务体验。

OBU：（即On board Unit的缩写），直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC（Dedicated Short Range Communication）技术，与RSU进行通讯的微波装置，在ETC系统中，OBU放在车上，路边架设路侧单元（RSU-Road Side Unit），相互之间通过微波进行通讯，车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯。

北斗/GPS定位：全球导航卫星系统定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量，同时还必须知道用户钟差，全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，因此，通俗一点说如果你除了要知道经纬度还想知道高度的话，那么，必须收到4颗卫星才能准确定位。

RSU：是Road Side Unit的英文缩写，直译就是路侧单元的意思，在ETC系统中，安装在路侧，采用DSRC（Dedicated Short Range Communication）技术，与车载单元（OBU，OnBoard Unit）进行通讯，实现车辆身份识别，电子扣费的装置。

在高速公路应用场景中，车辆采用北斗/GPS定位监控系统，基于全球卫星定位系统建立的车辆定位监控管理系统，系统可同时接入GPS终端和北斗终端，形成无缝覆盖，满足不同用户的需求，该系统可为客户车辆提供位置查询、实时监控（平台图像监控）、指挥调度、报警求助、信息发布等众多实用功能，充分满足管理者、驾驶员对车辆位置相关信息和服务的需要。

在高速公路路网中，存在二义性路径的问题，通过建设ETC门架系统对经过车辆进行标识，能够做到按实际路径收费，但存在系统漏标或误标的情况，在收取车辆通行费时造成偏差，在计费准确度上给业主和用户造成困扰。

为了解决这个问题，本申请提供一种将北斗/GPS定位、无线网络通信结构集成在一起的新型OBU装置，使得该新型OBU装置能与监控平台连接，可以将车辆行驶状态、行驶轨迹、车辆车速、车辆位置等信息按照固定的通讯协议上传至监控平台，实现车辆自由流收费和车辆统一化管理。

实用新型内容

基于现有技术的不足，本实用新型提供一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，包括无线网络通信结构、北斗/GPS定位结构、处理器、射频结构、蓝牙结构、ESAM安全结构、报警结构、LED、电源，所述无线网络通信结构、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构和所述LED与所述处理器电性连接，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，所述无线网络通信结构与监控平台连接。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述电源包括备用电源和车载电源。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述电源为所述无线网络通信结构、所述北斗/GPS定位结构、所述处理器、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构和所述LED供电。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述无线网络通信结构、所述射频结构和所述ESAM安全结构通过SPI接口与所述处理器连接，所述蓝牙结构通过串口与所述处理器连接。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述无线网络通信结构包括4G/5G通信模块，所述4G/5G通信模块包括4G/5G双模切换单元。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述射频结构包括5.8G天线和5.8G收发子结构。

作为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的改进，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述报警结构包括蜂鸣器。

与现有技术相比较，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置具有以下有益效果：由于包括所述无线网络通信结构和所述北斗/GPS定位结构，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，所述无线网络通信结构与监控平台通过无线网络通讯协议连接，所述北斗/GPS定位结构能够对车辆进行厘米级定位并将定位信息通过所述无线网络通信结构的无线网络通讯协议上传给监控平台，从而实现高速公路轨迹收费，达到收费更加精准，还能使得交警能够提前获得异常或非法车辆的信息，减轻交警的工作强度；由于采用车载电源和备用电源两种供电模式（当车载电源容量高于阈值时，采用车载电源供电，并给备用电源充电，当车载电源容量低于阈值时，自动启动备用电源供电并上报状态信息，装置自动进入休眠模式），从而不会出现因为OBU没电造成不能扣费和不能监控车辆行驶轨迹的现象，汽车熄火后设备采用低功耗模式与监控平台连接，当备用电源低电量时，所述无线网络通信结构通过无线网络协议将备用电源电量低的信息发送给监控平台，由监控平台发送手机短信给车主，提醒车主车辆电源电量不足。

附图说明

图1为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置优选实施例的所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的结构示意图。

图2为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置优选实施例的所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的工作流程图。

图3为本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置优选实施例的所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的工作模式切换示意图。

具体实施方式

本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置主要适用于ETC不停车收费、北斗/GPS自由流收费。

参考图1和图2，下文将详细描述本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置。

如图1所示，本实施例中的一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，包括无线网络通信结构、北斗/GPS定位结构、处理器、射频结构、蓝牙结构、ESAM安全结构、报警结构、LED、电源，所述无线网络通信结构、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构和所述LED与所述处理器电性连接，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，实现差分定位；所述无线网络通信结构与监控平台通过无线网络通讯协议连接，所述北斗/GPS定位结构能够对车辆进行厘米级定位，方便统一管理车辆的行驶状态、行驶轨迹、车辆车速、车辆位置等信息，将上述信息通过所述无线网络通信结构上传至监控平台，所述北斗/GPS定位结构放入OBU内，还可以防止用户拔出所述北斗/GPS定位结构逃费；当车辆停止在禁止停车路段，所述北斗/GPS定位结构将车辆定位信息通过无线网络通信结构上传给监控平台，监控平台判断该车辆是否有违章停车，如果违章停车就调取该车辆的信息，统一把违章的车辆信息发送给交通管理系统；对于限时停车的路段，监控平台也可以通过所述北斗/GPS定位结构确定停车时间，判断车辆是否超时，如有超时停车，将超时停车的车辆信息发送给交通管理系统。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述电源包括备用电源和车载电源，所述车载电源是OBU直接与车载电瓶直接连接，所述的备用电源是电池供电，为所述OBU提供可靠稳定的电源。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述电源为所述无线网络通信结构、所述北斗/GPS定位结构、所述处理器、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构和所述LED供电。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的工作模式包括含普通模式、高性能模式、低功耗模式、休眠模式等四种工作模式，四种工作模式可以根据电源、轨迹、车辆状态的不同进行转换，如图3所示，当车辆启动后，默认状态处于普通模式；当车辆行驶在转弯等路段时，根据轨迹检测到轨迹曲率变大，启动高性能模式，增加上传信息频率；当车辆关闭后，启动低功耗模式，降低上传信息频率；当车辆电源欠压后，启动休眠模式，关闭上传信息，仅保留网络远程唤醒功能。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述无线网络通信结构、所述射频结构和所述ESAM安全结构通过SPI接口与所述处理器连接，所述蓝牙结构通过串口与所述处理器连接，所述射频结构用于与高速公路路边的RSU通过DSRC协议进行车辆信息和交易信息的通信，完成ETC扣费；所述蓝牙结构主要用于OBU的发行，进行在线发行激活；所述ESAM安全结构用于加密方式存储用户信息。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述无线网络通信结构包括4G/5G通信模块，所述4G/5G通信模块包括4G/5G双模切换单元，当可以使用5G频段信号时，优先采用5G网络通信，没有5G网络时，自动切换成4G频段网络，所述无线网络通信结构用于上传车辆信息和定位信息给监控平台。

在其它实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述射频结构包括5.8G天线和5.8G收发子结构。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置的所述报警结构包括蜂鸣器，所述蜂鸣器用于交易提示、故障提示、蓝牙开启提示等。

在本实施例中，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置实现轨迹收费的工作过程如下：当车辆行驶入高速收费站路口时，入口的RSU与OBU通过DSRC协议通信并获取车辆信息，所述北斗/GPS定位结构获取车辆的定位信息通过所述无线网络通信结构上传到监控平台，当车辆即将驶出高速收费站路口时，出口的RSU再与OBU通信，监控平台就可以显示车辆完整的运行轨迹，通过判断车辆完整的运行轨迹的距离和时间，计算出车速、消费金额等，通过运行轨迹还可以查看车辆是否超速、是否有违章停车、是否有违反其他交通规则，如果没有则车辆按车程计算费用并进行ETC扣费后通行；如果有超速车辆或违章停车和违反交通规则，监控平台则把车辆信息以及违章信息上传给交警系统，并按车程计算费用并进行ETC扣费通行；情节严重的异常车辆，还可以通过系统直接报警，交警实行车辆管理。

与现有技术相比较，本实用新型基于北斗/GPS定位的新型OBU装置具有以下有益效果：由于包括所述无线网络通信结构和所述北斗/GPS定位结构，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，所述无线网络通信结构与监控平台通过无线网络通讯协议连接，所述北斗/GPS定位结构能够对车辆进行厘米级定位并将定位信息通过所述无线网络通信结构的无线网络通讯协议上传给监控平台，从而实现高速公路轨迹收费，达到收费更加精准，还能使得交警能够提前获得异常或非法车辆的信息，减轻交警的工作强度；由于采用车载电源和备用电源两种供电模式（当车载电源容量高于阈值时，采用车载电源供电，并给备用电源充电，当车载电源容量低于阈值时，自动启动备用电源供电并上报状态信息，装置自动进入休眠模式），从而不会出现因为OBU没电造成不能扣费和不能监控车辆行驶轨迹的现象，汽车熄火后设备采用低功耗模式与监控平台连接，当备用电源低电量时，所述无线网络通信结构通过无线网络协议将备用电源电量低的信息发送给监控平台，由监控平台发送手机短信给车主，提醒车主车辆电源电量不足。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于，包括无线网络通信结构、北斗/GPS定位结构、处理器、射频结构、蓝牙结构、ESAM安全结构、报警结构、LED、电源，所述无线网络通信结构、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构、所述电源和所述LED与所述处理器电性连接，所述北斗/GPS定位结构与所述无线网络通信结构通过串口连接，所述无线网络通信结构与监控平台连接。

2.根据权利要求1所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述电源包括备用电源和车载电源。

3.根据权利要求1或2所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述电源为所述无线网络通信结构、所述北斗/GPS定位结构、所述处理器、所述射频结构、所述蓝牙结构、所述ESAM安全结构、所述报警结构和所述LED供电。

4.根据权利要求3所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述无线网络通信结构、所述射频结构和所述ESAM安全结构通过SPI接口与所述处理器连接，所述蓝牙结构通过串口与所述处理器连接。

5.根据权利要求4所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述无线网络通信结构包括4G/5G通信模块，所述4G/5G通信模块包括4G/5G双模切换单元。

6.根据权利要求4所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述射频结构包括5.8G天线和5.8G收发子结构。

7.根据权利要求3所述基于北斗/GPS定位的新型OBU装置，其特征在于：所述报警结构包括蜂鸣器。

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