CN213276743U - 高速公路复合通行卡 - Google Patents

Abstract

一种高速公路复合通行卡，包括微处理器单元、第一通信单元、第二通信单元和加密存储单元。所述第一通信单元用于与所经过的标识站点进行通信并将所述标识站点信息发送至所述微处理器单元。所述微处理器单元用于将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元进行存储。所述加密存储单元用于记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息。所述第二通信单元用于与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将所述加密存储单元存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备。通过设置加密存储单元，收费站的入口信息、所经过的标识站点信息信息与车辆身份信息一起以密文方式写入通行卡内，有效防止篡改、倒卡、换卡等逃费行为。

Description

高速公路复合通行卡

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域，尤其涉及一种高速公路复合通行卡。

背景技术

CPC复合通行卡(Compound Pass Card)是MTC(Manual Toll Collection system，公路半自动车道收费系统)系统的重要组成部分，在高速公路行业内，CPC复合通行卡应用于多车道自由流技术，是车辆行驶路径、进出收费站、时间日期等信息记录存储的载体，是车辆进出高速公路网的通行券。

随着高速公路的发展，有些车主会想方法偷逃高速公路通行费，如车辆换卡或者篡改通行卡数据等。因此，如何避免逃费是目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速公路复合通行卡，以避免车主通过换卡或者篡改通行卡数据的方式进行逃费。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高速公路复合通行卡，包括微处理器单元、第一通信单元、第二通信单元和加密存储单元。所述第一通信单元用于与所经过的标识站点进行通信并将所述标识站点信息发送至所述微处理器单元。所述微处理器单元用于将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元进行存储。所述加密存储单元用于记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息。所述第二通信单元用于与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将所述加密存储单元存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备。

可选地，所述第一通信单元包括第一芯片U1、唤醒天线和数据收发天线，所述唤醒天线连接到所述第一芯片U1的唤醒端，用于接收来自所述标识站点的唤醒信号，所述数据收发天线连接到所述第一芯片U1的数据收发端，用于向所述标识站点反馈回复信号。

可选地，所述唤醒天线通过电容C4连接到所述第一芯片U1的唤醒端，所述电容C4与所述唤醒天线连接的一端通过电感L4接地，所述电容C4与所述唤醒端连接的一端通过电感L3接地。

可选地，所述数据收发天线通过电容C2连接到所述第一芯片U1的数据收发端，所述电容C2与所述数据收发天线连接的一端通过电感L2接地，所述电容C2与所述数据收发端连接的一端通过电感L1接地。

可选地，所述第一芯片U1还包括电源端，所述电源端连接到开关管Q1的漏极，所述开关管Q1的源极连接电源电压，所述开关管Q1的栅极通过电阻R1连接到所述微处理器单元输出的PWR信号，所述第一芯片U1的电源端还通过电容C3接地。

可选地，所述第一芯片U1还包括唤醒数据传输端和通信数据传输端，所述唤醒数据传输端用于将所述唤醒天线所接收的信息传输至所述微处理器单元，所述通信数据传输端用于将所述数据收发天线所接收的信息传输至所述微处理器单元。

可选地，所述第一芯片U1还包括信号强度传输端，用于将所述数据收发天线所接收到的信号强度信息发送给所述微处理器单元，所述微处理器单元根据所述信号强度信息调整所述第一通信单元的工作模式。

可选地，所述第二通信单元包括第三天线，所述第三天线的一端连接到二极管D1的正极，所述第三天线的另一端连接到二极管D2的正极，所述二极管D1和所述二极管D2的负极连接到一起并通过电阻R3连接到放大管Q2的基极，所述放大管Q2的发射极接地，所述放大管Q2的集电极通过电阻R2连接到电源电压，所述放大管Q2的基极和发射极之间连接有电阻R4，所述放大管Q2的基极和集电极之间连接有电容C9，所述放大管Q2的集电极用于将放大后的天线信号输出至所述微处理器单元。

可选地，所述第二通信单元还包括第二芯片U2，所述第二芯片U2的电源端连接电源电压，所述第二芯片U2的接地端接地，所述第二芯片U2的第一数据接收端和第二数据接收端分别连接到所述第三天线的两端，所述第二芯片U2的第一数据接收端和第二数据接收端还连接有电容C7，所述第二芯片U2的电源端和接地端之间连接有电容C8。

可选地，所述高速公路复合通行卡还包括选择单元，当所述第一通信单元和所述第二通信单元同时向所述微处理器单元发送信号时，所述选择单元优先将所述第二通信单元的信号发送至所述微处理器单元进行处理。

通过在高速公路复合通行卡中设置加密存储单元，在工作过程中，所述微处理器单元将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元进行存储，所述加密存储单元记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息。当车辆离开高速公路时，第二通信单元与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将加密存储单元存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备，以进行缴费的操作。由于入口信息，车辆身份信息和标识站点信息都存储在加密存储单元中，从而避免了车主通过换卡或者篡改通行卡数据的方式进行逃费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的高速公路复合通行卡的系统框图。

图2至图3为图1中的第一通信检测单元的电路原理图。

图4至图5为图1中的第二通信检测单元的电路原理图。

图6为本实用新型另一实施例提供的高速公路复合通行卡的系统框图。

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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参见图1，本实用新型提供了一种高速公路复合通行卡，包括微处理器单元110、第一通信单元120、第二通信单元130和加密存储单元140。所述第一通信单元120用于与所经过的标识站点进行通信并将所述标识站点信息发送至所述微处理器单元110。所述微处理器单元110用于将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元140进行存储。所述加密存储单元140用于记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息。所述第二通信单元130用于与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将所述加密存储单元140存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备。在本实施例中，所述加密存储单元140为13.56M国密安全存储单元。

通过在高速公路复合通行卡中设置加密存储单元140。在工作过程中，所述微处理器单元110将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元140进行存储。所述加密存储单元140记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息。当车辆离开高速公路时，第二通信单元130与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将加密存储单元140存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备，以进行缴费的操作。同时，由于入口信息，车辆身份信息和标识站点信息等都存储在加密存储单元中，从而避免了车主通过换卡或者篡改通行卡数据的方式进行逃费的问题。

请参见图2至图3，所述第一通信单元120包括第一芯片U1、唤醒天线Ant2和数据收发天线Ant1。所述唤醒天线Ant2连接到所述第一芯片U1的唤醒端WAKEUP，用于接收来自所述标识站点的唤醒信号。所述数据收发天线Ant1连接到所述第一芯片U1的数据收发端RFPINN，用于向所述标识站点反馈回复信号。

具体地，所述唤醒天线Ant2通过电容C4连接到所述第一芯片U1的唤醒端。所述电容C4与所述唤醒天线连接的一端通过电感L4接地。所述电容C4与所述唤醒端连接的一端通过电感L3接地。其中的电感L3、L4和电容C4用于提供唤醒天线Ant2的阻抗匹配的作用。

具体地，所述数据收发天线Ant1通过电容C2连接到所述第一芯片U1的数据收发端RFPINN，所述电容C2与所述数据收发天线Ant1连接的一端通过电感L2接地，所述电容C2与所述数据收发端RFPINN连接的一端通过电感L1接地。其中的电感L1、L2和电容C2用于提供数据收发天线Ant1的阻抗匹配的作用。

具体地，所述第一芯片U1还包括电源端DVCC。所述电源端DVCC连接到开关管Q1的漏极，所述开关管Q1的源极连接电源电压3.3VVCC。所述开关管Q1的栅极通过电阻R1连接到微处理器单元110输出的PWM信号。所述第一芯片U1的电源端还通过电容C3接地。

在本实施例中，所述第一芯片U1还包括唤醒数据传输端WK_IRQ和通信数据传输端DATA_IRQ。所述唤醒数据传输端WK_IRQ用于将所述唤醒天线Ant2所接收的信息传输至所述微处理器单元110。所述通信数据传输端DATA_IRQ用于将所述数据收发天线Ant1所接收的信息传输至所述微处理器单元110。

根据需要，所述第一芯片U1还包括信号强度传输端，用于将所述数据收发天线Ant1所接收到的信号强度信息发送给所述微处理器单元110。所述微处理器单元110根据所述信号强度信息调整所述第一通信单元120的工作模式。

根据需要，所述第一芯片U1还可以包括晶振输入端XTALIN、XTALOUT。所述晶振输入端XTALIN、XTALOUT之间连接有晶振XT1，用于为所述第一芯片U1提供时钟频率。根据需要，所述晶振输入端XTALIN通过电容C6接地，所述晶振输入端XTALOUT通过电容C5接地。

具体在工作过程中，当车辆刚进入标识站点的覆盖范围内时高速公路复合通行卡被唤醒。微处理器单元110记录所述数据收发天线Ant1所接收的下行信号强度A。此时第一通信单元120以固定功率通信模式跟标识站天线通信。在本实施例中，所述第一通信单元120为5.8G射频单元。即，在唤醒初期，微处理器单元110记录下行信号强度。此时，设置5.8G射频单元为固定功率通信模式，高速公路复合通行卡以固定功率回复标识站点的信息。

进一步地，在5.8G射频单元与标识站点的通信过程中，所述微处理器单元110一直记录所述5.8G射频单元所接收的信号强度，当信号强度增强到特定的阈值时，所述微处理器单元110设置5.8G射频单元为动态功率通信模式。

进一步地，当标识站点的标识工作完成之后，所述微处理器单元110设置5.8G射频单元恢复为固定功率通信模式。

即，本实用新型实施例提供的高速公路复合通行卡中，使用动态调制发射功率技术，通过固定功率通信模式中下行信号强度变化达到一个阀值时，让通行卡设备进入动态功率通信模式，从而可以降低在于标识站点通信过程中的发射电流，降低高速公路复合通行卡的耗电量，从而提高高速公路复合通行卡的使用寿命。

请参见图4至图5，所述第二通信单元130包括第三天线(图未示)。所述第三天线的一端ANT 13Ma连接到第一二极管D1的正极。所述第三天线的另一端ANT 13Mb连接到第二二极管D2的正极。所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的负极连接到一起并通过电阻R3连接到放大管Q2的基极。所述放大管Q2的发射极接地。所述放大管Q2的集电极通过电阻R2连接到电源电压3.3VCC。所述放大管Q2的基极和发射极之间连接有电阻R4。所述放大管Q2的基极和集电极之间连接有电容C9。所述放大管Q2的集电极用于将放大后的天线信号输出至所述微处理器单元110。在具体工作过程中，第三天线所接收到的信号通过第一二极管D1和第二二极管D2传输到放大管Q2的基极，然后由放大管Q2反向放大到所述微处理器单元110。其中，电阻R3和电阻R4提供分压的作用，电容C9提供滤波的作用。在本实施例中，所述第二通信单元130为13.56M通信单元。

根据需要，所述第二通信单元130还包括第二芯片U2。所述第二芯片U2的电源端VDD连接电源电压SE_VCC，所述第二芯片U2的接地端接地。所述第二芯片U2的第一数据接收端LA和第二数据接收端LB分别连接到所述第三天线的两端ANT 13Ma、ANT 13Mb。所述第二芯片U2的第一数据接收端LA和第二数据接收端LB还连接有第五电容C5。所述第二芯片U2的电源端VDD和接地端GND之间连接有第六电容C6。

请参见图6，所述高速公路复合通行卡还包括选择单元150，当所述第一通信单元120和所述第二通信单元130同时向所述微处理器单元110发送信号时，所述选择单元150优先将所述第二通信单元130的信号发送至所述微处理器单元110进行处理。当所述微处理器单元110同时与第一通信单元120和第二通信单元进行通信的场景中，第二通信单元130具有更高优先通信响应级别。

需要说明的是，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速公路复合通行卡，其特征在于，包括微处理器单元、第一通信单元、第二通信单元和加密存储单元，所述第一通信单元用于与所经过的标识站点进行通信并将所述标识站点信息发送至所述微处理器单元，所述微处理器单元用于将所述标识站点信息发送至所述加密存储单元进行存储，所述加密存储单元用于记录收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息，所述第二通信单元用于与收费站出口处的读卡设备进行通信，以将所述加密存储单元存储的收费站的入口信息以及所经过的标识站点信息发送至所述读卡设备。

2.如权利要求1所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第一通信单元包括第一芯片U1、唤醒天线和数据收发天线，所述唤醒天线连接到所述第一芯片U1的唤醒端，用于接收来自所述标识站点的唤醒信号，所述数据收发天线连接到所述第一芯片U1的数据收发端，用于向所述标识站点反馈回复信号。

3.如权利要求2所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述唤醒天线通过电容C4连接到所述第一芯片U1的唤醒端，所述电容C4与所述唤醒天线连接的一端通过电感L4接地，所述电容C4与所述唤醒端连接的一端通过电感L3接地。

4.如权利要求3所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述数据收发天线通过电容C2连接到所述第一芯片U1的数据收发端，所述电容C2与所述数据收发天线连接的一端通过电感L2接地，所述电容C2与所述数据收发端连接的一端通过电感L1接地。

5.如权利要求2所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第一芯片U1还包括电源端，所述电源端连接到开关管Q1的漏极，所述开关管Q1的源极连接电源电压，所述开关管Q1的栅极通过电阻R1连接到所述微处理器单元输出的PWR信号，所述第一芯片U1的电源端还通过电容C3接地。

6.如权利要求2所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第一芯片U1还包括唤醒数据传输端和通信数据传输端，所述唤醒数据传输端用于将所述唤醒天线所接收的信息传输至所述微处理器单元，所述通信数据传输端用于将所述数据收发天线所接收的信息传输至所述微处理器单元。

7.如权利要求2所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第一芯片U1还包括信号强度传输端，用于将所述数据收发天线所接收到的信号强度信息发送给所述微处理器单元，所述微处理器单元根据所述信号强度信息调整所述第一通信单元的工作模式。

8.如权利要求1-7任意一项所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第二通信单元包括第三天线，所述第三天线的一端连接到二极管D1的正极，所述第三天线的另一端连接到二极管D2的正极，所述二极管D1和所述二极管D2的负极连接到一起并通过电阻R3连接到放大管Q2的基极，所述放大管Q2的发射极接地，所述放大管Q2的集电极通过电阻R2连接到电源电压，所述放大管Q2的基极和发射极之间连接有电阻R4，所述放大管Q2的基极和集电极之间连接有电容C9，所述放大管Q2的集电极用于将放大后的天线信号输出至所述微处理器单元。

9.如权利要求8所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，所述第二通信单元还包括第二芯片U2，所述第二芯片U2的电源端连接电源电压，所述第二芯片U2的接地端接地，所述第二芯片U2的第一数据接收端和第二数据接收端分别连接到所述第三天线的两端，所述第二芯片U2的第一数据接收端和第二数据接收端还连接有电容C7，所述第二芯片U2的电源端和接地端之间连接有电容C8。

10.如权利要求1所述的高速公路复合通行卡，其特征在于，还包括选择单元，当所述第一通信单元和所述第二通信单元同时向所述微处理器单元发送信号时，所述选择单元优先将所述第二通信单元的信号发送至所述微处理器单元进行处理。

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