CN2251165Y - 射频非接触式车辆识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种射频非接触式车辆身份识别装置，它由读卡机和身份识别卡组成，读卡机和身份识别卡之间通过低频电磁波交换能量和数据，读卡机包括微处理器、脉冲放大器、功率放大器、谐振回路、检波器、放大器、整形电路、数字显示器、接口电路和电源，身份识别卡包括专用集成电路IC6和谐振线圈L2。身份识别卡可装在车辆的某个部位，读卡机可装在收费站的通道，它能自动记录机动车通过收费站的次数，它适用于机动车收费站。

Description

射频非接触式车辆识别装置

本实用新型涉及一种识别机动车身份的电子仪器。

目前机动车通过公路、桥梁或隧道普遍使用人工收费办法缴交有关的费用。机动车经过收费站时要停车排队，这样既浪费时间又容易造成交通堵塞。目前尚未有一种不用减速、停车、又能识别机动车身份并能计算出通过收费处次数的装置。

本实用新型的目的是提供一种电子识别装置，它可以自动识别那些机动车安装了识别卡并可以记录安装了识别卡的机动车通过收费站的次数，而安装了识别卡的机动车通过收费站不必停车或减速。

本实用新型分为二大部分，由机动车持有的身份识别卡和安装在收费站通道的读卡机。读卡机装有一个框形或环形的发射天线线圈，发射天线产生一个稳定的电磁场，由此天线线圈两端的交流电压也是稳定的，有一个检波器接在天线线圈两端，检波后的包络线是平直的。另外身份识别卡也装有一个小型的框形天线线圈，当身份识别卡靠近读卡机天线线圈并且其调谐回路与读卡机的反射频率谐振时，它就吸收了读卡机发射的电磁场的一部分能量，读卡机检波后的包络线就出现凹陷。在身份识别卡里有一个电子开关，它按照一定的次序开通和关断调谐回路使其时而谐振时而失谐，于是读卡机检波器的包络线就出现一连串的脉冲凹陷，这一串脉冲就代表了身份识别卡的特征码。由于每个身份识别卡都有自己与众不同的特征码，读卡机就能区分所有携带或装置有这种身份识别卡的车辆。本实用新型是这样实现的，它分为二大部分，一部分为机动车持有的身份识别卡，另一部分为安装在收费站通道上的读卡机，读卡机包括微处理器、脉冲放大器、功率放大器、谐振回路、检波器、放大器、整形电路、数字显示器、接口电路和电源，身份识别卡包括专用集成电路IC6和谐振线圈L2，读卡机的谐振回路由电容C1、线圈L1、电容C2串联而成并跨接在由功率场效应管V1、V2、V3、V4组成的桥式推挽功率放大器的两桥臂的中点，功率放大器的低电位端经开关三极管TR1接地，由二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式检波器的两个信号输入端与天线线圈L1并联，其检波输出端接有滤波电容C3并通过电容C4及偏置电阻R1、R2接到由运算放大器IC3-1、电阻R3、R4、R5、电容C5构成的放大器的输入端，放大器的输出端接到由运算放大器IC3-2、电阻R6、稳压二极管SD1、SD2组成的整形电路输入端，整形电路的输出端经反相器IC4-5反相后接到微处理器的P1-0口，微处理器的P1-1口与反相器IC4-1的输入端连接，反相器IC4-1的输出端一路经反相器IC4-4与功率放大器的一个输入端连接，另一路经反相器IC4-2和IC4-3与功率放大器的另一个输入端连接，微处理器的P1-2口经电阻R8接到三极管TR3的基极，三极管TR3与TR2组成达林顿结构，三极管TR2的发射极与开关三极管TR1的基极连接；身份识别卡上的专用集成电路IC6里面封装有谐振电容、开关电路、偏码电路和整流电路。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型实施例的外观示意图，

图2是本实用新型的原理方框图，

图3是读卡机的电原理图，

图4是身份识别卡的电原理图。

参照图1，图1的右下方是机动车持有的身份识别卡，其它是读卡机，读卡机有一个数字显示窗可直接读出身份识别卡的代码，有一个射频电缆插接器用于连接从发射天线引出的电缆，有一个串行数据通讯接口可连接至电脑或通讯网络上以便对数据作处理，框形发射天线线圈封装在外壳内，附有支柱以便安装。右下方是身份识别卡，小型天线线圈及集成电路都封装在卡片里面。

图2示出本实用新型的方框图。微处理器1向脉冲放大器2输出频率为120KHz的方波，经功率放大器3放大后送到无线谐振回路4产生电磁振荡向外辐射。检波器5检出场强的变化送入放大器6进行放大，再经整形电路7整形后送回微处理器1进行解码、纠错、得到的信息一路输出到数字显示器8形成可读数字，另一路经接口电路9送出电脑网络。稳压电源10为各部分电路提供工作电源。

以上方框1-10组成读卡机电路，方框11为装有谐振天线和专用集成电路的身份识别卡电路。

图3是读卡机的电原理图。由单片微处理机IC5、(87C51最简系统)构成图2中的方框1，由反相器IC4-1、IC4-2、IC4-3、IC4-4、三极管TR1、TR2、TR3、电阻R7和R8组成方框2，其中反相器IC4-1、IC4-2、IC4-3、IC4-4把从87C51P1-1口输出的120KHz脉冲分裂成相位相反的两路脉冲加到由场效应管V1-V4组成的桥式推挽功率放大器(方框3)；另外由87C51的P1-2口输出的频率为20HZ、占空比约为5/2的脉冲经三极管TR3、TR2放大后控制TR3的开通与关断，从而使功率放大器V1-V4以间歇方式工作，达到节省能量又不丢失读卡机会的目的。线圈L1、电容C1、C2、组成串联谐振回路，L1绕成环形或框形结构，组成方框4。二极管D1-D4、电容C3组成桥式全波检波器即方框5。运算放大器IC3-1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、电容C4、C5组成方框6，用于放大检波器解调后的信号。运算放大器IC3-2、电阻R6、稳压二极管SD1、SD2及反相器IC4-5组成方框7，把放大器输出的脉冲信号整形后送到单片微机87C51的P1-0口，87C51用软件对P1-0口采集的数据进行译码及奇偶校验，得到身份识别卡的特征码，从87C51的串行通讯口TXD通过RS232接口向外输出这个特征码，同时经87C51的P3口向数字显示器输出数据。变压器T1、二极管D5、D6、稳压集成电路IC1、IC2、电容器C6、C7、C8组成方框10，提供各部分电路所需的+5V及+9V电源。

图4是身份识别卡电原理图。IC6是一粒微功率可编程数据发射机专用集成电路，它仅有的两只引脚与小型环形天线L2相连，内部封装有谐振电容器、整流电路、贮能电路、编码电路和开关电路。当身份识别卡接近读卡机天线时，其线圈L2吸收了读卡机发出的电磁场能量，经整流后贮存在贮能回路上作为工作电源，当测得直流电能足够时即接通编码电路与开关电路控制调谐回路的谐振与失谐，即向读卡机传送出身份识别卡的一串特征码，在传送过程中利用读卡机发出的射频周期作为编码电路及开关电路的时钟周期，使得传送过程严格与读卡机同步。编码器的容器达到64位或96位甚至128位二进制数，每粒芯片的特征码在生产厂已经进行设定，因而它的容量是非常大的。

本实用新型由于采用非接触方式传送数据，身份识别卡既可安装在车辆某个部位，也可由驾驶员随身携带，具有方便、隐蔽、快速、故障率极低等优点，可广泛应用于公路、铁道的车辆管制、调度、收费方面。另外在人事管理、动物研究等领域也有广阔前景。

Claims (1)

1、一种射频非接触式车辆身份识别装置，它由读卡机和身份识别卡组成，读卡机包括微处理器(1)、脉冲放大器(2)、功率放大器(3)、谐振回路(4)、检波器(5)、放大器(6)、整形电路(7)、数字显示器(8)、接口电路(9)和电源(10)，身份识别卡包括专用集成电路IC6和谐振线圈L2，其特征是：

a>读卡机的谐振回路(4)由电容C1、线圈L1、电容C2串联而成并跨接在由功率场效应管V1、V2、V3、V4组成的桥式推挽功率放大器(3)的两桥臂的中点，功率放大器(3)的低电位端经开关三极管TR1接地，由二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式检波器(5)的两个信号输入端与天线线圈L1并联，其检波输出端接有滤波电容C3并通过电容C4及偏置电阻R1、R2接到由运算放大器IC3-1、电阻R3、R4、R5、电容C5构成的放大器(6)的输入端，放大器(6)的输出端接到由运算放大器IC3-2、电阻R6、稳压二极管SD1、SD2组成的整形电路(7)的输入端，整形电路(7)的输出端经反相器IC4-5反相后接到微处理器(1)的P1-0口，微处理器(1)的P1-1口与反相器IC4-1的输入端连接，反相器IC4-1的输出端一路经反相器IC4-4与功率放大器(3)的一个输入端连接，另一路经反相器IC4-2和IC4-3与功率放大器(3)的另一个输入端连接，微处理器(1)的P1-2口经电阻R8接到三极管TR3的基极，三极管TR3与TR2组成达林顿结构，三极管TR2的发射极与开关三极管TR1的基极连接；

b>身份识别卡专用集成电路IC6里面封装有谐振电容、开关电路、编码电路和整流电路。

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