CN2256121Y - 不停车电子收费自动缴费装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种不停车电子收费系统的自动缴费装置，由中央处理器(CPU)、存贮器(E²ROM)、唤醒系统、接收系统和发射系统组成，电池经唤醒系统向其他系统供电，与地面设备进行微波访问通讯，实现电子交费。具有不停车，适应性广、节电、携带方便等优点。

Description

不停车电子收费自动缴费装置

本实用新型涉及一种公路、桥梁的车辆收费设备。该设备通过微波无线通讯实现车辆与地面之间的信息交换，自动完成收费作业。

车辆通过有偿使用的公路和桥梁，在收费站前须交纳过路或过桥费。一般有以下几种收费方式：

(1)停车以现金交费；

(2)停车以储值卡或信用卡交费；

(3)不停车以月票形式交费；

(4)不停车电子交费。

第(4)收费方式具有收费客观、交费方便等优点，但目前各厂家生产的这类收费设备，均存在安装位置角度要求过严，不适应车辆密集，尤其是多辆小型车(如摩托车)拥挤在一起，同时通过收费站情况下的收费作业，实际出现的误码率往往高过其指标所规定的值。

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种适应性强、安装标准要求低、可靠性好的读/写型收缴费装置，以满足各种复杂路面情况和实现不停车自动收缴费。

为实现上述目标，本实用新型采用了CSMA/CD通讯访问方式和先进的编码技术，使得地面设备能同时和多辆车进行通讯。解决了车辆密集情况下，相邻车辆同频通讯互相干扰的技术难点。自动缴费装置上的微波接收发射电路具有良好的信噪比、较宽的频带，从而降低了安装要求，使自动缴费装置能应用在摩托车等车辆上。同时，在降低电路功耗方面，采用了节电逻辑电路，保证了自动缴费装置的使用寿命，满足实际应用要求。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行描述。

图1为本实用新型自动缴费装置的结构原理图；

图2为本实用新型自动缴费装置的电路图；

图3为与本实用新型配套使用的地面收发设备的结构原理图；

图4为本实用新型的作业流程图；

图5为本实用新型的自动缴费装置钥匙牌式外型图。

参照图1和图2，本实用新型自动缴费装置由中央处理器(CPU)(100)、存贮器(E²ROM)(200)、唤醒系统(300)、接收系统(400)、发射系统(500)和电池(600)组成；电池(600)经唤醒系统(300)向中央处理器(100)、存贮器(200)、接收系统(400)和发射系统(500)供电；接收系统(400)的末端信号接往中央处理器(100)的解码端(RXD)(110)，中央处理器(100)的编码端(TCD)(120)；中央处理器(100)的输出接往存贮器(200)。

所述的唤醒(300)包括唤醒天线(310)、编置和调谐电路(320)、高放电路(330)、检波电路(340)、低放电路(350)、开关电路(360)和自举电路(370)，唤醒天线(310)和调谐电路(320)接收的信号经高放电路(330)、检波电路(340)和低放电路(350)接往开关电路(360)和自举电路(370)，开关电路(360)作为各系统的电源开关。

接收系统(400)包括接收天线(410)、高放电路(420)、选频电路(430)、高放电路(440)、检波电路(450)、低放电路(460)和整形电路(470)；由接收天线(410)和选频电路(430)接收的信号经高放、检波、低放和整形后，接往中央处理器的解码端(110)。

发射系统(500)由发射天线(510)、调制器(520)和微波发生的(530)组成；微波发生器(530)的输出和中央处理器的编码端(120)通过调制器(520)送往发射天线(510)。

本实用新型整个自动缴费装置做成锁匙牌外型，以便于随车携带。如图5所示。

下面根据图2和电路图、图3的地面发射设备基本结构图和图4的作业流程图对本实用新型的结构和工作原理作进一步的描述。

参照图3，地面设备接收设备接收通道由天线、选频网络、高频放大、混频、中频放大、检波和整形电路组成。发射通道由微波发生器和调制电路组成。具有CRC校检和RS485通信总线等功能。

参照图4，地面设备发射A码，自动缴费装置检波电路将检出A码。电源开关电路输一帧数据。经编码后，通过调制器将数据发出，并等待接收返回码。如果数据被地面正确接收，地面设备将返回一帧数据(称为C码)。如果地面设备错误地接收了数据，将返回另一帧数据(称为B码)。

电子标签接收到的返回码若是C码，则存贮数据，电源开关电路切断电源，结束CPU工作。

电子标签接收到的返回若是B码，则延时一随机时间后，再重新发射一帧数据，并等待接收返回码，直到地面设备返回C码为止。

地面设备CPU查询是否有车辆到达，若有车辆到达，则发射A码，等待接收自动缴费装置送数据。若无数据，则该车无自动缴费装置；若有数据，则进行CRC校验。若数据不正确，则发射B码，要求自动缴费装置重新上送数据，电子标签接收到B码后，将延时一随机时间，重新上送数据。地面设备CPU一旦接收到正确数据，则将数据放入RS485总线接口之发送缓冲区，将数据传输到收费计算机，收费计算机通过网络与银行交换数据，完成收费过程。

地面设备接收到正确数据后，再发射一帧数据(C码)给自动缴费装置，自动缴费装置将数据存贮起来。

参照图2，在没有收到地面微波脉冲唤醒之前，Vcc＝0v，CPU、E²ROM存贮存和微波收发通道电路均没有供电，所以整个电路的功耗不到1μA。T₂作为微波放大器，由R₁、T₁提供偏压，一段印制微带线(L₁)作为天线感应微波唤醒脉冲。由于R₂的阻值远大于T₂微导通时所表现出的阻值，所以C₂直接起了检波滤波作用，A点出现的信号是检波后的脉冲经T₃、T₄放大后，使节电开关T₆导通，卡上电路开始通电工作。

CPU上电后，由C₁₆、R₁₁微分出一复位脉冲加在CPU的RST端。CPU复位后将所有IO口引脚置为“1”。其中P3.3置“1”后，通过T₅使T₆保持导通，从而实现了电源自举。

CPU复位后，将P1.1置“0”，使微波振荡器停止工作，P3.3RXD端接收地面站指令和数据。

接收通道由A₁、A₂、Tx、T₉、T₁₀等组成，由一段印制微带线(L₄)作为接收天线。A₁、A₂为单片微波宽带集成放大器，C₃、L₅组成高通滤波器。为了更好地抑制带外噪声，可采用SWA声表面带通滤波器代替。T₇、R₄给微波三极管T₈提供偏置，R₁₁阻值较大，C₆直接起了检波滤波作用，T₉、T₁₀完成数据脉冲的放大、整形。

T₁₁、C₇、C₈、C₉、L₂、L₃组成电容三点式振荡器作为微波发生器。CPU通过P3.1TXD端发出数据，控制振荡三极管T₁₁基极偏置电压，实现幅值调制，微波通过电感L₂向外发射。

非易失存贮器U₂保存密码、存款余款和高速公司入口等数据。

电池采用长寿命电池，提高数据通讯速度，缩短唤醒时间和通讯工作时间，可减少功耗，延长电池使用时间。

本实用新型具有如下优点：(1)交费时不用停车；(2)适应于各种复杂情况；(3)节电；(4)携带方便；(5)准确率高。

本实用新型还可以应用在身份标识方面。如出入口控制、车辆管理、车辆调度和码头货运等。

Claims (5)

1.一种不停车电子收费自动缴费装置，其特征在于由中央处理器(CPU)(100)、存贮器(E²ROM)(200)、唤醒系统(300)、接收系统(400)、发射系统(500)和电池(600)组成；电池(600)经唤醒系统(300)向中央处理器(100)、存贮器(200)、接收系统(400)和发射系统(500)供电；接收系统(400)的末端信号接往中央处理器(100)的解码端(RXD)(110)，中央处理器(100)的编码端(TCD)(120)；中央处理器(100)的输出接往存贮器(200)。

2.根据权利要1所述的不停车电子收费自动缴费装置，其特征在于所述的唤醒(300)包括唤醒天线(310)、编置和调谐电路(320)、高放电路(330)、检波电路(340)、低放电路(350)、天关电路(360)和自举电路(370)，唤醒天线(310)和调谐电路(320)接收的信号经高放电路(330)、检波电路(340)和低放电路(350)接往开关电路(360)和自举电路(370)，开关电路(360)作为各系统的电源开关。

3.根据权利要1所述的不停车电子收费自动缴费装置，其特征在于接收系统(400)包括接收天线(410)、高放电路(420)、选频电路(430)、高放电路(440)、检波电路(450)、低放电路(460)和整形电路(470)；由接收天线(410)和选频电路(430)接收的信号经高放、检波、低放和整形后，接往中央处理器的解码端(110)。

4.根据权利要1所述的不停车电子收费自动缴费装置，其特征在于发射系统(500)由发射天线(510)、调制器(520)和微波发生的(530)组成；微波发生器(530)的输出和中央处理器的编码端(120)通过调制器(520)送往发射天线(510)。

5.根据权利要1所述的不停车电子收费自动缴费装置，其特征在于整个自动缴费装置做成锁匙牌外型，以便于随车携带。

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