CN2818235Y - 可定位的电子车牌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可定位的电子车牌系统，包括安装于车辆上的电子车牌和安装于道路两边的地址标志器，电子车牌和地址标志器以无线连接方式相连；电子车牌包括存储有车辆身份编码的MCU中央处理单元A、与其相连的无线收发单元A和大容量数据存储单元以及为整个电子车牌提供工作电源的电源模块A；地址标志器包括存储有地理经纬度信息或地址编码信息的MCU中央处理单元B、与其相连的无线收发单元B以及为整个地址标志器提供工作电源的电源模块B；所述的无线收发单元B与所述的无线收发单元A相匹配。本实用新型不仅可以实现车辆身份识别、车辆定位功能，还可实现行车轨迹记录和行车状态记录，定位精确、成本低、实施方便，适合于大量普及。

Description

可定位的电子车牌系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子装置，尤其涉及一种可定位的电子车牌系统。

背景技术

中国专利文献93244305.2公开了一种“电子车牌”，由安装在机动车上的车号发射器和安装在机动车通行道口的车号接收器组成，车号发射器包括编码器、放大器、调制器和发射器，车号接收器包括接收器、解调器和解码器。发射器的调制器由反相器、第1第2振荡器及第1第2选通门组成，以键控移频方式工作，编码器和解码器均采用单片微处理器。该电子车牌可自动识别通过车辆的车型、车号等，便于计算机统一记录、管理、收费等，但它只起车辆的身份识别作用，没有定位作用。

近几年，GPS车辆定位技术的运用已经开始得到重视和发展，并开始进入普遍推广阶段。许多城市的出租、公交、物流配送等行业已经开始利用GPS技术对车辆进行跟踪及调度管理，以达到合理调配资源、提高服务水准、降低能源消耗、节省运行成本的目的。但目前使用的GPS定位设备的核心技术和知识产权为少数公司所垄断，采购和使用成本高昂，不适合大量普及发展，另外定位精度也不高，在民用领域，目前使用的系统一般误差都在30-50米左右，而在很多城市的中心区域，30-50米可能就是2条路的差别。

发明内容

本实用新型主要是解决了现有电子车牌只能对车辆进行身份识别、收费管理等功能单一的技术问题；提供了一种既能对车辆进行身份识别又能对车辆进行定位的可定位的电子车牌系统。

本实用新型还解决了基于GPS技术的车辆定位设备定位精度不高、使用成本高昂、不适合大量普及的技术问题；提供了一种定位精确、成本低廉、适合大量普及的可定位的电子车牌系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括安装于车辆上的电子车牌和安装于道路两边的地址标志器，所述的电子车牌和地址标志器以无线连接方式相连；所述的电子车牌包括MCU中央处理单元A、与所述MCU中央处理单元A相连的无线收发单元A和大容量数据存储单元以及为整个电子车牌提供工作电源的电源模块A，所述的MCU中央处理单元A内存储有车辆身份编码；所述的地址标志器包括MCU中央处理单元B、与所述MCU中央处理单元B相连的无线收发单元B以及为整个地址标志器提供工作电源的电源模块B，所述的MCU中央处理单元B内存储有地理经纬度信息或具体地址信息编码；所述的无线收发单元B与所述的无线收发单元A相匹配。电子车牌安装在车辆上，其MCU中央处理单元A内保存着汽车的身份编码(身份识别数据)，这个编码包含了汽车合法注册时所必需的所有信息，例如汽车的颜色、类型、生产厂家、出厂日期、注册地区、车主信息等等。地址标志器作为行车定位的专用标志设备，以一定的间隔距离依次安装在道路两边，其MCU中央处理单元B内存放有本地的地址编码信息，为所有经过车辆提供地址信息。电子车牌和地址标志器通过无线收发单元A、B收发数据，互相交换信息。

作为优选，所述的电子车牌的电源模块A与安装所述电子车牌的车辆的点火电路相连，所述的地址标志器的电源模块B与220V市电相连或与太阳能电池相连，或直接使用干电池供电。电子车牌电源取自汽车点火电路，车子一旦启动，系统就进入待机工作状态，汽车熄火停止后，系统也停止工作。

作为优选，所述的MCU中央处理器单元A、MCU中央处理器单元B为8051兼容单片机及其外围电路，成本低，功能强，技术成熟，性能稳定。

作为优选，所述的无线收发单元A、无线收发单元B为RF射频收发单元NRF905或NRF2401，其中NRF2401的工作频率在世界公用的频段范围2.4～2.5GHz内，最大传输速率可达1Mbit/S。

作为优选，所述的大容量数据存储单元为K9F2808U0B集成电路。车辆行驶路程越长、道路边设置的地址标志器的间距越短，数据存储量就越大，采用K9F2808U0B集成电路作为数据存储单元确保能存储车辆行驶30-40天所记录下的数据。

作为优选，所述的电子车牌还设有与所述的MCU中央处理单元A相连的接口电路单元A，起拓展电子车牌多方面功能的作用，使电子车牌更趋完善。

作为优选，所述的接口电路单元A还连接有GPRS收发单元，可以在需要时把本车的位置信息和身份信息实时发送给远程终端，实现远端监控。

作为优选，所述的接口电路单元A还与MPC车载计算机相连，MPC车载计算机与汽车音响电路相连。MPC车载计算机配备触摸式显示屏、windowsCE4.0c操作系统、电子地图运行软件、行车诱导软件和语音合成软件。显示屏上可显示车辆所在区域的电子交通图，并在图上实时显示出车辆所在位置。驾驶员也可以直接在触摸屏的电子地图上输入目的地信息，MPC车载计算机内的行车诱导软件会根据电子地图的路径信息自动计算最近走法，并在电子地图上进行显示。另外，通过软件设置，地址标志器也可以向经过车辆发送该地段的基本道路信息，如：限速、禁行、路况等提醒信息，过往车辆的电子车牌接收到该信息后，经过处理以语音形式提醒司机，达到安全驾驶的目的。

作为优选，所述的接口电路单元A为串口电平转换电路MAX232。

作为优选，所述的地址标志器中还设有与所述的MCU中央处理单元B相连的接口电路单元B，所述的接口电路单元B可与外部设备相连。例如：与GPRS模块连接，把接收的车辆身份信息和位置信息发送给上级管理中心，进行远程管理；与计算机连接，进行现场管理、车辆识别、或车辆收费等；与控制系统连接，如开关通道门、升降拦阻杆、改变红绿灯等。

本实用新型的有益效果是：不仅可以实现车辆身份识别、车辆定位功能，还可实现行车轨迹记录和行车状态记录，集监控、视、听于一体，并且功能可以通过软件编程扩展，同时定位精确、成本低、实施方便，适合于大量普及。

附图说明

图1是本实用新型的一种连接框图。

图2是本实用新型一种实施例中电子车牌的电路连接示意图。

图3是本实用新型电子车牌的工作流程图。

图4是本实用新型地址标志器的工作流程图。

图中1.电子车牌，2.地址标志器，11.MCU中央处理单元A，12.无线收发单元A，13.大容量数据存储单元，14.电源模块A，15.接口电路单元A，16.GPRS收发单元，21.MCU中央处理单元B，22.无线收发单元B，24.电源模块B，25.接口电路单元B。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例中可定位的电子车牌系统包括安装于车辆上的电子车牌1和安装于道路两边的地址标志器2。电子车牌1以MCU中央处理单元A11为核心，本实施例中MCU中央处理单元A11采用8051兼容单片机及其外围电路，8051兼容单片机的内部存储有车辆的身份编码，8051兼容单片机的P2口连接有作为无线收发单元A12的RF射频收发单元NRF2401，8051兼容单片机的P1、P0口间连接有作为大容量数据存储单元13的K9F2808U0B集成电路，8051兼容单片机的RXD、TXD脚上连接有作为接口电路单元A15的串口电平转换电路MAX232，MAX232还连接有GPRS收发单元16、与车辆音响电路相连的MPC车载计算机，整个电子车牌的工作电源由与车辆的点火电路相连的电源模块A14提供。地址标志器2的电路连接与电子车牌1的电路连接相同，所不同的是地址标志器2中没有大容量数据存储单元，地址标志器中的接口电路单元B25可根据需要与GPRS模块、计算机、控制系统等外部设备相连，地址标志器的电源模块B24与220V市电相连，地址标志器的8051兼容单片机内存储有本地的地址编码信息。地址标志器2与电子车牌1通过RF射频收发单元NRF2401无线连接、互相通信。

实现车辆定位的工作过程：

电子车牌电源取自车辆点火电路，车辆启动后，系统就进入待机工作状态。车辆在行驶过程中不断接收路两边地址标志器发出的无线信号。该信号就是给车辆定位的地址编码数据包信号。

接收到该数据包信号后，电子车牌内的MCU中央处理器A把该信息与上次接收的信息进行比较，如不同，MCU将对其解码，读出地址编码，并在该编码上添加时间编码，然后储存在系统内的大容量存储单元中，供MPC车载计算机调用或其他外接系统下载；如相同，说明车辆还在原地未动或移动很小(等红灯或堵车)，则系统不做任何响应，返回接收等待状态。

因为系统保存的每组地址编码数据都被标注了当前时间，所以把重复的数据丢掉，可以使系统在不降低精度的情况下减少数据存储量，提高系统工作效率。

通过上述过程，实现了车辆的行驶过程中的实时定位，定位数据保存在电子车牌中。车辆熄火停止后，系统也停止工作。

定位数据的应用：

电子车牌中的接口电路单元A与MPC车载计算机连接，MPC车载计算机配备触摸式显示屏、windowsCE4.0操作系统、内部运行电子地图软件、行车诱导软件和语音合成软件，并与车辆的音响电路连接。车辆启动后，MPC车载计算机通过电子车牌的接口电路单元A读取电子车牌中的车辆地址数据，并根据该地址数据，调出该地区的电子交通图，同时在显示屏上的电子地图中显示出车辆位置。

驾驶员也可以直接在触摸屏的电子地图上输入目的地信息，MPC车载计算机内的行车诱导软件会根据电子地图的路径信息自动计算最近走法，并在电子地图上进行显示。

MPC车载计算机内运行有语音合成软件，MCU中央处理单元A可以根据运行位置和道路交通情况调出该地段的语音合成文件，送汽车音响电路播放，如：“前方请右转”、“本路段限速60公里，请控制车速”、“前方事故多发路段、请小心驾驶”等。

接口电路单元A同时与GPRS收发单元连接，并由8051兼容单片机的P0口高端位进行选通控制，在需要时，把本车的位置信息或其他紧急信息实时向外发送，实现远端的监控和紧急情况报警。

实现车辆身份识别的工作过程：

外接的外部设备计算机与地址标志器连接后，通过修改地址标志器内的软件设置，就可以使地址标志器在发送定位信号的同时对车辆的身份进行识别。其工作过程如下：

地址标志器接收到外接计算机发给它的身份识别指令后，在其发送给电子车牌的地址编码数据包信号中添加身份识别编码，经过该地点的所有车辆的电子车牌收到后会进行应答，回送本车ID编码给地址标志器，实现身份识别。地址标志器收到车辆回复的ID编码后直接通过接口电路单元B送外接计算机进行应用或保存。

为防止车辆间的通讯干扰，在电子车牌应答前，首先会进行信道侦听：如空闲，将回复握手信号给地址标志器建立通讯联系，如遇忙，则等待3ms后再次侦听，直到信道空闲。当上述等待时间超过3分钟时，电子车牌将放弃通讯努力返回待机状态重新开始流程。

已经进行过通讯的车辆通过信号比对实现对该地址标志器进行屏蔽，不再进行响应，以便让出资源给其他车辆。

地址标志器还可通过接口电路单元B与其他外部设备连接，例如：

与GPRS模块连接，把接收的车辆身份信息和位置信息发送给上级管理中心，进行远程管理。

与计算机连接，进行现场管理、车辆识别、或车辆收费等。

与控制系统连接，实现如开关通道门、升降拦阻杆、改变红绿灯等控制。

地址标志器内的MCU中央处理单元B也可以保存一些该地址的路面信息，如限速信息、禁止通行或禁止转向信息、复杂路况提醒信息等，与地址信息一起打包发送给所有经过车辆。经过的车辆接收到该信号后，经过电子车牌的处理以语音形式提醒司机，达到安全驾驶的目的。

本实施例既可实现车辆身份识别又可实现车辆定位，而成本仅是卫星定位的几十分之一，非常具有推广价值。

Claims (10)

1.一种可定位的电子车牌系统，其特征在于包括安装于车辆上的电子车牌(1)和安装于道路两边的地址标志器(2)，所述的电子车牌(1)和地址标志器(2)以无线连接方式相连；所述的电子车牌(1)包括MCU中央处理单元A(11)、与所述MCU中央处理单元A(11)相连的无线收发单元A(12)和大容量数据存储单元(13)以及为整个电子车牌(1)提供工作电源的电源模块A(14)，所述的MCU中央处理单元A(11)内存储有车辆身份编码；所述的地址标志器(2)包括MCU中央处理单元B(21)、与所述MCU中央处理单元B(21)相连的无线收发单元B(22)以及为整个地址标志器(2)提供工作电源的电源模块B(24)，所述的MCU中央处理单元B(21)内存储有地理经纬度信息或具体地址信息编码；所述的无线收发单元B(22)与所述的无线收发单元A(12)相匹配。

2.根据权利要求1所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的电子车牌的电源模块A(14)与安装所述电子车牌(1)的车辆的点火电路相连，所述的地址标志器(2)的电源模块B(24)与220V市电相连或与太阳能电池相连，或直接使用干电池供电。

3.根据权利要求1或2所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的MCU中央处理单元A(11)、MCU中央处理单元B(21)为8051兼容单片机及其外围电路。

4.根据权利要求1或2所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的无线收发单元A(12)、无线收发单元B(22)为RF射频收发单元NRF905或NRF2401。

5.根据权利要求1或2所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的大容量数据存储单元(13)为K9F2808UOB集成电路。

6.根据权利要求1或2所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的电子车牌(1)还设有与所述的MCU中央处理单元A(11)相连的接口电路单元A(15)。

7.根据权利要求6所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的接口电路单元A(15)还连接有GPRS收发单元(16)。

8.根据权利要求6所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的接口电路单元A(15)还与MPC车载计算机相连，MPC车载计算机与汽车音响电路相连。

9.根据权利要求6所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的接口电路单元A(15)为串口电平转换电路MAX232。

10.根据权利要求1或2所述的可定位的电子车牌系统，其特征在于所述的MCU中央处理单元B(21)还连接有接口电路单元B(25)，所述的接口电路单元B(25)与外部设备相连。

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