DE3830643A1

DE3830643A1 - Verkehrssteuersystem fuer sich bewegende einrichtungen und/oder menschen

Info

Publication number: DE3830643A1
Application number: DE3830643A
Authority: DE
Inventors: Massimo Rinaldi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1989-03-30
Also published as: FR2620551A1; IT1211771B; DK501688D0; DK501688A; GR1002605B; PT88453A; ES2010588A6; GB8821365D0; GR880100588A; PT88453B; LU87332A1; BE1002724A3; GB2209860A; NL8802222A; IT8748380A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkehrssteuersystem für sich bewegende Einrichtungen und/oder Menschen, bei dem eine feste Station und ein programmierbares Element, das von den sich bewegenden Einrichtungen und/oder Menschen mitge führt wird, Verwendung finden.

Vorausbezahlungssysteme sind seit langer Zeit bekannt, wie beispielsweise mangetische Kreditkarten, Magnetkarten zum Steuern des Einlasses von Personen in bestimmte Bereiche, Magnetkarten für Telefone mit Vorausbezahlung anstelle von Geldmünzen oder Automatenmünzen, für Getränkeautomaten u. ä.

Es sind in jüngerer Zeit einige Vorrichtungen eingeführt worden, bei denen ein Mikroprozessor Verwendung findet, dem ein veränderbarer Speicher (Batterie-EEPROM oder RAM) zuge ordnet ist, und die ein Einsetzen in eine Lese/Auswertungs- Modifizierunsvorrichtung über eine Reihe von galvanischen Kontakten erfordern. Was ihre äußeren physikalischen Merk male anbetrifft, so müssen diese Vorrichtungen den ISO- Normen Beachtung schenken.

Sämtliche bekannten Vorrichtungen dieser Art erfordern eine manuelle Betätigung, um die Karte selbst o. ä. in mechanisch- elektrischen oder mechanisch-magnetischen Kontakt mit einer Terminal-Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung eines Prozessors zu bringen, auf dem die Steuerung des Systems basiert, was be stimmte Nachteile mit sich bringt, die ohne weiteres erkenn bar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der angegebenen Art zu schaffen, das keinen mecha nischen Kontakt (magnetischen oder galvanischen Kontakt) zwischen einer sich bewegenden Einheit (Karte o. ä.) und einer Terminal-Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung eines Prozessors benötigt, auf dem die Steuerung des Systems basiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System der angegebenen Art gelöst, daß die folgenden Bestandteile umfaßt:

A. Eine feste Vorrichtung für eine Programmaufzeichnungs steuerung, die als "fester Computer" bezeichnet wird und in einem geschützten oder ungeschützten Raum untergebracht ist (d. h. ein PC);
B. ein festes Sende-Empfangs-Paar, das aus einem Signaler zeuger und einem Sende-Empfangs-Signalumformer besteht, der für das erzeugte Signal (Infrarotwellen, Schallwellen, Über schallwellen, elektromagnetische Wellen allgemein) geeignet ist. Als Beispiel wird hierbei auf ein Festkörper-Sende/ Empfangs-Paar für Infrarotstrahlen, das als "fester Umformer" bezeichnet wird, bezug genommen;
C. eine Vorrichtung, deren Funktionsweise der des "festen Computers" entspricht, jedoch sowohl in bezug auf die Funktionalität und die Größe begrenzt ist. Die Vorrichtung wird als "sich bewegender Chip" bezeichnet, da es gegenwär tig in der Technik möglich ist, eine solche Vorrichtung sogar als einzigen Chip zu konzipieren;
D. ein Sende/Empfangs-Paar, das dem festen Signalumformer entspricht, mit diesem gekoppelt ist und als "sich bewegende Zelle" bezeichnet wird.

Der feste Computer sowie der feste Signalumformer werden an einem Punkt der gebührenpflichtigen Straße oder Schranke in einer solchen Position angeordnet, daß der feste Signalum former durch die sich bewegende Zelle, die zusammen mit dem sich bewegenden Chip auf der sich bewegenden Einrichtung angeordnet wird, überwacht werden kann. In dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel kann der feste Signalumformer unter dem Dach einer Autobahnmautstelle, möglicherweise mit Winkelbe grenzungen, angebracht werden, während die sich bewegende Zelle an der Innenseite der Windschutzscheibe eines Kraft fahrzeuges befestigt werden kann.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems nachfolgend am Beispiel der Mautstelle einer gebührenpflichtigen Autobahn erläutert.

Die Benutzer des Systems (die dasselbe wahlweise benutzen oder dazu verpflichtet sind) erhalten die vorstehend er wähnte Komponente C (d. h. den sich bewegenden Chip) sowie die Komponente D (die sich bewegende Zelle), wobei diese Komponenten, insbesondere die Komponente D, in einer solchen Position angeordnet werden, daß sie von außen erreicht wer den können. Im Falle einer bidirektionalen Infrarot-Verbin dung werden die beiden Bauteile beispielsweise an einem Punkt der Innenseite der Windschutzscheibe oder hinter dem Rückspiegel angeordnet. Wenn Hochfrequenzwellen Verwendung finden, müssen die Bauteile nicht sichtbar angeordnet werden; es ist ausreichend, wenn diese an irgendeiner Stelle im Fahrzeug untergebracht werden, die nicht vollständig abgeschirmt ist.

Bei der Beschreibung der Funktionsweise des Systems wird auf eine Beschreibung der Verhältnisse bei der Ausgabe des sich bewegenden Chips, der Diebstahlmöglichkeit desselben oder des Fahrzeuges, des Berechnungssystems, des Blockiersystems der Mautstelle oder der Signalgebung bei einem Durchbrechen der Blockade verzichtet, da derartige Probleme zwar möglich sind, diese jedoch in einfacher Weise über entsprechende Software gelöst werden können, die dem Fachmann bekannt ist. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher auf die "technischen" Funktionen, die das in Rede stehende System ausführen kann.

Der abgegebene sich bewegende Chip wird über eine Vor richtung, die hier nicht beschrieben wird, da sie für den Fachmann auf der Hand liegt, "personalisiert", indem in seinen permanenten Speicher (oder halbpermanenten Speicher, wie beispielsweise einem EEPROM) Daten eingeschrieben werden, die die in Rede stehende Einrichtung, die Art der Bezahlung, die sektorisierte Befähigung und andere Daten betreffen, welche für den speziellen Anwendungsfall erfor derlich sind. Möglicherweise wird die die Gebühr für den Chip betreffende Information in den halbpermanenten Speicher eingeschrieben, oder es wird eine Hinterlegung gefordert.

Wenn sich das Fahrzeug der Mautstelle nähert, wird die sich bewegende Einrichtung vom festen Computer und vom festen Signalumformer abgefragt, sobald die Einrichtung selbst eine bestimmte Zone besetzt, die beispielsweise durch eine optische Schranke (eine Lichtabgabevorrichtung und eine Fotozelle) detektiert wird. Die sich bewegende Einrichtung antwortet über die sich bewegende Einrichtung C.D. mit den entsprechenden Daten in ihrem Besitz, und der Dialog kann mit einem Protokoll fortgesetzt werden, das beispielsweise so aussehen kann:

- Korrespondenz der Daten, die durch die sich bewegende Einrichtung und die relative Checkziffer übermittelt wor den sind;
- Überprüfung der Transitbefähigung;
- Transitaufzeichnung: Kosten, Zeit, Nummer der Maustelle im Speicher des sich bewegenden Chips mit einer Check ziffer, um Betrügereien zu verhindern;
- Aufzeichnung der gleichen Art im Speicher des festen Computers und mögliches Ausdrucken;
- ggf. Lesen sämtlicher Aufzeichnungen der sich bewegenden Einrichtung durch den festen Computer.

Die Übertragung vom festen Signalumformer zur sich bewegen den Zelle und umgekehrt wird mit einem Digitalimpuls-Fehler steuerkode einer geeigneten Art durchgeführt.

Wenn das Protokoll und somit die Aufzeichnung einschließlich eines reziprokalen "Lese nach Schreib-Befehls" beendet sind, wird vom festen Computer die Zustimmung zum Öffnen der Schranke gegeben. Diese Schranke unterscheidet sich von den gegenwärtig verwendeten Schranken nicht und kann durch eine echte Schranke, Ampeln oder eine Alarmsirene verkörpert werden. In jedem Fall wird die Tatsache signalisiert und aufgezeichnet, daß die Blockade von einem Fahrzeug durch brochen worden ist, das keinen Chip aufweist, oder von einem Fahrzeug, das eine geschwärzte Fotozelle besitzt, oder daß der Dialog nicht beendet worden ist oder daß in irgendeiner Weise der Transit unrechtmäßig war.

Durch tägliche oder monatliche etc. Auszüge der vom festen Computer gesammelten Daten werden Rechnungen mit den ent sprechenden Beträgen für den Benutzer erstellt, je nach der von diesem gewählten Abrechnungsart.

Bei dem sich bewegenden Chip ist der zum Aufzeichnen be stimmte Speicherbereich für eine Überprüfung von Seiten des Benutzers geeignet, falls dieser eine solche wünscht. In entsprechender Weise kann derjenige Teil, den der feste Computer nicht mehr als geeignet ansieht (weil bereits be zahlt worden ist) automatisch regeneriert werden. Der feste Computer kann des weiteren auch ganz spezielle Benutzer "markieren" (wie beispielsweise solche mit Zahlungsrück ständen, unerwünschte Benutzer etc.).

Das System hat den Vortel, daß der gesamte Ablauf durchge führt wird:

a) In einer sehr kurzen Zeitdauer (einige Millisekunden), so daß das Fahrzeug nicht verlangsamt werden muß;
b) ohne Notwendigkeit des Einsatzes einer Bedienungsperson an jeder Mautstelle;
c) ohne daß der Benutzer irgendeine Tätigkeit durchführen muß (das Fahrzeugfenster öffnen muß, seinen Arm heraus legen muß, die Karte oder Geld oder die Marke heraus suchen muß);
d) mit vollständiger Aufzeichnung: die Plattennummer, Zeit, Wahl oder den Status des Benutzers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Generaldarstellung des erfindungs gemäß augebildeten Systems, das bei ei nem Motorfahrzeug und einer sich bewe genden Schranke oder einer gebühren pflichtigen Straße Anwendung findet; die

Fig. 2a und 2b Einzelheiten in bezug auf die Ausbil dung des sich bewegenden Elementes und des stationären Elementes des Systems; und

Fig. 3 im Detail die Ausbildung des integrier ten "Chips" des sich bewegenden Ele mentes und der diesem "Chip" zugeordne ten peripheren Elemente.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das an einem der Wind schutzscheibe 2 entsprechenden Punkt mit einer erfindungs gemäß ausgebildeten sich bewegenden Vorrichtung versehen ist, wie bei 3, 4 gezeigt, die als Abgabeeinrichtung und Empfangseinrichtung für Informationen auf einem nicht galvanischen physikalischen Träger, d. h. bei der bevorzug ten Ausführungsform Infrarotstrahlung oder Hochfrequenzwel len in einem zur Verfügung stehenden Bereich des Hochfre quenzspektrums (naturgemäß können auch Schallwellen oder Überschallwellen Anwendung finden), ausgebildet ist.

Die sich bewegende Vorrichtung 3, 4 wirkt mit einer ent sprechenden festen Vorrichtung 5, 6 zusammen, die einer Datenverarbeitungsstation zugeordnet ist, welche insgesamt mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet ist. Eine solche Daten verarbeitungsstation 7 besitzt einen elektronischen Pro zessor, wie beispielsweise einen herkömmlich ausgebildeten Personalcomputr (PC) mit einem geeigneten Speicher und einer geeigneten Schnittstellenverschaltung von und zur festen Vorrichtung 5, 6.

Wenn die bei 8 schematisch dargestellte Schranke, bei der es sich um eine solche vom mechanischen Typ (eine übliche messerförmige Schranke) oder um irgendeinen anderen Typ handeln kann, wie beispielsweise eine optische Schranke, eine elektromagnetische Induktionsschranke oder irgendeine andere Ausführungsform, die dem Fachmann geläufig ist, überfahren wird, beginnt die feste Vorrichtung 5, 6 mit dem Dialog mit der sich bewegenden Vorrichtung 3, 4, um die Zahlung einer Gebühr (Straßengebühr) oder einer Parkgebühr zu bewirken oder eine Genehmigung zur Weiterfahrt zu ertei len, je nach dem speziellen Anwendungsfall des erfindungsge mäß ausgebildeten Systems.

Man kann sich unschwer die Hilfsfunktionen verdeutlichen, die von der entsprechenden Software in der Datenverarbei tungsstation 7 übernommen werden, d. h. Überprüfung der Freigabe der sich bewegenden Vorrichtung 3, 4 (Geld steht zur Verfügung, Ablauf von Daten, Zugangskodes u. ä.).

Die Fig. 2a und 2b zeigen die festen und die sich be wegenden Vorrichtungen in größeren Einzelheiten.

Wie Fig. 2a zeigt, ist der integrierte "Chip" 10 einer elektrischen Stromquelle 11 zugeordnet, bei der es sich um eine getrennte Einheit handeln oder die aus der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeuges selbst stammen kann. Der Chip wirkt mit einem Treiber 12 zusammen, um Halbleitervor richtungen 12′, die Signale vorzugsweise im Infrarotbereich abgeben, und einen Empfangsverstärker 14 zu steuern, dessen Eingang an einen Halbleiter-Fotosensor 14′ geschaltet ist, der vorzugsweise im Infrarotbereich arbeitet.

Wie Fig. 2b zeigt, sind ein Emitter 15 und ein Empfänger 16 vorgesehen, die dem Emitter 12′ und dem Empfänger 14′ der sich bewegenden Vorrichtung (Fig. 2a) entsprechen. Beide wirken mit dem Treiber 17 und einem Empfangsverstärker 18 zusammen, der den Elementen 12, 14 der Fig. 2a entspricht. Die Elemente 17, 18 wirken in einer Weise, die dem Fachmann geläufig ist, mit einer Schnittstelle 19 zusammen, die an die Datenverarbeitungsstation 20 geschaltet ist. Diese Datenverarbeitungsstation ist mit einem Ausgang 21 zur Betätigung von äußeren Hilfssteuerelementen versehen, bei spielsweise zur Abgabe eines "O.K."-Signales, eines unzu reichende Geldmittel verkörpernden Signales, eines "keinen Durchgang" wiedergebenden Signales, und zur Signalisierung von irgendwelchen anderen Dingen gemäß dem speziellen An wendungsgebiet der Vorrichtung.

In Verbindung mit Fig. 3 wird nunmehr die allemeine elektronische Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebil deten sich bewegenden Vorrichtung erläutert. Halbleiter- Emitter, die in einem nicht gezeigten Gehäuse untergebracht sind, arbeiten vorzugsweise im Infrarotbereich und werden durch einen Modulator 31 gesteuert, der vom Ausgangssignal eines Mikroprozesses 32 gesteuert wird. Innerhalb des Ge häuses ist ferner ein Halbleiter-Fotosensor 33 angeordnet, der an einen Verstärker 34 geschaltet ist, dessen Ausgang an den Eingang des Mikroprozessors 32 geführt ist. Der Ausgang des Verstärkers steuert ferner eine Einschaltlogik 35 für die sich bewegende Einheit durch Steuern eines Halbleiter schalters 36, der die elektrische Stromzufuhr für die ge samte Vorrichtung steuert.

Der Mikroprozessor 32 steht in bekannter Weise mit einem ROM 37 in Verbindung, der die entsprechende Firmware enthält, einem RAM 38 und einem EEPROM 39. Die funktionellen Ver knüpfungen dieser Bausteine 31, 34, 35, 32, 37, 38 und 39 sind auf dem Gebiet der sogenannten "Einzelchips" bekannt. Diese Bausteine können durch einen einzigen Siliciumchip verkörpert werden, wie durch die gestrichelte Linie 40 in Fig. 3 angedeutet ist.

Aus obigem geht hervor, daß ein integrierter "Chip" ver wendet wird. Es versteht sich für den Fachmann, daß das Ausmaß der Integration mehr oder weniger ausgedehnt werden kann und daß eine Reihe von "Chips" einer entsprechenden sich bewegenden Einheit zugeordnet werden kann.

Des weiteren kann die in der sich bewegenden Vorrichtung befindliche Firmware die Abfragevorgänge aufzeichnen, und zwar sowohl in bezug auf die Anzahl der Abfragen als auch in bezug auf die Bedeutung derselben, so daß der Benutzer eine Aufzeichnung in bezug auf die Tätikeit der sich bewegenden Vorrichtung erhalten kann.

Des weiteren können in einer für den Fachmann geläufigen Art eine oder mehrere stationäre Stellen vorangeordnet werden, um die im RAM oder EEPROM der sich bewegenden Vorrichtung gespeicherte Information auszulesen und auf diese Weise eine Dokumentation über die "Geschichte" der sich bewegenden Vorrichtung zu erhalten.

Claims

1. Verkehrssteuersystem für sich bewegende Einrichtungen und/oder Menschen mit einer festen Station und einem von den sich bewegenden Einrichtungen und/oder Menschen mitgeführten programmierbaren Element, dadurch gekennzeichnet, daß es ein sich bewegendes Element aufweist, das mit einem Sende-Empfangs-Paar (3, 4) versehen ist, welches über eine entsprechende Entfernung wirkt und mit einem Mikroprozessor zusammen wirkt, der in bekannter Weise einem Permanentspeicher zugeordnet ist, welcher so angeordnet bzw. ausgebildet ist, daß er mit den Funktionsparametern des Systems und ggf. mit von der festen Station (5, 6) empfangenen Da ten programmierbar ist, und daß die feste Station (5, 6) ein Sende-Empfangs-Paar aufweist, das über eine ent sprechende Entfernung wirkt und einem elektronischen Prozessor (7) zugeordnet ist, der so programmiert ist, daß er die "Bewegungen" der sich bewegenden Ein richtungen oder der Menschen, denen die sich bewegende Einheit zugeordnet ist, steuert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sende-Empfangs-Paare (3, 4), die über eine entsprechende Entfernung wirken, einen Empfänger und einen Emitter für Infrarotstrahlung auf weisen, welche so orientiert sind, daß sie einen Dia log zwischen der festen Station (5, 6) und dem pro grammierbaren Element ermöglichen.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das sich bewegende Ele ment mit einer unabhängigen Stromversorgung versehen ist, die im System enthalten oder von diesem getrennt ist.

4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Per manentspeicher durch einen permanent versorgten RAM gebildet ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentspeicher aus einem EEPROM besteht.

6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der festen Stationen (5, 6) zum Lesen der im Permanentspeicher der sich bewegenden Vor richtung enthaltenen Informationen ausgebildet sind und ggf. die Fähigkeit besitzen, eine Kopie dieser Informationen auf einem physikalischen Träger zu lie fern.

7. Verkehrssteuersystem für sich bewegende Einrichtungen und/oder Menschen mit einer festen Station und einem von den sich bewegenden Einrichtungen und/oder Menschen mitgeführten programmierbaren Element nach einem der vorangehenden Ansprüche und den Figuren der Zeichnung.