專利名稱：用于電子收費系統(tǒng)的方法和車載單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子收費系統(tǒng)的方法。本發(fā)明還涉及一種電子收費系統(tǒng)中的車載單元。
背景技術(shù)：
電子收費系統(tǒng)(ETC)中，車載單元(OBU)發(fā)送表示支付通行費的指示信號(即建立點對點通信的指示信號)，此信號是在收到來自路邊單元(RSU)的喚醒信號的基礎(chǔ)上的發(fā)出的。然而，不同車載單元有不同的信號接收靈敏度(或者為喚醒靈敏度)，可能導(dǎo)致前后幾輛車通過RSU時交易造成混亂。例如，車輛A和B依次通過(如B在A后面)，裝在車輛B上車載單元(用車載單元B表示)的靈敏度大于裝在車輛A上車載單元(用車載單元 A表示)的靈敏度。因此，車載單元B在車載單元A之前醒來并發(fā)送表示支付通行費的信號，使得關(guān)卡升起讓車輛A通過而后降下來阻擋車輛B。因此，校準(zhǔn)車載單元的方法和電子收費的方法是值得做的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于電子收費系統(tǒng)的方法，其能很好的解決信號靈敏度帶來的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的方法，包括如下步驟設(shè)置在預(yù)先位置的第一車載單元接收由第一路邊單元發(fā)送的第一信號，并檢測所述第一信號的強度；根據(jù)所述第一信號的檢測強度，通過第一車載單元計算所述第一信號的計算強度；在所述第一車載單元可訪問的存儲器中存儲所述第一信號的計算強度；用所述第一車載單元接收由測試裝置發(fā)送的第二信號，并檢測所述第二信號的強度；根據(jù)所述第二信號的檢測強度，通過所述第一車載單元計算所述第二信號的計算強度；至少調(diào)整所述第二信號的傳輸強度和所述第一車載單元與所述測試裝置之間的頻道中的一個，直到所述第二信號的計算強度等于所存儲的第一信號強度。本發(fā)明還提供一種適用于電子收費系統(tǒng)的方法，包括如下步驟1)通過車載單元接收來自路邊單元的信號，并檢測所述信號的強度；2)根據(jù)所述信號的檢測強度，通過所述車載單元計算所述信號的計算強度；3)用參考強度與所述信號的計算強度進行比較；4)當(dāng)所述信號的計算強度大于或等于參考強度時，通過所述車載單元發(fā)送表示支付通行費的指示信號。
本發(fā)明還提供了一種電子收費系統(tǒng)中的車載單元，其包括主要模塊，用于接收由路邊單元發(fā)送的信號；處理器，用于檢測所述信號的強度，根據(jù)檢測強度計算所述信號的計算強度；所述處理器進一步用于比較所述信號的計算強度和參考強度；所述主要模塊進一步用于當(dāng)所述信號的計算強度大于或等于參考強度時，發(fā)送表示支付通行費的指示信號。本發(fā)明還提供了一種電子收費系統(tǒng)的車載單元，其包括喚醒電路、主要模塊、處理器和存儲器；所述喚醒電路用于在接收到來自車載單元的喚醒信號之上激活所述處理器，所述處理器用于激活之后叫醒所述主要模塊；所述主要模塊包括匹配電路，用于接收來自路邊單元的信號；低噪放大器，用于放大信號的幅度來生成放大后信號；自動增益控制器，用于接收放大后信號，調(diào)整放大后信號的幅度以生成增益控制信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收所述增益控制信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)
字信號；所述存儲器用于儲存參考強度；所述處理器用于檢測所述數(shù)字信號的強度，并用下列等式計算所述數(shù)字信號的計算強度Pin= (201og (RSSI)+x-y)-Gagc,其中Pin為所述第一信號的計算強度，RSSI為所述第一信號的檢測強度，Gag。為由在第一車載單元內(nèi)的自動增益控制器所獲得的增益，X為dBV到dBm的轉(zhuǎn)換因子，y為模數(shù)轉(zhuǎn)換的增益；所述處理器進一步用于比較所述計算強度和參考強度，當(dāng)所述數(shù)字信號的計算強度大于或等于參考強度時，通知所述主要模塊發(fā)送表示支付通行費的指示信號。在本發(fā)明的方法中，采用預(yù)存參考強度和計算強度進行比較的方式，很好的解決了具體車載單元的信號靈敏度帶來的錯誤支付的問題。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1為根據(jù)本發(fā)明的實例中，使用中的ETC系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的實例中，可模仿的OBU的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的實例中，表示OBU的主要模塊中的接收部分的示意框圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的實例中，校準(zhǔn)測試裝置的方法流程圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的實例中，說明測試裝置的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的實例中，校準(zhǔn)車載單元的方法流程圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的實例中，電子收費方法的流程圖。
具體實施例方式下面描述本發(fā)明的各種方面和例子。下面的描述為透徹地理解和能夠?qū)嵤┻@些實施例而提供了具體的細節(jié)。然而，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該理解，在省略了其中很多細節(jié)后，仍能實施本發(fā)明。此外，一些已知結(jié)構(gòu)或功能可能沒有詳細顯示或記述，以避免混淆這幾個實施例的相關(guān)描述。對下文中使用的術(shù)語，即使其與本發(fā)明的某些具體實例的詳細描述結(jié)合使用，也應(yīng)對這些術(shù)語做最為廣義而合理的解釋。某些術(shù)語在下面甚至?xí)粡娬{(diào)，但是，對任何有意以限定的方式來解釋的術(shù)語，都將在具體描述部分明確而具體地給出這種定義。下面限定的術(shù)語僅為了在以下描述中能簡明扼要。喚醒距離(Ds)為當(dāng)OBU中的主要模塊醒來時在OBU和RSU之間的距離，主要模塊將在下面作詳細描述。支付距離為當(dāng)OBU發(fā)送表示支付通行費的指示信號時在OBU和RSU之間的距離。最長支付距離(Dd)在本發(fā)明的實例中，當(dāng)OBU和RSU之間的距離大于最長支付距離時，OBU不允許發(fā)送指示信號。圖1為根據(jù)本發(fā)明的實例中，ETC系統(tǒng)100的示意圖。路邊單元104周期性地廣播一個信號，例如幅度偏移鍵控信號(ASK信號)，作為喚醒信號的開端。行駛的車輛102上裝有用于ETC系統(tǒng)的車載單元(OBU) 106。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的實例中，車載單元的示意框圖。在實例中，如接收到來自路邊單元的喚醒信號，喚醒電路202喚醒處理器206，而后處理器206喚醒主要模塊204。主要模塊204用于在由處理器206決定的適當(dāng)時間內(nèi)，發(fā)送表示支付通行費的指示信號給路邊單元104。當(dāng)支付成功后，關(guān)卡108自動升起來允許車輛102通過。在另一個實例中，使用不同的支付成功的指示，例如，激活路燈。存儲器208，例如EEPR0M，用于存儲下面討論的計算強度。在另一實例中，在車載單元200中的存儲器208可以省略，相反，提供一個獨立于車載單元200且車載單元200可訪問的存儲器。圖3為根據(jù)本發(fā)明的實例中，車載單元主要電路的接收部分300的示意框圖。接收部分300用于通過匹配電路302的接收信號。低噪放大器(LNA) 304用于放大所接收到的信號的幅度，來生成放大后信號。自動增益控制器306，連接至低噪放大器， 通過調(diào)整信號幅度來確保模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入信號的幅度是合適的。所接收到的信號的檢測強度能由從數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(ADC) 308輸出的數(shù)字信號決定，以作為接收信號強度指示器RSSI)的形式。由匹配電路302和低噪放大器304獲得的增益隨不同的車載單元而變化，從而使接收靈敏度不同，導(dǎo)致不同的支付距離。在實例中，不同車載單元的支付距離受限于預(yù)設(shè)的距離范圍。也就是說，對不同的車載單元來說最長的支付距離是相等的。實例中，直到在車載單元和路邊單元之間的距離小于或等于最長支付距離Dd時，使用中的車載單元才會發(fā)送支付通行費的信號，該最長支付距離為5. 5到6. 5米之間。圖4為本發(fā)明的校準(zhǔn)測試裝置的方法400的流程示意圖。第一車載單元，例如車載單元106被設(shè)置在與路邊單元相關(guān)的預(yù)設(shè)位置，例如路邊單元104。本實例中，在被設(shè)置的車載單元106和路邊單元104之間的距離(例如圖1中的Dd)大約為5. 5到6. 5米之間， 例如6米。路邊單元104，如第一路邊單元，周期性地廣播一個信號(也稱為第一信號)。步驟402，車載單元106接收來自路邊單元104的第一信號。第一信號的檢測強度，例如RSSI，可通過處理器從模數(shù)轉(zhuǎn)換器308的輸出端得到。在實例中，該檢測強度作為十六進制的數(shù)值存在存儲器中(例如EEPROM，REG7<7:0>)，用于進一步的處理。
注意，匹配電路302的增益和LNA 304的增益不能預(yù)知的，且隨著不同的車載單元而不同。正因為此，檢測強度不能很好地傳達在車載單元106的天線上的信號強度，例如在此之前是受到車載單元內(nèi)部電路的影響的，在下文中，指實際接收強度。在步驟404中，車載單元106用處理器，根據(jù)第一信號的檢測強度計算第一信號的計算強度。在具體實例中，計算強度等同于第一信號實際的強度，且遵循如下等式(1)Pin= (201g (RSSI)+x-y)-Gagc (1)其中Pin所接收到的信號的計算強度，采用單位cffim。RSSI為所接收到的信號的檢測強度，采用十進制數(shù)及單位cBm。Gag。為自動增益控制器306所達到的增益并存在寄存器中(例如REG2<6:0>)，單位dB。χ為dBV到dBm的轉(zhuǎn)換因子，y為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路308中模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換的增益。伏特分貝DBV為度量單位，表示1伏特對應(yīng)的DBV。在具體實例中，計算強度的計算過程重復(fù)多次，例如4次，4次結(jié)果的平均值作為步驟404的計算結(jié)果。在具體實例中，RSSI和Gage中的一個或兩個都存儲為16進制值，因而在應(yīng)用RSSI 和Gage的值到等式(1)中之前，16進制值到10進制值的轉(zhuǎn)換是需要的。在根據(jù)本發(fā)明的具體實例中，χ取13，y取46。注意到，所接收到的第一信號的實際強度和檢測強度之間的關(guān)系取決于車載單元內(nèi)部電路的具體構(gòu)造。在別的實例中，其他的表達式可用于計算強度的計算。步驟406，車載單元106通過車載單元易接入的存儲器存儲了第一信號的計算強度。根據(jù)本發(fā)明的實例中，存儲器集成在車載單元106上。可選擇地，存儲器可為外部的， 且可由車載單元106通過無線連接或其它連接方式訪問。在具體實例中，車載單元106包括喚醒電路和主要模塊，主要模塊在步驟402前被喚醒。步驟406之后，車載單元106準(zhǔn)備來校準(zhǔn)測試裝置。圖5為本發(fā)明的測試裝置的示意框圖。測試裝置500包括信號發(fā)生器502，適合來生成第二信號，該第二信號為模擬通過路邊單元發(fā)送的第一信號，例如，ASK信號。射頻線纜504用于傳送測試信號給平板天線 506。在實際中，測試裝置500可根據(jù)圖4中的步驟408-412來設(shè)定。當(dāng)信號發(fā)生器502發(fā)送第二信號時，存儲有計算強度的車載單元(如圖1中的車載單元106)可被放置在平板天線506上。在步驟408，車載單元106接收第二信號，并用處理器檢測第二信號的強度。在步驟410，車載單元106根據(jù)檢測強度計算出第二信號的計算強度。計算過程可根據(jù)前述的等式(1)。在具體實例中，測試裝置500開始可在任何傳輸強度下傳送測試信號。在步驟412，一旦所接收到的第二信號的計算強度高于車載單元106 中預(yù)存的強度，第二信號的傳輸強度將降低，否則將增加。最終，所接收到的第二信號的計算強度等于預(yù)存的強度?，F(xiàn)在第二信號的傳輸強度將作為確定的傳輸強度，在測試裝置500 和車載單元106之間的頻道保持不變，能作為確定的頻道?？紤]將路邊單元104和路邊單元104與車載單元106之間的頻道作為一個系統(tǒng)， 將測試裝置500和測試裝置與車載單元106之間的頻道作為另一個系統(tǒng)，按照所接收到的信號的計算強度，對車載單元106來說兩個系統(tǒng)是一樣的。換句話說，假如第一車載單元(即車載單元106)被第二車載單元取代，第二車載單元將顯示出的計算強度，等同于第二車載單元預(yù)存的計算強度。在圖4所示的過程完成后，測試裝置500的校準(zhǔn)完成。現(xiàn)在測試裝置500可以用來校準(zhǔn)其它的車載單元。本發(fā)明的另一個實例中，路邊單元可被當(dāng)成測試裝置。據(jù)此，步驟412，當(dāng)從路邊單元到車載單元106的距離變化時，第二信號的傳輸強度保持不變直至第二信號的計算強度等于車載單元106預(yù)存的強度。在實例中，幾百個以上的車載單元被制造用來作為樣品，至少其中有一些能用于方法400中來校準(zhǔn)測試裝置500。來自大規(guī)模生產(chǎn)的車載單元可通過測試裝置500來配置， 將參見圖6進行詳細描述。在步驟602，配置有測試裝置500的車載單元(例如圖1中的車載單元106)被第二車載單元取代。在那時，測試裝置500還發(fā)送有著確定傳輸強度的第二信號，在第二車載單元和測試裝置500之間的頻道與車載單元106和測試單元500之間的頻道為同一個。在步驟604，第二車載單元通過確定的頻道接收第二信號，并檢測第二信號的強度。在步驟606，第二車載單元計算第二信號的計算強度。如前所述，假如第二車載單元被設(shè)置在距離圖1的路邊單元104為Dd處時，從路邊單元104接收到的信號的計算強度與步驟606中所計算的計算強度相同。在步驟608，在步驟606中計算的計算強度被存儲在第二車載單元中。當(dāng)應(yīng)用于 ETC系統(tǒng)時，第二車載單元可使用預(yù)存強度作為閾值來決定是否發(fā)送表示支付通行費的指示信號。圖7為本發(fā)明的電子收費系統(tǒng)的方法700的流程圖。車載單元安裝于在路上行駛并靠近第二路邊單元的車輛上(例如車輛102)。在實例中，第二路邊單元可為圖1中的路邊單元104或其它。在實例中，車載單元參考圖6所描述的方式被校準(zhǔn)。在實例中，當(dāng)車載單元106包括喚醒電路和主要模塊，在主要模塊中的接收模塊在圖7所示的步驟702之前被喚醒。因為路邊單元周期性地廣播ASK信號，接收模塊可在第N個周期被喚醒，方法400引用第N+1個周期。在步驟702，車載單元106接收來自第二路邊單元的第三信號。在步驟704，車載單元106檢測所接收到的第三信號的強度，由此得到所接收到的第三信號的檢測強度，例如RSSI。在步驟706，車載單元106根據(jù)檢測強度計算第三信號的計算強度。在實例中，車載單元106使用等式(1)來計算。在步驟708，通過用預(yù)存強度跟第三信號的計算強度進行比較，車載單元106判斷計算強度是否大于或等于預(yù)存強度。本說明書中使用例子來揭示本發(fā)明，包括最佳實施方式，也使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何合成的方法。本發(fā)明的專利權(quán)的范圍由權(quán)利要求來限定，可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員能想到的其他實施例。這種其他的實例確定為包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，假如該實例中的結(jié)構(gòu)部件與權(quán)利要求的文字語言并沒有不同，或者假如包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)部件。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于，包括如下步驟設(shè)置在預(yù)先位置的第一車載單元接收由第一路邊單元發(fā)送的第一信號，并檢測所述第一信號的強度；根據(jù)所述第一信號的檢測強度，通過第一車載單元計算所述第一信號的計算強度； 在所述第一車載單元可訪問的存儲器中存儲所述第一信號的計算強度； 用所述第一車載單元接收由測試裝置發(fā)送的第二信號，并檢測所述第二信號的強度； 根據(jù)所述第二信號的檢測強度，通過所述第一車載單元計算所述第二信號的計算強度；至少調(diào)整所述第二信號的傳輸強度和所述第一車載單元與所述測試裝置之間的頻道中的一個，直到所述第二信號的計算強度等于所存儲的第一信號強度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 用第二車載單元取代所述第一車載單元；用所述第二車載單元接收所述第二信號，并檢測所述第二信號的強度；根據(jù)所述第二信號的檢測強度，通過所述第二車載單元計算所述第二信號的計算強度；在所述第二車載單元可訪問的存儲器中存儲所述第二信號的計算強度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中調(diào)整所述第一車載單元與所述測試裝置之間的頻道中包括變化所述測試裝置和所述第一車載單元之間的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一車載單元設(shè)置在距離所述第一路邊單元為5. 5至6. 5的位置處。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中根據(jù)所述第一信號的檢測強度，計算所述第一信號的計算強度包括采用如下等式計算所述第一信號的計算強度； Pin= (201og (RSSI)+x-y)-Gagc,其中Pin為所述第一信號的計算強度，RSSI為所述第一信號的檢測強度，Gag。為由在第一車載單元內(nèi)的自動增益控制器所獲得的增益，χ為dBV到dBm的轉(zhuǎn)換因子，y為模數(shù)轉(zhuǎn)換的增益。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括接收來自電子收費系統(tǒng)中的第二路邊單元的第三信號，用所述第二車載單元檢測所述第三信號的強度；根據(jù)所述第三信號的檢測強度，通過所述第二車載單元計算所述第三信號的計算強度；用所述第二信號的計算強度和所述第三信號計算強度進行比較； 當(dāng)所述第三信號的計算強度大于或等于所述第二信號的計算強度時，通過所述第二車載單元發(fā)送表示支付通行費的指示信號。
7.一種適用于電子收費系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括如下步驟1)車載單元接收來自路邊單元的信號，并檢測所述信號的強度；2)根據(jù)所述信號的檢測強度，通過所述車載單元計算所述信號的計算強度；3)用參考強度與所述信號的計算強度進行比較；.4)當(dāng)所述信號的計算強度大于或等于參考強度時，通過所述車載單元發(fā)送表示支付通行費的指示信號。
8.一種電子收費系統(tǒng)中的車載單元，其特征在于，包括 主要模塊，用于接收由路邊單元發(fā)送的信號；處理器，用于檢測所述信號的強度，并根據(jù)檢測強度計算所述信號的計算強度； 所述處理器進一步用于比較所述信號的計算強度和參考強度； 所述主要模塊進一步用于當(dāng)所述信號的計算強度大于或等于參考強度時，發(fā)送表示支付通行費的指示信號。
9.如權(quán)利要求8所述的車載單元，其特征在于進一步包括處理器可訪問的存儲器，用于存儲參考強度。
10.如權(quán)利要求8所述的車載單元，其特征在于所述處理器用于根據(jù)下列等式計算所接收到信號的計算強度Pin= (201og (RSSI)+x-y)-Gagc0
11.一種電子收費系統(tǒng)的車載單元，其特征在于，包括 喚醒電路、主要模塊、處理器和存儲器；所述喚醒電路用于在接收到來自路邊單元的喚醒信號之上激活所述處理器，所述處理器用于激活之后喚醒所述主要模塊；所述主要模塊包括匹配電路，用于接收來自路邊單元的信號；低噪放大器，用于放大信號的幅度來生成放大后信號；自動增益控制器，用于接收放大后信號，調(diào)整放大后信號的幅度以生成增益控制信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收所述增益控制信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述存儲器用于儲存參考強度；所述處理器用于檢測所述數(shù)字信號的強度，并用下列等式計算所述數(shù)字信號的計算強度Pin= (201og (RSSI)+x-y)-Gagc,其中Pin為所述第一信號的計算強度，RSSI為所述第一信號的檢測強度，Gag。為由在第一車載單元內(nèi)的自動增益控制器所獲得的增益，χ為dBV到dBm的轉(zhuǎn)換因子，y為模數(shù)轉(zhuǎn)換的增益；所述處理器進一步用于比較所述計算強度和參考強度，當(dāng)所述數(shù)字信號的計算強度大于或等于參考強度時，通知所述主要模塊發(fā)送表示支付通行費的指示信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種方法，其包括在與路邊單元相關(guān)的預(yù)先位置設(shè)置車載單元；通過路邊單元發(fā)送信號；通過車載單元接收信號，并檢測所接收信號的強度；根據(jù)所接收到的信號，通過車載單元計算所接收到的信號的計算強度；將該計算強度存儲在車載單元可訪問的存儲器中；使用所存儲的計算強度來決定是否要進行通行費的支付。
文檔編號G07B15/06GK102568043SQ20101060232
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉家洲, 王彥豐, 郭大為 申請人:博通集成電路(上海)有限公司