專利名稱：智能雙頻電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能雙頻電子標(biāo)簽。
技術(shù)背景目前，市場上常用的多路經(jīng)識別技術(shù)是目前智能化交通ITS領(lǐng)域中的重要 課題，是實(shí)現(xiàn)車輛行使和道路管理智能化的重要手段，也是高速公路收費(fèi)的重 要依據(jù)。多路經(jīng)識別技術(shù)因其能夠?qū)崿F(xiàn)車輛行駛路徑標(biāo)示的功能，使車輛行駛 和道路管理智能化、信息化，在提供交通效率、改善道路交通環(huán)境和節(jié)約交通 能源方面具有重要的意義。國內(nèi)外在多路經(jīng)識別技術(shù)的開發(fā)和研究方面還處于起步階段，市場上并沒 有相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)。多路經(jīng)識別技術(shù)的主要研究方向是實(shí)現(xiàn)安裝在車輛上、裝 載有車輛和交費(fèi)等信息的電子標(biāo)簽裝置與設(shè)置在道路旁的電子讀寫設(shè)備和收 費(fèi)站讀寫設(shè)備之間按一定規(guī)范要求的無線通訊和無線信息交互過程。目前高速公路收費(fèi)主要是依靠最短路經(jīng)收費(fèi)，收費(fèi)的依據(jù)是車輛的上下站 信息。這種收費(fèi)方法簡單可行，但是不能適用于路網(wǎng)復(fù)雜的高速公路網(wǎng)。由于 不能精確的識別每輛車的行使路徑，因此不能達(dá)到"走多少路，收多少費(fèi)"的 要求?，F(xiàn)行的統(tǒng)一收費(fèi)系統(tǒng)使用的收費(fèi)憑證，是通過上站時發(fā)放的記錄有上站 信息的非接觸式IC卡，下站時根據(jù)卡上的上站信息判斷收費(fèi)的金額。目前高速公路收費(fèi)金額的拆分沒有一種有力的數(shù)據(jù)作為收費(fèi)金額拆分的 依據(jù)，當(dāng)前的解決方法是通過一定的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行一定的概率統(tǒng)計，根據(jù)模 型進(jìn)行拆分，當(dāng)產(chǎn)生無法拆分金額時需要相關(guān)業(yè)主進(jìn)行協(xié)商來解決。此種方法具有以下的弊端1. 系統(tǒng)參數(shù)來源準(zhǔn)確性無法保證2. 系統(tǒng)參數(shù)更新滯后，誤差較大3. 適用于路網(wǎng)狀況簡單的情況，當(dāng)路網(wǎng)狀況比較復(fù)雜時，會產(chǎn)生大量的金額 拆分異議需要相關(guān)業(yè)主進(jìn)行協(xié)商4. 當(dāng)因?yàn)榻痤~拆分而產(chǎn)生異議時無法提供有力的，令人信服的依據(jù)5. 當(dāng)產(chǎn)生無法拆分金額時，會使大量資金滯留，影響高速公路的正常運(yùn)維另外，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)通行卡ic卡部分和微波電路部分分離，ic卡部分沒有很 好的保護(hù)，工作狀態(tài)不穩(wěn)定?？傊谀壳暗母咚俟肥召M(fèi)實(shí)際應(yīng)用中，還沒有一種可以投入實(shí)用的記 錄車輛行駛路徑信息的，同時兼容現(xiàn)有收費(fèi)特點(diǎn)要求的標(biāo)識設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于提供一種工作狀態(tài)穩(wěn)定、兼容現(xiàn)有收費(fèi)特點(diǎn)要求的智 能雙頻電子標(biāo)簽。本發(fā)明的目的可通過以下措施來實(shí)現(xiàn)-本發(fā)明包括電路板，在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC天線以及IC芯 片，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指示、存儲裝置、SPI 接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射頻收發(fā)器、時鐘系統(tǒng); 其中電源連接到主控器微處理器MCU電路上，存儲裝置通過SPI接口連接到 微處理器MCU電路上，微處理器MCU電路雙向連接到射頻收發(fā)器，射頻收 發(fā)器雙向連接到濾波電路，濾波電路雙向連接到收發(fā)天線，時鐘系統(tǒng)電路的輸 出端連結(jié)到微處理器MCU電路上。本發(fā)明中微波電路設(shè)置在電路板的一面，而IC天線以及IC芯片設(shè)置在電 路板的另一面?；蛘?，微波電路與IC天線以及IC芯片均設(shè)置在電路板的同一 面。微波電路的頻率為433Mhz或915Mhz或2.4Ghz或5.8Ghz等開放頻段。 電路板采用雙頻雙微處理器MCU雙電路。在主控器微處理器MCU電路上還 連接有狀態(tài)指示電路。電源模塊采用通用的紐扣電池，且是可充電電池。本發(fā)明由于在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC天線以及IC芯片，有機(jī) 集成了兩套系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)可以互不干涉同時工作,可以應(yīng)用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)。通過本表示設(shè)備可以準(zhǔn)確識別車輛的行駛路徑，從而判斷出車輛行駛的 路段，然后根據(jù)路段進(jìn)行收費(fèi)，進(jìn)行收費(fèi)金額的拆分。當(dāng)由于金額拆分產(chǎn)生異 議時，可以做為業(yè)主間協(xié)商的重要依據(jù)。具體優(yōu)點(diǎn)如下1. 可以同時工作在兩種頻率下2. 有一種模塊損壞不影響使用3. 可以記錄多條路經(jīng)信息4. 支持編程5. 與現(xiàn)有系統(tǒng)完全兼容6. ic卡部分得到很好的保護(hù)，工作狀態(tài)穩(wěn)定。


圖l是本發(fā)明的主視圖；圖2是本發(fā)明中微波電路的電路原理框圖；圖3是本發(fā)明中微波電路的電路原理圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明以下結(jié)合附圖和實(shí)施例作以詳細(xì)的描述-實(shí)施例1如圖所示，本發(fā)明包括電路板1,在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC 天線2以及IC芯片3，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指 示、存儲裝置、SPI接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射 頻收發(fā)器、時鐘系統(tǒng)；其中電源連接到主控器微處理器MCU電路上，存儲裝 置通過SPI接口連接到微處理器MCU電路上，微處理器MCU電路雙向連接 到射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器雙向連接到濾波電路，濾波電路雙向連接到收發(fā)天 線，時鐘系統(tǒng)電路的輸出端連結(jié)到微處理器MCU電路上。實(shí)施例2本發(fā)明包括電路板1，在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC天線2以及 IC芯片3，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指示、存儲裝置、 SPI接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射頻收發(fā)器、時鐘 系統(tǒng)；其中電源連接到主控器微處理器MCU電路上，存儲裝置通過SPI接口 連接到微處理器MCU電路上，微處理器MCU電路雙向連接到射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器雙向連接到濾波電路，濾波電路雙向連接到收發(fā)天線，時鐘系統(tǒng)電路的輸出端連結(jié)到微處理器MCU電路上。本發(fā)明中微波電路設(shè)置在電路板的 一面，而IC天線以及IC芯片設(shè)置在電路板的另一面?；蛘撸⒉娐放cIC 天線以及IC芯片均設(shè)置在電路板的同一面。 實(shí)施例3如圖所示，本發(fā)明包括電路板1，在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC 天線2以及IC芯片3，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指 示、存儲裝置、SPI接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射 頻收發(fā)器、時鐘系統(tǒng)；其中電源連接到主控器微處理器MCU電路上，存儲裝 置通過SPI接口連接到微處理器MCU電路上，微處理器MCU電路雙向連接 到射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器雙向連接到濾波電路，濾波電路雙向連接到收發(fā)天 線，時鐘系統(tǒng)電路的輸出端連結(jié)到微處理器MCU電路上。微波電路的頻率為433Mhz或915Mhz或2.4Ghz或5.8 Ghz等開放頻段。 電路板采用雙頻雙微處理器MCU雙電路。在主控器微處理器MCU電路上還 連接有狀態(tài)指示電路。電源模塊采用通用的紐扣電池，且是可充電電池。。本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明通過卡盒內(nèi)部設(shè)計，以及電路板的設(shè)計相 結(jié)合，最大范圍內(nèi)提供兩套天線可以同時使用。電路結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明如下-系統(tǒng)采用雙頻雙微處理器MCU雙電路，其中433MHz高頻標(biāo)示系統(tǒng)芯片 采用Nordic VLSI公司的系統(tǒng)級RF芯片nRF9E5 ，其內(nèi)置nRF905 433/868/915MHz收發(fā)器、8051兼容微控制器和4輸入10位80ksps A/D轉(zhuǎn)換 器。可以工作于ShockBurst(自動處理前綴、地址和CRC)方式。內(nèi)置電壓調(diào)整 模塊，最大限度地抑制噪音，系統(tǒng)的工作電壓為1.9 3.6V，載波檢測。nRF905 具有功耗低，工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。它不僅在內(nèi)部固化了按照專用短程通訊協(xié)議規(guī) 范的無線數(shù)據(jù)收發(fā)程序，而且通過接口電路完成對微波收發(fā)電路，時鐘電路， 存儲電路，電池供電控制電路的電氣連接。EEPROM為25AA320, 25AA320是32Kb串行EEPROM,通過SPI接口與 nRF9E5進(jìn)行通信,作為系統(tǒng)的程序存儲載體?？偩€信號需要時鐘輸入(SCK)，數(shù) 據(jù)輸入(SI)和數(shù)據(jù)輸出(SO)，采用低功耗CMOSA技術(shù),具有區(qū)塊寫入的保護(hù)和 內(nèi)置寫入保護(hù)，高可靠性，100萬次擦除/寫入，數(shù)據(jù)保存200年。上電復(fù)位電路是系統(tǒng)微處理器的專用復(fù)位電路，只有在電池裝入時，通過電源控制器向微處理器和主電路提供電源，同時向微處理器提供復(fù)位脈沖，以 滿足微處理器啟動運(yùn)行的復(fù)位要求，隨之，微處理器完成初始化， 一段延時之 后，系統(tǒng)進(jìn)入省電休眠模式，上電復(fù)位的作用隨之結(jié)束。除非更換電池，否則 上電復(fù)位電路不再啟動。電源模塊采用通用的圓形紐扣電池,向系統(tǒng)提供3伏電源并且可以充電。 正常使用時J6 (BAT)通過J4和J5向智能卡提供電源，其中J4為VCC， J5 為GND。在充電時，充電+極J2通過三極管Tl電阻Rl向BAT充電J1，J3 均為負(fù)極，再配有電源的卡箱中存放時實(shí)現(xiàn)存儲管理和充電保養(yǎng)的同步性，而且 負(fù)極對稱的設(shè)計可以防止卡插錯誤造成損壞，外殼超聲波技術(shù)封裝可以確保防 水防潮防止短路。 雙頻智能標(biāo)示卡的通信實(shí)現(xiàn)圓形紐扣電池通過電極(J4為正極，J5為負(fù)極)向系統(tǒng)供電，系統(tǒng)上電時，上 電復(fù)位電路POWER RESET啟動，SPI自動和片外25AA320相連，在nRF9E5 上電后，處理器自動執(zhí)行ROM引導(dǎo)區(qū)中的代碼，系統(tǒng)根據(jù)引導(dǎo)程序，通過引 腳MISO (接收EEPROM的SDO送來的數(shù)據(jù))、SCK (給EEPROM的SCK 提供時鐘信號)、MOSI (送數(shù)據(jù)到EEPROM的SDI)、 EECSN (給EEPROM 的CSN送使能信號)把EEPROM(25AA320)中的程序代碼拷貝到nRF9E5的 4KB RAM中。上電復(fù)位完成以后，經(jīng)過一段延時系統(tǒng)進(jìn)入省電休眠模式。當(dāng) 卡系統(tǒng)通過入口感應(yīng)區(qū)時，nRF9E5內(nèi)置433/868/915MHz收發(fā)器通過收發(fā)天 線和匹配電路收到入口設(shè)備發(fā)出的433MHz喚醒微波信號，載波檢測(cd)變 高，微處理器MCU自激周期由1分鐘變?yōu)?秒，由入庫狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài) 并清空4K的數(shù)據(jù)存儲RAM，自動檢測電池電量，電量不足時提示，當(dāng)收到 --個有效地址，地址匹配(am)被置高，同時觸發(fā)工作于ShockBurst接收方 式下，收到有效地址(crc校驗(yàn)正確)的射頻數(shù)據(jù)包(入口站信息以及實(shí)時時 間信息)時，nRF9E5去掉前導(dǎo)碼地址和crc位，地址匹配寄存器位(AM)和 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好寄存器位(DR)置高，微處理器MCU把TRXI —CE置底，進(jìn)入 低功耗模式，微處理器MCU以合適的速率通過SPI接口讀出數(shù)據(jù)。nRF9E5 地址匹配寄存器位(AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好寄存器位(DR)置低。微處理器MCU 把要發(fā)送的接點(diǎn)的地址和數(shù)據(jù)寫入nRF9E5，微處理器MCU設(shè)置TRX| __CE TX| —EN為高來激活nRF9E5 ShockBurst進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，nRF9E5給要發(fā)送的自身數(shù)據(jù)加上前綴和CRC校驗(yàn)，通過天線轉(zhuǎn)換為微波輻射信號發(fā)射出去， 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好寄存器位(DR)置高并通知微處理器MCU數(shù) 據(jù)已經(jīng)處理完畢，nRF9E5進(jìn)入待機(jī)省電模式。在nRF9E5與入口設(shè)備進(jìn)行 433MHz的信息交換時，IC卡與入口讀寫設(shè)備進(jìn)行13.56MHz的同步通信，兩 者之間由于工作于相差較遠(yuǎn)的頻率互不干擾。當(dāng)卡系統(tǒng)通過標(biāo)示站感應(yīng)區(qū)時，nRF9E5同樣以433MHz的工作頻率與標(biāo) 示站進(jìn)行信息交換，標(biāo)示站發(fā)出的射頻數(shù)據(jù)包包括標(biāo)示站信息以及實(shí)時時間信 息，此數(shù)據(jù)包存儲于入口站數(shù)據(jù)包之后形成數(shù)據(jù)累加存儲。由于標(biāo)示站沒有IC 卡讀寫設(shè)備，因此IC卡不參與通信。也就是在標(biāo)識站系統(tǒng)只有433MHz的單 頻率設(shè)備工作。當(dāng)卡系統(tǒng)通過出口感應(yīng)區(qū)時，出口感應(yīng)設(shè)備發(fā)出的433MHz微波信號 被nRF9E5偵測到，載波檢測(cd)變高，轉(zhuǎn)變工作狀態(tài)進(jìn)行電量檢測， ShockBurst接收方式下nRF9E5通過ANT1, ANT2連接的天線以及匹配電路 接收出口站信息。ShockBurst發(fā)送方式nRF9E5把4K的數(shù)據(jù)存儲RAM中存 儲的出入口信息和標(biāo)示站信息以及各自時間信息發(fā)送給出口站設(shè)備，出口站設(shè) 備接受到數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志把接收信息轉(zhuǎn)交微機(jī)網(wǎng)絡(luò)后，處于等待狀態(tài)，等待下一 次觸發(fā)。而nRF9E5發(fā)送完數(shù)據(jù)以后，結(jié)束信號觸發(fā)程序自動把自激周期由1 秒變?yōu)?分鐘，自身狀態(tài)由工作狀態(tài)變?yōu)槿霂鞝顟B(tài)，以降低功耗。。
權(quán)利要求
1. 一種智能雙頻電子標(biāo)簽，它包括電路板(1)，其特征在于在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC天線(2)以及IC芯片(3)，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指示、存儲裝置、SPI接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射頻收發(fā)器、時鐘系統(tǒng)；其中電源連接到主控器微處理器MCU電路上，存儲裝置通過SPI接口連接到微處理器MCU電路上，微處理器MCU電路雙向連接到射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器雙向連接到濾波電路，濾波電路雙向連接到收發(fā)天線，時鐘系統(tǒng)電路的輸出端連結(jié)到微處理器MCU電路上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征在于所述微波電路設(shè)置在電路板的一面，而IC天線以及IC芯片設(shè)置在電路板的另一面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征在于所述所述微波電路與IC天線以及IC芯片均設(shè)置在電路板的同一面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征在于所述微波電路的頻率為433Mhz或915Mhz或2.4Ghz或5.8 Ghz。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征在于所述電路板 采用雙頻雙微處理器MCU雙電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征 在于在所述主控器微處理器MCU電路上還連接有狀態(tài)指示電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的智能雙頻電子標(biāo)簽，其特征 在于所述的電源模塊采用通用的紐扣電池，且是可充電電池。全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能雙頻電子標(biāo)簽，它包括電路板，在同一電路板上設(shè)置有微波電路和IC天線以及IC芯片，其中，微波電路包括有電源電路、充電系統(tǒng)、狀態(tài)指示、存儲裝置、SPI接口、微處理器MCU電路上、收發(fā)天線、濾波電路、射頻收發(fā)器、時鐘系統(tǒng)；本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下1.可以同時工作在兩種頻率下。2.有一種模塊損壞不影響使用。3.可以記錄多條路經(jīng)信息。4.支持編程。5.與現(xiàn)有系統(tǒng)完全兼容。6.ic卡部分得到很好的保護(hù)，工作狀態(tài)穩(wěn)定。
文檔編號G06K19/077GK101246559SQ20071005398
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者劉明豪 申請人:劉明豪