可遠(yuǎn)距離無線充電的etc車載電子標(biāo)簽的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種可遠(yuǎn)距離無線充電的ETC車載電子標(biāo)簽。包括：微控制器、微波收發(fā)器、存儲器模塊、電源模塊，其特征是，還包括無線電源接收模塊、無線電源發(fā)射模塊。無線電源發(fā)射模塊與外部電源相連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉(zhuǎn)換為電磁波。本實用新型在傳統(tǒng)車載電子標(biāo)簽基礎(chǔ)上，增加了無線電源接收模塊和無線電源發(fā)射模塊，使用戶隨時遠(yuǎn)距離為車載電子標(biāo)簽充電，相比太陽能電池充電方案，大大減少了充電條件限制，可以有效延長車載電子標(biāo)簽的使用壽命。
【專利說明】 可遠(yuǎn)距離無線充電的ETC車載電子標(biāo)簽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型關(guān)于高速公路的電子收費【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是一種可用無線充電方式延長使用壽命的ETC車載電子標(biāo)簽。
【背景技術(shù)】
[0002]高速公路電子收費(ETC Electronic Toll Collect1n)系統(tǒng)又稱為不停車收費系統(tǒng)。ETC系統(tǒng)采用專用短程無線通信(DSRC dedicated Short-Range Communicat1n)技術(shù)來完成整個收費過程，以使車輛在整個收費過程中保持行駛狀態(tài)而不用停車。
[0003]ETC車載電子標(biāo)簽設(shè)備是為實現(xiàn)ETC功能而在車輛中安裝的設(shè)備。因國標(biāo)規(guī)定，ETC車載電子標(biāo)簽設(shè)備需具備防拆卸功能，一經(jīng)拆卸，需在內(nèi)置存儲器中寫入拆卸標(biāo)志，并喪失原有ETC功能，所以該設(shè)備在不通過ETC通道時也需要電源維持防拆卸檢測電路正常工作。同時，國標(biāo)又要求ETC車載電子標(biāo)簽設(shè)備的平均免維護時間大于2年。
[0004]現(xiàn)有的車載電子標(biāo)簽設(shè)備大多采用內(nèi)置一次性鋰電池附加太陽能電池向可充電電容充電的供電方案。內(nèi)置一次性鋰電池電量有限，而對于經(jīng)常停放在地下停車場等光線不充足區(qū)域或經(jīng)常夜間行車的車輛，太陽能電池充電作用也相當(dāng)有限，不能夠達(dá)到延長使用壽命的目的。另外，由于車載電子標(biāo)簽設(shè)備安裝在車輛前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)，如果使用車載電源以有線方式為設(shè)備補充電能，引線會對駕駛員視線產(chǎn)生不利影響，造成安全隱患。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型在傳統(tǒng)車載電子標(biāo)簽基礎(chǔ)上，增加了無線電源接收模塊和無線電源發(fā)射模塊，使用戶隨時可為車載電子標(biāo)簽充電，相比太陽能電池充電方案，大大減少了充電條件限制，可以有效延長車載電子標(biāo)簽的使用壽命。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括微控制器、微波收發(fā)器、存儲器、電源模塊，還包括無線電源接收模塊、無線電源發(fā)射模塊。
[0007]所述的無線電源接收模塊和電源模塊連接，接收從所述的無線電源發(fā)射模塊發(fā)送出的電磁波，并將電磁波轉(zhuǎn)換為直流電，為所述電源模塊中的可充電儲能元件充電，當(dāng)可充電儲能元件充滿電后，無線電源接收模塊停止向其充電。
[0008]所述的無線電源發(fā)射模塊和外部電源連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉(zhuǎn)換為所述的無線電源接收模塊可接收的電磁波。所述外部電源優(yōu)先選用車載電源。
[0009]所述的無線電源接收模塊和無線電源發(fā)射模塊，其特征是，無線電源發(fā)射模塊包括電磁波產(chǎn)生電路和發(fā)射線圈；無線電源接收模塊包括接收線圈和信號采集電路。發(fā)射線圈上攜帶的電磁波通過磁共振使接收線圈產(chǎn)生電壓，產(chǎn)生的電壓用于對ETC車載電子標(biāo)簽的可充電儲能元件進(jìn)行充電。無線電源發(fā)射模塊和無線接收模塊之間的放置距離在20cm內(nèi)可以良好工作，在大于20cm時仍然可以保持正常工作，向ETC車載電子標(biāo)簽的可充電儲能元件提供的充電電流大于10mA。
[0010]本實用新型還可以包括IC卡操作模塊和人機界面。所述的微控制器操作微波收發(fā)器、IC卡操作模塊、人機界面、存儲器模塊，由電源模塊供電，實現(xiàn)高速公路ETC不停車收費功能。
[0011]所述的微波收發(fā)器與微控制器連接，在車輛通過ETC車道時用于接收ETC路側(cè)設(shè)備發(fā)送的符合DSRC協(xié)議的下行數(shù)據(jù)幀，處理為基帶信號后傳輸給所述的微控制器，并且將微處理發(fā)送的上行基帶數(shù)據(jù)處理為微波信號發(fā)射到路側(cè)設(shè)備。
[0012]所述的存儲器與微控制器連接，用于存儲相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0013]所述的人機界面與微控制器連接，用于顯示電池電量狀態(tài)及消費信息。
[0014]所述的電源模塊為車載電子標(biāo)簽提供電能，其內(nèi)部包含可充電儲能元件，還可包括一次電池和(或)太陽能電池充電模塊。
[0015]本實用新型的有益效果是，采用無線方式，利用外部電源為ETC車載電子標(biāo)簽充電，相比太陽能電池充電方式，減少了充電條件限制，加快了充電速度，而且不用連接線纜到前擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽，不影響駕駛員視線，無安全隱患，是一種穩(wěn)定、高效、安全、便捷的充電方式，可有效延長設(shè)備使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一種實施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]圖1為本實用新型的一種實施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖，包括如下幾個模塊:微控制器106、微波收發(fā)器105、IC卡操作模塊108、存儲器107、人機界面109、電源模塊104、無線電源接收模塊103、無線電源發(fā)射模塊102。
[0019]所述的微波收發(fā)器105接收符合DSRC協(xié)議的通信空中數(shù)據(jù)幀，處理為基帶信號后傳輸給所述的微控制器106，微控制器106對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析、處理，產(chǎn)生回復(fù)數(shù)據(jù)通過微波收發(fā)器105發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，完成ETC交易流程。
[0020]所述的IC卡操作模塊108受微控制器106控制，在交易過程中對卡片進(jìn)行認(rèn)證、扣款、讀取余額或其它信息等操作。
[0021]所述的存儲器107中存儲不停車收費交易的消費記錄，以及其它相關(guān)信息。
[0022]所述的人機界面109模塊顯示電池電量狀態(tài)、消費信息等。
[0023]所述的電源模塊104為車載電子標(biāo)簽提供電能，其內(nèi)部包含可充電電容，一次鋰電池和太陽能電池充電模塊；
[0024]所述的無線電源接收模塊103和電源模塊104連接，接收從無線電源發(fā)射模塊102發(fā)送出的電磁波，并將電磁波轉(zhuǎn)換為直流電，為所述電源模塊104中的可充電儲能元件充電，當(dāng)可充電儲能元件充滿電后，無線電源接收模塊103停止向其充電。
[0025]優(yōu)選地，所述的無線電源接收模塊103包含于車載電子標(biāo)簽本體內(nèi)部。作為另外一種實施方式，所述的無線電源接收模塊103還可以獨立于車載電子標(biāo)簽本體外部，與車載電子標(biāo)簽本體之間通過供電接口連接。[0026]所述的無線電源發(fā)射模塊102和車內(nèi)電源連接，放置在車內(nèi)電源接口附近，由車內(nèi)12V或24V直流電源提供電能，并將部分電能轉(zhuǎn)換為所述的無線電源接收模塊103可接收的電磁波。
[0027]所述的無線電源發(fā)射模塊102和無線電源接收模塊103之間采用磁共振方式傳輸電磁波能量，與磁感應(yīng)能量傳輸方式相比，此方式無需將發(fā)射模塊和接收模塊緊貼并精確對準(zhǔn)，可以相距20cm以上，更適用于車載電子標(biāo)簽的使用環(huán)境。
[0028]在需要對本實施例所述車載電子標(biāo)簽進(jìn)行充電時，只需將無線電源發(fā)射器與外部電源101連接即可，充滿電時無線電源發(fā)射器和無線電源接收器即進(jìn)入低功耗待機狀態(tài)。車載電子標(biāo)簽的人機界面109會顯示電池電量狀態(tài)。
[0029]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可遠(yuǎn)距離無線充電的ETC車載電子標(biāo)簽，包括微控制器、電源模塊、微波收發(fā)器、存儲器模塊，其特征是，還包括無線電源接收模塊和無線電源發(fā)射模塊，所述的無線電源發(fā)射模塊與外部電源相連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉(zhuǎn)換為電磁波；所述的無線電源接收模塊，與所述的電源模塊連接，接收從所述的無線電源發(fā)射模塊發(fā)送出的電磁波，并將電磁波轉(zhuǎn)換為直流電，為所述電源模塊充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可遠(yuǎn)距離無線充電的ETC車載電子標(biāo)簽，其特征是，所述的無線電源發(fā)射模塊包括電磁波產(chǎn)生電路和發(fā)射線圈；無線電源接收模塊包括接收線圈和信號采集電路；發(fā)射線圈上攜帶的電磁波通過磁共振使接收線圈產(chǎn)生電壓，產(chǎn)生的電壓用于對ETC車載電子標(biāo)簽的可充電儲能元件進(jìn)行充電；無線電源發(fā)射模塊和無線接收模塊之間的放置距離在20cm內(nèi)可以良好工作，在大于20cm時仍然可以保持正常工作，向ETC車載電子標(biāo)簽的可充電儲能元件提供的充電電流大于10mA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ETC車載電子標(biāo)簽，其特征是，還可以包括IC卡操作模塊和人機界面，所述的微控制器與微波收發(fā)器、IC卡操作模塊、人機界面和存儲器模塊連接，控制各模塊，實現(xiàn)高速公路ETC不停車收費功能。
【文檔編號】G06K19/07GK203825650SQ201320863148
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】楊嬋, 王開然, 馬戎戎, 劉金福 申請人:北京萬集科技股份有限公司