一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备及其应用方法技术

本发明专利技术涉及智能交通及物联网领域内的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备及其应用方法，包括：供电单元、处理器及与所述处理器有线连接的雷达测距模块、地磁唤醒电路、联机数据通讯接口及其收发天线、840‑845MHz和/或920‑925MHz RFID无线通讯处理模块及其收发天线；该路侧设备集成了RFID射频通讯及多种车辆检测，可按需配置图像传感器组件，采取了独特的地磁唤醒雷达测距技术，使得车辆管理范围控制精准，车辆检测准确度高，既保证了抓拍图片以及抗金属RFID卡的读写质量效果，也保证了宝贵的电能用到了实处而几无浪费，自动化程度高且取证完备，人机界面移至手机，部署灵活简便，为路边停车全自动电子收费创造了技术条件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备及其应用方法
本专利技术涉及智能交通与物联网领域中一种专用于车位管理的路侧设备（RoadSideEquipment，简称RSE），特别是涉及一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备及其应用方法。
技术介绍
目前，随着城市汽车保有量迭创新高，可供车辆停放的道路资源一天比一天少，行车路况也是拥堵频发，已引起社会各界高度重视。在不影响道路交通正常秩序的前提下，使用经济杠杆灵活设立路边停车泊位以缓解停车难问题已成为许多地方进行城市管控的一种有效手段。自业界使用路内占道停车收费系统以来，至今基本上均使用地磁（“地球磁场”的简称）车检器进行车辆检测，多年下来，新技术层出不穷，新型检测方法与手段也日臻完善，加速了车辆检测与停车收费设备的升级换代，推动行业不断向前发展。现有专利技术专利“一种基于信息融合的智能交通人、车、路的信息处理方法及系统”（授权公告号：CN102087786B）所公开的技术方案，以ETC不停车电子收费为着力点，对停车电子收费处理场景尤其是静态停车环境下所特有的小范围高精度收费处理、路侧设备与车检器集成化一体化低功耗设计、城市应用广覆盖低成本等业务需求，存在一定的方案设计盲点，有必要对路侧设备视频部分与射频部分的架构设计做进一步完善；现有专利技术专利“一种具有太阳能采集机制的路侧设备”（授权公告号：CN102881052B）所公开的技术方案，存在以下几个不足之处：1、车辆检测手段单一，对某些存在干扰（如地面下暗埋电线干扰、左右车干扰与地铁干扰）的业务场境，处理精准度不够，导致车辆读卡识别产生漏读或误读，亟须进一步提出最新且最优的解决方案；2、车辆识别方法单一，仅披露了射频车辆识别方案，未来若推广无人值守路边停车全自动电子收费，就需要补充增加一张清晰的包含完整车牌的现场车辆图片，既作法律取证，又可据此进行车牌识别以综合提升车辆识别准确率；3、近年来手机应用深入民心，各种APP或微信电子支付快捷简便，把人机界面由传统的路侧设备端移到手机端正当其时，也必是大势所趋。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备及其应用方法。本专利技术解决所述的技术问题可以通过以下技术方案来实现：设计、使用一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，包括：供电单元、处理器及与所述处理器有线连接的雷达测距模块、地磁唤醒电路、联机数据通讯接口及其收发天线、840-845MHz和/或920-925MHzRFID无线通讯处理模块及其收发天线。作为本专利技术的一个改进，所述路侧设备，还包括：图像传感器组件，所述图像传感器组件与所述处理器有线连接；所述图像传感器组件是将镜头出来的光学图像通过图像传感器及其配套电路输出为所述处理器采集图像所需信号的一系列部件的总称；所述图像传感器，包括：CCD或CMOS图像传感器。进一步地，所述供电单元，专用于对所述路侧设备内各用电部件进行电源管理，并能根据所述处理器要求进行电源控制，包括：室外使用的光伏能量采集与供电单元，或室内使用的电池供电单元；所述光伏能量采集与供电单元，是指使用太阳能进行充电从而可持续为内部各负载供电的专用电路，包括：稳压电路，两组顺序串联的太阳能电池板、能量采集芯片、储能器件、二极管；每组内，所述能量采集芯片的输入端与所述太阳能电池板有线相连，输出端与所述储能器件的输入端有线相连，所述二极管的输入端与所述储能器件的输出端有线相连，输出端与所述稳压电路的输入端有线相连，所述稳压电路的输出端与所述路侧设备内部各负载电连接；所述太阳能电池板，为单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池板；所述能量采集芯片，具有MPPT最大功率点跟踪、控制功能，并具备微瓦级能量采集能力及低功耗特性；所述储能器件，为电池电容器、超级电容、复合电容、可充电锂电池或薄膜电池。所述处理器，是指微处理器、单核或多核DSP数字信号处理器、ARM处理器之其中一项或多项的组合。所述雷达测距模块，是一个工作在ISM频段的可对近距离目标物体进行距离测量的包含天线与微波信号处理部分及中频信号处理部分的专用模块；更进一步地，所述天线与微波信号处理部分为24GHz雷达传感器，所述中频信号处理部分可通过接口由所述处理器完成目标距离计算，或通过内置MCU完成目标距离计算并向所述处理器输出结果。所述地磁唤醒电路，是使用磁阻传感器来让所述处理器得到地磁信号，所述处理器可以根据地磁信号强弱变化情况，决定是否立即启动所述雷达测距模块工作、并在雷达测距模块失灵时还有地磁数据能计算得到车辆检测次选结果的专用电路；所述磁阻传感器，包括：各向异性磁电阻（AMR）、隧道磁电阻（TMR）或巨磁阻（GMR）。所述联机数据通讯接口，是指所述处理器与外部设备、后端系统等进行组网通讯、实时认证、加密通讯或完成金融交易的外部联接接口，包括：有线和/或无线数据通讯接口，所述有线数据通讯接口包括UART、USB或TCP/IP网络接口；所述无线数据通讯接口包括：NB-IOT通讯组件、300-928MHz特定频段收发器、LPWAN、GPRS/3G/4G/5G、WiFi、蓝牙、ANT、ZigBee或特定频段特定协议的无线网络通讯部件及各自配套的收发天线。所述840-845MHz和/或920-925MHzRFID无线通讯处理模块，是一个受控于所述处理器，工作在840-845MHz和/或920-925MHz频段内，能以非接触方式对贴有配套RFID标签的车辆，实现自动识别与信息存取的专用模块。本专利技术解决所述的无人值守路边停车全自动电子收费技术问题，可以通过以下技术方案来实现：提出一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备应用方法，包括如下步骤：A.设置路侧设备，该路侧设备包括：光伏能量采集与供电单元、处理器及与所述处理器有线连接的雷达测距模块、地磁唤醒电路、联机数据通讯接口及其收发天线、840-845MHz和/或920-925MHzRFID无线通讯处理模块及其收发天线，所述光伏能量采集与供电单元使用太阳能充电并与所述路侧设备内各用电部件电连接；为了取得信息采集效果整体最优，将所述路侧设备安装在车头前方的地面上；B.设置后端系统，所述后端系统与所述路侧设备有线或无线相连以传输停车电子收费信息，此外，所述后端系统也具备停车电子收费注册登记、停车计时收费数据后台处理及付款结算机制；所述注册登记主要是建立收费车辆车牌号信息、手机号码或付款账户、从RFID获取的收费要件信息之间的匹配绑定关系；所述无线相连，是指通过特定的无线网关和/或运营商无线网络实现前后端数据互通；C.设置抗金属RFID，所述抗金属RFID，是可以直接附着于金属表面上使用而不会影响识别效果的840-845MHz和/或920-925MHzRFID电子标签；所述抗金属RFID可作为车牌固封钉安装于车辆前车牌上，也可作为一个特定标签安装于车头指定位置，可具备防拆卸机制；D.当车辆进入泊位时，所述路侧设备中的所述处理器根据地磁唤醒电路提供信号的强弱变化而启动所述雷达测距模块，若检测到目标且目标距离在读卡范围内则启动所述840-845MHz和/或920-925MHzRFID无线通讯处理模块工作以获取所述抗金属RFID的收费要件信息；若地磁唤醒电路提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：包括：供电单元、处理器及与所述处理器有线连接的雷达测距模块、地磁唤醒电路、联机数据通讯接口及其收发天线、840‑845MHz和/或920‑925MHz RFID无线通讯处理模块及其收发天线。

【技术特征摘要】
1.一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：包括：供电单元、处理器及与所述处理器有线连接的雷达测距模块、地磁唤醒电路、联机数据通讯接口及其收发天线、840-845MHz和/或920-925MHzRFID无线通讯处理模块及其收发天线。2.如权利要求1所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：还包括：图像传感器组件，所述图像传感器组件与所述处理器有线连接；所述图像传感器组件是将镜头出来的光学图像通过图像传感器及其配套电路输出为所述处理器采集图像所需信号的一系列部件的总称；所述图像传感器，包括：CCD或CMOS图像传感器。3.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述供电单元，专用于对所述路侧设备内各用电部件进行电源管理，并能根据所述处理器要求进行电源控制，包括：室外使用的光伏能量采集与供电单元，或室内使用的电池供电单元；所述光伏能量采集与供电单元，是指使用太阳能进行充电从而可持续为内部各负载供电的专用电路，包括：稳压电路，两组顺序串联的太阳能电池板、能量采集芯片、储能器件、二极管；每组内，所述能量采集芯片的输入端与所述太阳能电池板有线相连，输出端与所述储能器件的输入端有线相连，所述二极管的输入端与所述储能器件的输出端有线相连，输出端与所述稳压电路的输入端有线相连，所述稳压电路的输出端与所述路侧设备内部各负载电连接；所述太阳能电池板，为单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池板；所述能量采集芯片，具有MPPT最大功率点跟踪、控制功能，并具备微瓦级能量采集能力及低功耗特性；所述储能器件，为电池电容器、超级电容、复合电容、可充电锂电池或薄膜电池。4.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述处理器，是指微处理器、单核或多核DSP数字信号处理器、ARM处理器之其中一项或多项的组合。5.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述雷达测距模块，是一个工作在ISM频段的可对近距离目标物体进行距离测量的包含天线与微波信号处理部分及中频信号处理部分的专用模块；更进一步地，所述天线与微波信号处理部分为24GHz雷达传感器，所述中频信号处理部分可通过接口由所述处理器完成目标距离计算，或通过内置MCU完成目标距离计算并向所述处理器输出结果。6.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述地磁唤醒电路，是使用磁阻传感器来让所述处理器得到地磁信号，所述处理器可以根据地磁信号强弱变化情况，决定是否立即启动所述雷达测距模块工作、并在雷达测距模块失灵时还有地磁数据能计算得到车辆检测次选结果的专用电路；所述磁阻传感器，包括：各向异性磁电阻（AMR）、隧道磁电阻（TMR）或巨磁阻（GMR）。7.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述联机数据通讯接口，是指所述处理器与外部设备、后端系统等进行组网通讯、实时认证、加密通讯或完成金融交易的外部联接接口，包括：有线和/或无线数据通讯接口，所述有线数据通讯接口包括UART、USB或TCP/IP网络接口；所述无线数据通讯接口包括：NB-IOT通讯组件、300-928MHz特定频段收发器、LPWAN、GPRS/3G/4G/5G、WiFi、蓝牙、ANT、ZigBee或特定频段特定协议的无线网络通讯部件及各自配套的收发天线。8.如权利要求1至2之任一项所述的一种基于地磁唤醒雷达测距技术的路侧设备，其特征在于：所述840...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秋和，
申请(专利权)人：深圳市迅朗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44