自组网智能卡、不停车收费系统及方法、自组网方法技术方案

本发明专利技术提供一种自组网智能卡、不停车收费系统及方法、自组网方法，包括：将从存储器中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至Zigbee通信芯片的主控芯片，将卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出的Zigbee通信芯片，存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息的存储器。提供的不停车收费系统包括：Zigbee网络路由器、Zigbee网络协调器、监控中心、收费管理系统、银行服务器和自组网智能卡。由于这两个方案均采用了Zigbee技术，基于Zigbee技术的优点，解决了目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
自组网智能卡、不停车收费系统及方法、自组网方法
本专利技术涉及智能金融交通
，特别涉及一种自组网智能卡、不停车收费系统及方法、自组网方法。
技术介绍
随着人民经济水平的不断提高，用户拥有车辆的数量日益剧增，高速公路的交通拥堵情况也越来越严重，如何有效缓解交通压力，并在互联网的快速发展带动下，全面提升路网管理能力和服务水平，确保联网系统安全稳定高效运行，并在全国基本实现高速公路电子不停车收费联网，是当今解决拥堵问题和提高服务水平的重要举措，具有非常重要的意义。不停车收费是一种电子收费方式，用户需要办理一张交通卡(不停车收费卡)，同时办理一个车载电子标签并安装在车辆挡风玻璃上，交通卡插在车载电子标签中，通过车载电子标签与在收费站不停车收费车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。这种方式的优点是可以使公路收费走向电子化，降低收费管理的成本，同时有效减少因停车收费造成的延误及拥挤，提高高速公路收费效率、车辆运行效率，同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。但是，目前的交通卡还存在一些问题，因为在不停车收费系统中，交通卡须通过终端通信放大设备提升通信距离，而且车载电子标签采用专用短程通讯技术，其通信距离一般也只有几十米，只能实现在特定小区域内对移动目标的识别和通信，因此车辆进入不停车收费车道时需要减速缓慢通行，所以通行速率受到限制，另外，在多车道自由流及跟车情况下，路侧单元发射信号容易受到干扰，现有的不停车收费机制对左右等方位的全方位定位功能不强，导致这种情况下的交易成功率不高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种自组网智能卡，解决了目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。该自组网智能卡包括：主控芯片、Zigbee通信芯片和存储器，其中，所述主控芯片分别与所述Zigbee通信芯片和存储器连接；所述主控芯片用于：控制所述Zigbee通信芯片和存储器工作，将从所述存储器中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；所述Zigbee通信芯片用于：将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；所述存储器用于：存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。在一个实施例中，该自组网智能卡还包括：与所述主控芯片连接的加密器；所述主控芯片用于：控制所述加密器工作；所述加密器用于：对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。在一个实施例中，所述加密器包括处理器和密钥存储器；所述密钥存储器用于：存储加密密钥；所述处理器用于：根据加密密钥对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。在一个实施例中，该自组网智能卡还包括：与所述主控芯片连接的显示屏；所述主控芯片用于：控制所述显示屏工作；所述显示屏用于显示该自组网智能卡的余额和交易金额。在一个实施例中，该自组网智能卡还包括：与所述主控芯片连接的电源；所述主控芯片用于：控制所述电源工作；所述电源用于：为自组网智能卡的运行提供电量。在一个实施例中，所述主控芯片包括GPIO接口、SPI接口和UART接口；通过GPIO接口发送控制指令控制存储器、电源工作，通过SPI接口发送控制指令控制显示屏工作，通过UART接口发送控制指令控制Zigbee通信芯片、加密器工作。本专利技术实施例提供了一种不停车收费系统，解决了目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。该不停车收费系统包括：Zigbee网络路由器、Zigbee网络协调器、监控中心、收费管理系统、银行服务器、上述所述的自组网智能卡；所述Zigbee网络路由器、Zigbee网络协调器形成一个Zigbee无线网络；所述自组网智能卡用于：在进入所述Zigbee无线网络的有效通信范围内时，与所述Zigbee网络路由器建立连接，加入所述Zigbee无线网络；在车辆进入收费站时，通过所述Zigbee网络路由器和Zigbee网络协调器接收监控中心下发的收费站入口信息；在车辆驶出收费站时，通过所述Zigbee网络路由器和Zigbee网络协调器将卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息发送至监控中心，接收监控中心转发的身份校验信息和扣费结果信息；所述监控中心用于：监控Zigbee无线网络的状态；审批自组网智能卡和Zigbee网络路由器申请加入Zigbee无线网络的请求；在车辆进入收费站时，将所述收费站入口信息发送至所述自组网智能卡；在车辆驶出收费站时，将所述卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息发送至所述收费管理系统，接收所述收费管理系统转发的身份校验信息和扣费结果信息；所述收费管理系统用于：将所述卡片身份信息发送至银行服务器；根据所述车辆信息和收费站入口信息确定车辆通行费用，将所述车辆通行费用和用户信息发送至银行服务器；将银行服务器下发的身份校验信息和扣费结果信息转发至所述监控中心；所述银行服务器用于：根据所述卡片身份信息对所述自组网智能卡进行身份校验，生成身份校验信息；根据所述车辆通行费用和用户信息进行扣费处理，获得扣费结果信息，将所述身份校验信息和扣费结果信息发送至所述收费管理系统。在一个实施例中，还包括：车道控制系统；所述车道控制系统用于：在车辆进入和驶出收费站时，控制车辆的通行；将所述卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息由所述监控中心转发至所述收费管理系统；将身份校验信息和扣费结果信息由所述收费管理系统转发至所述监控中心。在一个实施例中，所述监控中心还用于：对自组网智能卡的位置进行定位，确定自组网智能卡的位置信息；所述车道控制系统具体用于：根据所述自组网智能卡的位置信息，在车辆进入和驶出收费站时，通过控制栏杆的抬起和放下，控制车辆的通行。在一个实施例中，所述监控中心具体用于：按照如下方式对自组网智能卡的位置进行定位，确定自组网智能卡的位置信息：将部署在收费站的具有确定位置的Zigbee网络路由器作为参考节点，在自组网智能卡接入所述Zigbee无线网络后，根据与自组网智能卡连接的参考节点的位置信息和参考节点发送的信号强度值，确定自组网智能卡的位置信息。在一个实施例中，所述车道控制系统还用于：根据所述自组网智能卡的位置信息，在车辆进入和驶出收费站时，控制交通信号灯的显示及摄相机的抓拍。在一个实施例中，所述自组网智能卡还用于：根据所述扣费结果信息确定自组网智能卡的余额和交易金额，显示所述自组网智能卡的余额和交易金额。在一个实施例中，所述车道控制系统还用于：当所述身份校验信息为自组网智能卡无效信息时发出警报信号。在一个实施例中，所述不停车收费系统包括一个Zigbee网络转换器和多个Zigbee网络路由器；所述Zigbee网络路由器的数量根据通信距离要求和不停车收费车道的数量确定。本专利技术实施例提供了一种不停车收费系统的自组网方法，包括：Zigbee网络协调器初始化建立一个Zigbee无线网络，在建立成功后发出广播信息；Zigbee网络路由器在接收到广播信息后向Zigbee网络协调器发出建立连接请求；监控中心对Zigbee无线网络的状态进行监控，在监控到Zigbee网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组网智能卡，其特征在于，包括：主控芯片、Zigbee通信芯片和存储器，其中，所述主控芯片分别与所述Zigbee通信芯片和存储器连接；所述主控芯片用于：控制所述Zigbee通信芯片和存储器工作，将从所述存储器中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；所述Zigbee通信芯片用于：将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；所述存储器用于：存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。

【技术特征摘要】
1.一种自组网智能卡，其特征在于，包括：主控芯片、Zigbee通信芯片和存储器，其中，所述主控芯片分别与所述Zigbee通信芯片和存储器连接；所述主控芯片用于：控制所述Zigbee通信芯片和存储器工作，将从所述存储器中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；所述Zigbee通信芯片用于：将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；所述存储器用于：存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。2.如权利要求1所述的自组网智能卡，其特征在于，还包括：与所述主控芯片连接的加密器；所述主控芯片用于：控制所述加密器工作；所述加密器用于：对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。3.如权利要求2所述的自组网智能卡，其特征在于，所述加密器包括处理器和密钥存储器；所述密钥存储器用于：存储加密密钥；所述处理器用于：根据加密密钥对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。4.如权利要求2所述的自组网智能卡，其特征在于，还包括：与所述主控芯片连接的显示屏；所述主控芯片用于：控制所述显示屏工作；所述显示屏用于显示该自组网智能卡的余额和交易金额。5.如权利要求4所述的自组网智能卡，其特征在于，还包括：与所述主控芯片连接的电源；所述主控芯片用于：控制所述电源工作；所述电源用于：为自组网智能卡的运行提供电量。6.如权利要求5所述的自组网智能卡，其特征在于，所述主控芯片包括GPIO接口、SPI接口和UART接口；通过GPIO接口发送控制指令控制存储器、电源工作，通过SPI接口发送控制指令控制显示屏工作，通过UART接口发送控制指令控制Zigbee通信芯片、加密器工作。7.一种不停车收费系统，其特征在于，包括：Zigbee网络路由器、Zigbee网络协调器、监控中心、收费管理系统、银行服务器、权利要求1至6任一项所述的自组网智能卡；所述Zigbee网络路由器、Zigbee网络协调器形成一个Zigbee无线网络；所述自组网智能卡用于：在进入所述Zigbee无线网络的有效通信范围内时，与所述Zigbee网络路由器建立连接，加入所述Zigbee无线网络；在车辆进入收费站时，通过所述Zigbee网络路由器和Zigbee网络协调器接收监控中心下发的收费站入口信息；在车辆驶出收费站时，通过所述Zigbee网络路由器和Zigbee网络协调器将卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息发送至监控中心，接收监控中心转发的身份校验信息和扣费结果信息；所述监控中心用于：监控Zigbee无线网络的状态；审批自组网智能卡和Zigbee网络路由器申请加入Zigbee无线网络的请求；在车辆进入收费站时，将所述收费站入口信息发送至所述自组网智能卡；在车辆驶出收费站时，将所述卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息发送至所述收费管理系统，接收所述收费管理系统转发的身份校验信息和扣费结果信息；所述收费管理系统用于：将所述卡片身份信息发送至银行服务器；根据所述车辆信息和收费站入口信息确定车辆通行费用，将所述车辆通行费用和用户信息发送至银行服务器；将银行服务器下发的身份校验信息和扣费结果信息转发至所述监控中心；所述银行服务器用于：根据所述卡片身份信息对所述自组网智能卡进行身份校验，生成身份校验信息；根据所述车辆通行费用和用户信息进行扣费处理，获得扣费结果信息，将所述身份校验信息和扣费结果信息发送至所述收费管理系统。8.如权利要求7所述的不停车收费系统，其特征在于，还包括：车道控制系统；所述车道控制系统用于：在车辆进入和驶出收费站时，控制车辆的通行；将所述卡片身份信息、用户信息、车辆信息和收费站入口信息由所述监控中心转发至所述收费管理系统；将身份校验信息和扣费结果信息由所述收费管理系统转发至所述监控中心。9.如权利要求8所述的不停车收费系统，其特征在于，所述监控中心还用于：对自组网智能卡的位置进行定位，确定自组网智能卡的位置信息；所述车道控制系统具体用于：根据所述自组网智能卡的位置信息，在车辆进入和驶出收费站时，通过控制栏杆的抬起和放下，控制车辆的通行。10.如权利要求9所述的不停车收费系统，其特征在于，所述监控中心具体用于：按照如下方式对自组网智能卡的位置进行定位，确定自组网智能卡的位置信息：将部署在收费站的具有确定位置的Zigbee网络路由器作为参考节点，在自组网智能卡接入所述Zigbee无线网络后，根据与自组网智能卡连接的参考节点的位置信息和参考节点发送的信号强度值，确定自组网智能卡的位置信息。11.如权利要求9所述的不停车收费系统，其特征在于，所述车道控制系统还用于：根据所述自组网智能卡的位置信息，在车辆进入和驶出收费站时，控制交通信号灯的显示及摄相机的抓拍。12.如权利要求7所述的不停车收费系统，其特征在于，所述自组网智能卡还用于：根据所述扣费结果信息确定自组网...

【专利技术属性】
技术研发人员：周新衡，吴蕃，吕涛，
申请(专利权)人：中国工商银行股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11