一种具有多义性路径识别功能的车载单元和系统技术方案

本发明专利技术属于智能交通技术领域，涉及一种具有多义性路径识别功能的车载单元和系统。所述的车载单元包括单片机、广域网模块、北斗兼容定位模块、DSRC射频模块和安全模块，单片机是负责控制、运算和存储的核心芯片；广域网模块用于在车载单元和后台服务系统之间进行鉴权和数据通信；北斗兼容定位模块为单片机提供车辆的精确位置信息和速度信息；DSRC射频模块可以与高速公路路侧单元进行DSRC通信；通过安全模块和具有DSRC天线的DSRC射频模块，在高速公路收费站出入口实现数据写入和读取功能。利用本发明专利技术的车载单元和系统，可以解决现有的高速公路多义性路径识别技术存在的静态、孤立点、滞后识别，记录、提供和读取信息不够准确与全面的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多义性路径识别功能的车载单元和系统
本专利技术属于智能交通
，涉及一种具有多义性路径识别功能的车载单元和系统。
技术介绍
从上世纪九十年代开始，我国进入了高速公路建设的快速发展期。至2015年底，我国高速公路通车总里程达到12.3万公里，居于世界首位。随着高速交通网络的日益完善，高速公路的发展模式将逐步从大规模基础建设转向智能化管理上来。高速公路智能化管理的支撑技术包括全国联网、动态监控和应急处理等。由于高速公路规划的时间跨度大、区域性强，建设和运营由多个主体负责，在高速公路的联网整合时形成了大量的环网，产生了多义性路径的问题。多义性路径又称二义性路径，是指在收费公路路网内两个收费站之间存在两条或两条以上行驶路径。多义性路径问题不仅给高速公路通行费收入在分拆结算时带来利益分配的矛盾，也给道路资源的合理分配造成困难。高速公路多义性路径自动识别技术有：车牌识别技术，RFID识别技术，ETC标识站识别技术和全球导航卫星系统(GNSS)技术。基于图像识别算法的车牌识别技术可以利用高速公路上已经安装的摄像机，对基础建设方面要求较少，但是易受环境影响，准确率有待提高。RFID识别技术和ETC标识站识别技术具有环境适应能力强、可靠性高的优点，但需要安装大量基础设施，投入大但功能相对单一。GNSS技术能够提供连续的路径信息，有效的解决路径识别问题，还能提供车辆的速度信息，便于发现车辆的超速、异常停车等情况，同时也能动态监控道路车流密度。不过此前基于GNSS技术的车载设备存在功耗大、成本高、附加价值小，系统架构不合理的问题，使得GNSS技术的方案没有走向实用化。北斗二代导航系统运行后，在国家政策的扶持下，北斗兼容定位芯片日益成熟，性能有了较大提升，功耗和成本方面也有了大幅下降，使其大规模用在电池供电的车载单元上成为现实。现有技术公开的高速公路多义性路径识别技术列举如下：公开号为CN105551102的中国专利技术专利申请公开了“一种具有路径识别功能的ETC复合式车载单元”。该专利技术专利申请的车载单元中包括传统ETC单元和一个GSM模块，GSM模块仅用来记录途经路径的基站信息达到路径识别的目的。该专利申请公开的车载单元仍然属于传统ETC车载单元，采用基站信息作为定位不如卫星定位系统精确，同时不能实时和后台通讯，因此不能对路径进行动态识别。公开号为CN104794763A的中国专利技术专利申请公开了“一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡及实现方法”。该专利技术专利申请中的高速公路多义性路径识别通行卡包括CPU模块、锂电池、电源管理模块、无线充电模块、GPS/北斗模块、双界面CPU卡和加速度计检测模块。通行卡定时采集经纬度坐标值，写入双界面CPU卡中；车辆到达收费站出口，收费员读取卡内的经纬度坐标值并结合入口信息确定车辆行驶路径。该专利申请公开的通行卡及实现方法存在的问题是：(1)双界面CPU卡的存储容量有限，仅能存储较少的经纬度坐标值；(2)在高速公路出口收费员通过读卡器读取CPU卡中存储的经纬度坐标值耗时较长，影响高速公路出口通行效率；(3)通过该实现方法确定车辆行驶路径有滞后性，延时时间也是不确定的，不利于高速公路的智能化管理。公开号为CN101561289A的中国专利技术专利申请公开了“多义性路径的识别方法、系统、装置及路径识别卡”。该专利技术专利申请中的路径识别卡包括GPS模块和双界面卡。路径识别卡记录途经路径的GPS信息，通过双界面卡的无线方式传输存储的GPS信息。该专利申请公开的技术除了有关于CN104794763A列举的缺点外，还未利用高速公路的出入口信息，路径判断的可靠性会有一定的降低。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种具有多义性路径识别功能的车载单元，以解决现有的高速公路多义性路径识别技术存在的静态、孤立点、滞后识别，记录、提供和读取信息不够准确与全面的技术问题。为实现此目的，本专利技术提供一种具有多义性路径识别功能的车载单元，所述的车载单元包括单片机、广域网模块、北斗兼容定位模块、DSRC射频模块和安全模块，其中：所述的单片机是负责控制、运算和存储的核心芯片，内部运行小型实时操作系统；所述的广域网模块包括移动通信模块，在所述的单片机的控制下用于在所述的车载单元和后台服务系统之间进行鉴权和数据通信；所述的北斗兼容定位模块具有有源天线或无源天线，受所述的单片机控制并为所述的单片机提供车辆的精确位置信息和速度信息；所述的DSRC射频模块受所述的单片机的控制，具有DSRC天线，用于与高速公路路侧单元进行DSRC通信；通过所述的单片机控制的所述的安全模块和具有DSRC天线的DSRC射频模块，在高速公路收费站出入口实现数据写入和读取功能。进一步，所述的北斗兼容定位模块具有有源天线，有源天线支持与北斗兼容定位模块同步上电或者异步上电。进一步，所述的车载单元还包括唤醒电路和电源管理模块，其中：所述的DSRC射频模块的DSRC天线还用于提供激励信号唤醒所述的唤醒电路；所述的唤醒电路在接收所述的DSRC射频模块的DSRC天线的激励信号后唤醒所述的单片机；所述的电源管理模块在所述的单片机的控制下实现所述的车载单元在休眠、待机和运行三种状态之间的转换。更进一步，所述的车载单元在休眠状态时，除所述的DSRC射频模块和所述的唤醒电路外，所述的车载单元的其他组成部分均处于关闭休眠状态；所述的车载单元在待机状态时，所述的单片机处于运行状态，所述的广域网模块和北斗兼容定位模块处于待机状态，能迅速热启动；所述的车载单元在运行状态时，所述的单片机处于运行状态，所述的广域网模块和北斗兼容定位模块处于运行状态。更进一步，所述的电源管理模块包括电池。更进一步，所述的电源管理模块还用于将所述的电池的电压转换为所述的车载单元需要的工作电压。更进一步，所述的电源管理模块还具有有线充电、无线充电、太阳能充电和/或电量提示的功能。进一步，所述的安全模块内置安全操作系统，还用于给所述的车载单元加解密和存储安全信息。更进一步，所述的安全模块支持接触界面的操作。更进一步，所述的车载单元还包括外壳，所述的外壳上印刷代表唯一序列号的二维码，便于扩展新的应用。更进一步，所述的车载单元还包括拆卸检测电路，当所述的拆卸检测电路检测到所述的车载单元的外壳非法拆卸时，将锁定所述的安全模块和广域网模块。本专利技术的第二个目的是提供一种具有多义性路径识别功能的系统，以解决现有的高速公路多义性路径识别技术存在的静态、孤立点、滞后识别，记录、提供和读取信息不够准确与全面的技术问题。为实现此目的，本专利技术提供一种具有多义性路径识别功能的系统，所述的具有多义性路径识别功能的系统包括前述的车载单元、站端系统和后台服务系统，所述的站端系统布置在高速公路出入口岗亭，在高速公路入口站端系统激活车载单元并写入入口信息到内嵌的安全模块中，同时上传后台服务系统；在高速公路出口，站端系统根据后台服务系统提供的多义路径信息进行高速公路费用计算，同时也可根据车载单元中存储的车辆定位数据信息识别多义路径信息，所述的后台服务系统具有设备管理、数据管理、多义路径识别和实时监测等功能。本专利技术的技术效果在于，采用本专利技术的具有多义性路径识别功能的车载单元和系统，具有如下各种有益效果：(1)基于北斗兼容系统的精准的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多义性路径识别功能的车载单元，其特征在于：所述的车载单元包括单片机、广域网模块、北斗兼容定位模块、DSRC射频模块和安全模块，所述的单片机是负责控制、运算和存储的核心芯片，内部运行小型实时操作系统；所述的广域网模块包括移动通信模块，在所述的单片机的控制下用于在所述的车载单元和后台服务系统之间进行鉴权和数据通信；所述的北斗兼容定位模块具有有源天线或无源天线，受所述的单片机控制并为所述的单片机提供车辆的精确位置信息和速度信息；所述的DSRC射频模块受所述的单片机的控制，具有DSRC天线，用于与高速公路路侧单元进行DSRC通信；通过所述的单片机控制的所述的安全模块和具有DSRC天线的DSRC射频模块，在高速公路收费站出入口实现数据写入和读取功能。

【技术特征摘要】
1.一种具有多义性路径识别功能的车载单元，其特征在于：所述的车载单元包括单片机、广域网模块、北斗兼容定位模块、DSRC射频模块和安全模块，所述的单片机是负责控制、运算和存储的核心芯片，内部运行小型实时操作系统；所述的广域网模块包括移动通信模块，在所述的单片机的控制下用于在所述的车载单元和后台服务系统之间进行鉴权和数据通信；所述的北斗兼容定位模块具有有源天线或无源天线，受所述的单片机控制并为所述的单片机提供车辆的精确位置信息和速度信息；所述的DSRC射频模块受所述的单片机的控制，具有DSRC天线，用于与高速公路路侧单元进行DSRC通信；通过所述的单片机控制的所述的安全模块和具有DSRC天线的DSRC射频模块，在高速公路收费站出入口实现数据写入和读取功能。2.根据权利要求1所述的一种具有多义性路径识别功能的车载单元，其特征在于：所述的北斗兼容定位模块具有有源天线，有源天线支持与北斗兼容定位模块同步上电或者异步上电。3.根据权利要求1所述的一种具有多义性路径识别功能的车载单元，其特征在于：所述的车载单元还包括唤醒电路和电源管理模块，所述的DSRC射频模块的DSRC天线还用于提供激励信号唤醒所述的唤醒电路；所述的唤醒电路在接收所述的DSRC射频模块的DSRC天线的激励信号后唤醒所述的单片机；所述的电源管理模块在所述的单片机的控制下实现所述的车载单元在休眠、待机和运行三种状态之间的转换。4.根据权利要求3所述的一种具有多义性路径识别功能的车载单元，其特征在于：所述的车载单元在休眠状态时，除所述的DSRC射频模块和所述的唤醒电路外，所述的车载单元的其他组成部分均处于关闭休眠状态；所述的车载单元在待机状态时，所述的单片机处于运行状态，所述的广域网模块和北斗兼容定位模块处于待机状态，能迅速热启动；所述的车载单元在运行状态时，所述的单片机处于运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏强，辛伟，李成，徐海平，蒲强，王宇，
申请(专利权)人：北京握奇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11