本发明专利技术是将目前标准的ＩＣ卡收费卡和ＯＯＫ／ＡＳＫ／ＦＳＫ调制的ＲＦ信号接收器合成在一起做成一接收装置，在高速公路的入口处，司机领取收费管理人员提交的经初始化的接收装置，在车辆行驶路径的关键点上安装无线信号发射器，在车辆行驶经过出口处时司机提交接收装置给收费管理人员，收费管理人员通过解读装置，可读出所有途经关键点的位置信息和时间信息，并计算出车辆行驶途径，从而确定收费金额。接收装置在结构上可以做成和目前的收费卡一致，并采用标准的ＩＳＯ１４４４３非接触卡输入输出接口兼容目前的收费系统，改造成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高速公路收费系统领域，具体涉及一种利用无线传输技术来实现高速公路多路径收费和资金结算系统的处理系统技术。
技术介绍
随着以高速公路为框架的公路网快速建设发展，促进了车辆大幅度超前快速增加，对拉动经济发展起到了明显的促进作用。但是，路网和车辆的快速增加，在现行道路收费模式下已经出现了收费站点过多过密而引起车辆通行不畅、尾气排放加剧空气污染，同时加大了建设和运营维护成本；高速与高速相交(高接高)的枢纽型互通立交的快速通过能力由于受到设站人工收费的制约而大打折扣；甚至产生局部道路交通状况逐渐恶化，引起大范围交通拥堵。这些显然与努力加快高速公路建设的初衷不符，与运营公司为社会公众服务的形象不符。所以，解决高速公路由于人工收费引起的高速快速通过能力问题，最好的办法是采取自动收费系统，但高速公路运营公司需要解决起点到终点的多路径情况下，车辆行驶路线的判定，此外，不同的路径分属不同的地界资金结算问题，改造现有系统的投资问题，一车一卡的商业操作问题等都是十分困难的事情。目前类似场合解决方案基本都是采用的DSRC(Dedicated Short Range Communication)即专用短程通信技术。主要是采用所谓开放式收费自动收费系统，采用DSRC技术对车辆进行识别，要求车辆安装射频识别电子标签(RFID TAG)，并要求“一车一卡”相互对应(即每车必须安装电子标签)，对没有安装电子标签的所谓非法车辆进行视频图像抓拍，事后追讨通行费，实施的基础是必须“一车一卡”。“一车一卡”如果纯粹作为商业行为推广将是十分困难的，主要存在以下而且目前较难克服的问题1.RFID TAG价格昂贵；2.RFID TAG在车辆上安装位置的要求比较苛刻，临时卡因为有其放置的随意性，造成车辆高速行驶时的读写可靠性大大降低，完全不能达到实际应用的要求；3.“一车一卡”自动收费是一种预收费(卡内充值)方式，当卡内费用透支时，在管理上非常麻烦； 4.必须对现有收费系统进行革命性的改造，所有的收费卡读写设备都必须替换，造成改造成本大幅度上升；
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种低成本的半自动收费方式，在整个多收费点高速公路系统中，行驶车辆仅在入口处和出口处进行停车处理，并可兼容目前收费系统的解决方案。本专利技术的基本思想是利用目前的非接触收费卡上增加单向无线接收技术来实现机动车辆的行车路径判断，从而可解决目前高速公路多路径情况下车辆必须多点停车处理，或者实现一车一卡的收费问题。如图1所示，利用目前的多收费点高速公路的收费系统，在多收费点高速公路的进口处，由收费管理员提交一接收装置(2)给驾驶员，该接收装置可接收无线信号，在车辆行驶路径的关键点上安装可发射位置和时间信息的无线信号发射器(1)，所谓关键点即为能确定车辆行驶行驶路径的点；并不断发射加密后的对应路径关键点的位置信息和时间信息数据；当车辆行驶至路径的关键点时，接收装置(2)接收到无线信号发射器(1)发出的该点的位置信息和时间信息数据，保存至接收装置(2)的存储器(3)中，在车辆行驶经过多收费点高速公路的出口处时司机提交接收装置(2)给收费管理人员，收费管理人员通过安装在出口处的解读装置(4)可读出车辆行驶所有途经关键点的位置信息和时间信息，并计算出车辆行驶途径，从而确定收费金额，完成收费管理。目前高速公路收费卡一般使用符合ISO14443标准的非接触IC卡，其实不管使用什么类型的卡，本专利技术的实现方式都是一样的，就是在现有收费卡的基础上附加RF信号接收器。无线信号发射器(1)将已编码位置及时间信息的数据经功率放大器调制在UHF指定频率或其他指定的频率，交由天线发射，可采用ASK、FSK或OOK调制方式。ASK是振幅变换调制，FSK是频率变换调制，OOK是键控通断调制。放在车上的接收装置(2)的天线接收到的信号经RF模拟前端的LAN放大、LPF滤波、ASK或FSK OOK解调，取出的数据将之存储在标准的非接触卡的存储器中，经出口的解读装置处理还原出位置信息和时间信息，并计算出车辆的行驶途径，从而确定收费金额，完成收费管理。本专利技术的多收费点高速公路的半自动收费方法，其特征是，在车辆行驶路径的关键点上安装可发射位置和时间信息的无线信号发射器(1)，在行驶车辆上放置可接收无线信号发射器(1)发射信号的接收装置(2)；无线信号发射器(1)不断发射加密后的对应路径关键点的位置信息和时间信息数据；在多收费点高速公路的入口处，司机领取收费管理人员提交的经初始化的接收装置(2)，当车辆行驶至路径的关键点时，接收装置(2)接收到无线信号发射器(1)发出的该点的位置信息和时间信息数据，保存至接收装置(2)中的存储器(3)中，在车辆行驶经过多收费点高速公路的出口处时司机提交接收装置(2)给收费管理人员，收费管理人员通过解读装置(4)可读出所有途经的位置信息和时间信息，并计算出车辆行驶途径，从而确定收费金额。根据多收费点高速公路的半自动收费方法实现的收费系统，其特征是，该系统包括无线信号发射器(1)、接收装置(2)及解读装置(4)，所述的无线信号发射器(1)安装在车辆行驶路径的关键点上，所述的接收装置(2)放置在行驶的车辆上，所述的解读装置(4)安装在出口收费处。所述的无线信号发射器(1)工作原理如图9所示，包括位置及时间信息数据产生电路(13)、脉冲编码电路(14)、调制电路(15)、功率放大电路(16)、计算机接口电路(17)及天线(18)，采用调频或调幅的方式完成无线信号的发射，其发射的位置信息和时间信息数据采用脉冲编码调制方式实现向接收装置(2)传输数据。其中个人计算机(12)主要是通过计算机接口电路(17)实现对无线信号发射器(1)工作状态的设置，包括位置及时间信息数据的设置和变更以及位置及时间信息数据的加密，不参与无线信号发射器(1)的实时工作。所述的接收装置(2)包括存储器(3)、微控制器及其周边电路(5)、无线接收装置(6)、数据输入输出装置(7)、电源电路(8)。所述的数据输入输出装置(7)可采用符合国际标准的非接触IC卡无线耦合传输方式实现信息数据的传输。所述的接收装置(2)也可采用如下方式实现，包括符合国际标准的带微控制器的非接触IC卡(9)、数据接口电路(10)、无线接收装置(6)、电源电路(8)。所述的无线接收装置(6)为调频或调幅无线信号的接收、放大及解调电路，可采用标准的单片超外差式UHF接收电路解决方案。所述的无线信号发射器(1)还可包括移动通信接收及处理模块，通过移动通信网络例如GMS、CDMA、GPS实现对无线信号发射器(1)的自动校时，实时改变加密密钥和算法。所述的解读装置(4)包括微控制器及其周边电路(5)、非接触IC卡读写装置(11)及个人计算机(12)、电源电路(8)。附图说明图1为高速公路收费系统示意图，图2为接收装置原理框图，图3为带微控制器的非接触IC卡的接收装置原理框图， 图4为带微控制器的非接触IC卡的接收装置电原理图，图5标准单片微控制器的程序工作流程图，图6标准IC卡内部的程序工作流程图，图7为解读装置原理框图，图8解读装置个人计算机程序工作流程9为无线信号发射器工作原理框图。附图标号1为无线信号发射器，2为接收装置，3为存储器，4为解本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实现多收费点高速公路的半自动收费方法，其特征是，在车辆行驶路径的关键点上安装可发射位置和时间信息的无线信号发射器（１），所谓关键点即为能确定车辆行驶路径的点；在行驶车辆上放置可接收无线信号发射器（１）发射信号的接收装置（２）；无线信号发射器（１）不断发射加密后的对应路径关键点的位置信息和时间信息数据，在多收费点高速公路的入口处，司机领取收费管理人员提交的经初始化的接收装置（２），当车辆行驶至路径的关键点时，接收装置（２）接收到无线信号发射器（１）发出的该点位置信息和时间信息数据，保存至接收装置（２）中的存储器（３）中，在车辆行驶经过多收费点高速公路的出口处时司机提交接收装置（２）给收费管理人员，收费管理人员通过解读装置（４）可读出所有途经关键点的位置信息和时间信息，并计算出车辆行驶途径，从而确定收费金额。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈向明，
申请(专利权)人：陈向明，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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