动态无线红外双模式智能交通车辆监管系统技术方案

提供了一种城市交通车辆动态监管系统，完成对交通、车辆、治安及收费的综合管理。发明专利技术包括智能电子车牌与集信基站，同时具有无线及红外两种模式，故有４种接收－发射方式：红外－无线、红外－红外、无线－无线、无线－红外。本系统在功能上支持：报告模式、查询模式、寻呼模式和搜索模式，所以应用范围更加广泛。电子车牌采用单片系统集成技术，低功耗设计，微型电池供电，提高了保密性和可靠性，易于安装并且可防拆卸。集信基站能动态调整发射功率，码率及重复启动时间，以达到最佳控制，减小对无线资源的占用和对环境的电磁污染。通过集信基站与城市交通车辆监管中心的通信，可建立城市车辆行驶数据库，还可在全国范围内通过互联网联机查询。

Dynamic wireless infrared dual mode intelligent vehicle monitoring system

The invention provides a dynamic monitoring system of urban traffic vehicles, which is used for the comprehensive management of traffic, vehicles, public security and charges. The invention comprises an intelligent electronic license plate and a set of base stations, and has two modes of wireless and infrared, so the utility model has the functions of receiving and transmitting in 4 ways: infrared wireless, infrared, wireless, wireless, wireless and infrared. The system supports the function of report mode, query mode, paging mode and search mode, so the application scope is more extensive. The electronic license plate adopts single chip system integration technology, low power consumption design, micro battery power supply, improve the confidentiality and reliability, easy to install and can prevent disassembly. The base station can dynamically adjust the transmitting power, the code rate and the repetition start time, so as to achieve the optimal control, reduce the occupation of the radio resource and the electromagnetic pollution to the environment. By collecting the communication between the base station and the urban traffic control center, the urban traffic database can be established.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通、车辆和治安管理系统和电子车牌及相关的通信技术，包括与车辆信息的采集、通信和监控的方案及相关的电子部件。
技术介绍
已有的交通车辆管理系统大多基于多芯片系统来实现，其主要缺点在于集成度低-要由多个通用芯片来构成，因此导致可靠性差；难于保密-由于不是专门的独特设计，给不法分子以可乘之机；电源功耗大-由于采用通用芯片，难以将功耗降得很低，所以大多无法利用微型电池供电；实际安装困难-对车辆的改动大，以致于影响其应用价值和可行性。已有的交通车辆管理系统大多基于红外线或无线电的单一模式来实现。红外型电子牌照技术无需占用有限的无线频率资源，保密性较好，方向性强，但检测的角度受到限制，故适合于单一方向的小范围的场合，如固定车道、路桥、隧道、收费口、停车场出入口，可给出进入或驶出的信息。其缺点是不利于在大场合应用或有障碍物阻挡的场所。无线型电子牌照技术与红外型相比，其传输距离远，检测的角度也基本不受限制，使其适用于大流量的场合，如广场和大路口。其缺点是需要占用无线电频率资源，并造成无线电环境躁声污染，发射和接收的方向性差，以致难以应用在停车场等场所。
技术实现思路
本专利技术采用单芯片集成系统(SOC)的专用集成电路(ASIC)技术，是针对于电子车牌的专门设计。除天线与红外发射与接收管外，电子车牌的所有有源部分由一个单芯片集成系统(SOC)的专用集成电路(ASIC)完成，因此系统的面积小而且功耗低，大大地提高了可靠性和保密性，同时降低了系统成本；集成的单芯片系统包括无线和红外收发器、电源启动控制、微处理器和ID编码区。由于功耗低，因此可利用微型电池供电，易于独立安装使用。本专利技术的另一重要特点是无线红外双模式系统，克服了上述单一模式的缺点，可有4种接受与发射方式红外-无线、红外-红外、无线-无线、无线-红外。所以在应用中更加灵活，应用的范围更加广泛。本专利技术除了在通信上采用无线红外双模式，在功能上支持4种操作模式报告模式、查询模式、寻呼模式、搜索模式。在对无线电频率资源的使用方面，本专利技术做到了带宽和发射功率的最佳动态管理，最合理地利用有限的无线电频率资源，并将无线电环境躁声污染降到最小。本专利技术提出的动态无线红外双模式智能交通车辆管理系统正是针对交通管理、车辆管理、治安管理和收费管理的一个普遍的有效的解决方案。附图说明图1-动态无线红外双模式智能交通车辆监管系统的结构可见2-无线红外双模式电子车牌的安装和防拆卸方法示意3-无线红外双模式电子车牌方框4-电源启动控制方法示意5-无线及红外发送及接收数据结构例6-报告模式的时间流7-集信基站结构方框8-搜索模式时通过改变功率大小改变覆盖半径示意图 具体实施例方式1动态无线红外双模式智能交通车辆监管系统的结构动态无线红外双模式智能交通车辆监管系统的结构可见图1.动态无线红外双模式智能交通车辆监管系统可应用于城市和非城市的交通和车辆的管理，方法是在需要管理和监控的场合设立集信基站。集信基站包括无线集信基站101或红外集信基站102，或两者的结合。集信基站通过无线或红外方式与安装在汽车前端或后端的无线红外双模式电子车牌106通信，获取车辆牌照和其它有关用户信息，并转发交通信息给车辆驾驶员。集信基站与城区中若干个分控中心104通过无线或有线通信方式相联系，而分控中心104又与城市交通车辆管理中心105以无线或有线通信方式相联系。无线集信基站101主要应用于各种无方向性要求的大小交通路口、广场、高速公路，覆盖直径正常工作时一般在5至200米，但在特殊工作模式时最大可达到数千米。红外集信基站102和一个或多个红外发射接收器107相连接，主要应用于有方向性要求的小的单向进出口，如固定车道检查站、桥梁、隧道、停车场等收费管理场所，覆盖直径正常工作时一般在10米以内，但在特殊工作模式时最大可达到数百米。二者的有机配合解决了单一模式有时无法解决的问题如红外模式不能覆盖大的交通路口、广场；如无线模式难于判别停车场内或外的问题。流动检查器103具有与集信基站相似的硬件设备，可使用无线红外双模式工作，并具有车牌文字和数字图象识别功能。流动检查器103可被车载或人携，或安装在飞行器上。当流动检查器103处于某个无线集信基站101覆盖区域的驶出方向，可自动检测当前状况和监听该区域所有通过车辆的无线牌照报告，并可对当前无线集信基站101无线通信进行查询。如流动检查器103数字图象识别出的车辆牌照号码无法与相应的无线牌照报告匹配，即认为该车辆牌照非法。在查询模式时，流动检查器可利用大功率红外发光管或强力激光红外发射枪，定向启动某辆车的电子车牌，强令其发送车牌号码的查询应答码。无车牌号码或无查询应答码，即认为该车辆牌照非法，会自动发出报警信号，提醒警务人员进一步追踪查核。在停车场等收费管理场所，流动检查器103可用小功率无线模式，要求所覆盖的局部区域中所有车辆自动报告牌照，也可用红外模式核查某车辆。在此状况下，车辆电子车牌报告牌照的模式，可以是无线或红外，由流动检查器103发出的指令决定。固定车道检查站108的职能是检查所有过往车辆牌照的功能和真伪。在每个固定车道安装一个红外发射接收器107和一个红外车辆记数装置、自动报警及处理装置。当有车辆经过则触发红外车辆记数装置，而在规定时间内无合法的牌照报告，则认定是非法牌照或失效牌照，并禁止使用此牌照的车辆通过检查站。分控中心104和城市交通车辆管理中心105，根据所获取车辆牌照和地域编码和通过时间，形成车辆行驶记录，并以数据库形式存档。在全国范围内，城市交通车辆管理中心105可通过互联网查核任何车辆信息。城市交通车辆管理中心105是交通管理的通信、调度、监控、协调指挥枢纽，可分级分区设置。主区域控制中心下辖多个分控制中心，分控中心按照不同的区域平行设置。控制中心之间可以相互交换数据，可实现交通车辆跨区域的管理、调度与协调。分控中心的设置应该根据交通道路主次、道路密度及道路的交通密度来设置。可以参考地域无线通信网络基站的分布，合理设立分控中心，因地制宜地设计宽带网络或光缆环路连接基站、分控中心及主控中心。集信基站与分控中心或城市交通管理控制中心进行数据通信的速率较低，一般应在64kb/s以下。2无线红外双模式电子车牌106本无线红外电子车牌具有功能可靠，无需维护，安装简单，防拆卸和报警的特点，易于推广应用。无线红外双模式电子车牌106的安装和防拆卸方法见图2，其内部的方框图见图3。电路由天线200、无线发射机205、无线接收机206、红外发射和接收光管212、载频及红外光检测器201、锁相时钟产生器208、电源启动控制器202、微处理机单元209、ID码区210、时间计数器203和3个寄存器及微型电池214构成。3个寄存器分别为虚拟地址寄存器204、功率控制寄存器211和码率控制寄存器213，它们和时间计数器203一起直接与电源连接，而不受电源启动控制202的输出矢量控制。无线红外双模式电子车牌106和集信基站的随机通信方式分为下行和上行两信道其特征在于由集信基站到电子车牌的下行信道为广播信道；电子车牌到集信基站的上行信道为车牌报告信道，采用一种新的动态的定时隙多用户随机共用信道(slotted ALOHA)模式。上行信道将时间分为m个时隙，每辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用单芯片集成系统（ＳＯＣ）和专用集成电路（ＡＳＩＣ）技术的电子车牌，其特征在于：除红外发射与接收管外，该电子车牌内的所有有源部分由一个单芯片系统集成（ＳＯＣ）的专用集成电路（ＡＳＩＣ）完成，具有面积小，功耗低和难以分解等优点，从而提高了可靠性和保密性，降低了系统成本；该集成单芯片系统包括无线和红外收发器，电源启动控制，微处理器和ＩＤ编码区；可用加密软件控制激光刻写ＩＤ编码区，并通过联网进行车辆数据和刻写者签名的备案。由于无法私自更改ＩＤ编码，可保证车牌编码和车辆身份的唯一性。该电子车牌可安装在车辆的任何部位，包括前端或后端，并受坚硬的金属外壳保护。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：慕丰浩，袁及人，许刚，
申请(专利权)人：慕丰浩，袁及人，许刚，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]