一种高速公路不停车收费系统用车载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高速公路不停车收费系统用车载装置，包括MCU控制单元，以及分别与所述MCU控制单元连接的DSRC微波通信单元、高频读卡单元、ESAM加密模块、IC卡插卡触发模块、人机界面模块、USB接口模块和电源管理模块。本实用新型专利技术所述高速公路不停车收费系统用车载装置，可以克服现有技术中结构复杂、功能少和性价比低等缺陷，以实现结构简单、功能多和性价比高的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能交通
，具体地，涉及一种高速公路不停车收费系统用车载装置。
技术介绍
电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，简称ETC），是指车辆在通过收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信息写入（入口）并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金（出口），是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。ETC专用车道，是给那些装了ETC车载器的车辆使用的，采用电子收费方式。电子不停车收费系统，是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC专用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。我国高速公路收费系统随着高速公路的建设也有了很大的发展。十多年来，高速公路收费系统已经由全面引进阶段逐步过渡到自主开发与引进相结合的阶段。主要体现在按区域联网收费、按线路联网收费、采用高新科学技术提高收费管理手段三个方面。随着跨省市国道主干线高速公路网络的逐步形成，社会对收费系统的技术要求将会越来越高，自动化程度较高的收费技术必然逐步取代传统的人工作业方式，ETC技术会在适宜的路段里得到采用。很多高速公路收费站的通行能力不能满足交通高峰期的需要，目前有两个选择：一是扩建收费站，二是改建ETC车道。而实施ETC车道显然要好于扩建收费站。我国很多城市的城间往返交通流量很大、交通流密度很高，这就要求道路服务水平也要满足需求，实施不停车的、车辆高速通行的ETC收费的需求是客观存在的，是毋庸置疑的。能够兼容IC卡收费和ETC电子收费的两片式电子标签及其组合式电子收费技术方案将成为公路网自动化收费技术发展的探索和关注焦点。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在结构复杂、功能少和性价比低等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种高速公路不停车收费系统用车载装置，以实现结构简单、功能多和性价比高的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种高速公路不停车收费系统用车载装置，包括MCU控制单元，以及分别与所述MCU控制单元连接的DSRC微波通信单元、高频读卡单元、ESAM加密模块、IC卡插卡触发模块、人机界面模块、USB接口模块和电源管理模块；其中：所述MCU控制单元，用于完成所述DSRC微波通信单元的收发控制信号的产生、收发信号的解析与编码、工作模式的转换和DSRC协议的实现，用于与高频读卡单元的信息交互、以及与ESAM加密模块的数据交换，以及用于对所述人机界面模块的驱动、对USB接口模块和电源管理模块的控制。进一步地，以上所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，还包括与所述MCU控制单元连接的防拆卸模块；所述防拆卸模块和MCU控制单元的中断端口相连接，用于将感应到的外部信号通过MCU控制单元的IO产生外部中断，以监测是否被非法拆卸。进一步地，所述防拆卸模块，包括与MCU控制单元连接的微动开关；所述微动开关作为对外接口，用于实现OBU的防拆卸功能。进一步地，以上所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，还包括与所述MCU控制单元连接的JTAG调试接口。进一步地，所述JTAG调试接口，包括6线标准JTAG接口；所述6线标准JTAG接口的TCK引脚、TMS引脚、TDO引脚、TDI引脚、RST引脚和GND引脚，分别与MCU控制单元连接。进一步地，所述MCU控制单元的微处理芯片，包括16位低功耗微控制器MSP430F5418A；和/或，所述DSRC微波通信单元，包括微波射频收发芯片BK5822；和/或，所述高频读卡单元的读卡器芯片，包括读卡器芯片RC522；和/或，所述ESAM加密模块，包括握奇公司开发的ESAM应用模块；和/或，所述IC卡插卡触发模块，包括既能完成对双界面CPU卡的接触式部分的识别、又能完成对卡片插入状态的检测的IC卡卡槽；和/或，所述人机界面模块，包括128*64点阵绘图型液晶显示模块；和/或，所述USB接口模块，包括转换芯片CP2102，所述转换芯片CP2102用于实现USB转串口的功能。进一步地，所述电源管理模块，包括强光型太阳能充电模块、可充式锂离子电池和外接式充电器，以及分别与强光型太阳能充电模块、可充式锂离子电池和外接式充电器连接的电压转换模块。进一步地，所述电压转换模块，包括与人机界面模块连接的线性稳压器MIC3775，与其他用电设备连接的电压转换芯片，以及分别与所述线性稳压器MIC3775和电压转换芯片连接的过流、过温、欠压、过充、短路保护模块和电量过低报警模块。本技术各实施例的高速公路不停车收费系统用车载装置，由于包括MCU控制单元，以及分别与MCU控制单元连接的DSRC微波通信单元、高频读卡单元、ESAM加密模块、IC卡插卡触发模块、人机界面模块、USB接口模块和电源管理模块；可以应用于高速公路不停车收费系统，能按照国家标准，为用户提供一套相当完整的、高性价比的应用需求；从而可以克服现有技术中结构复杂、功能少和性价比低的缺陷，以实现结构简单、功能多和性价比高的优点。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1a、图1b为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置的工作原理示意图；图2a-图2h为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中MCU控制单元（图2g和图2h）、miniUSB接口模块（图2c）、防拆卸模块（图2a）、IC卡插卡触发模块（图2f）、JTAG调试接口（图2b）、人机界面接口（图2d和图2e）的电气原理示意图；图3a和图3b为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中5.8GHZ微波通信模块的原理示意图；图4为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中5.8G射频收发芯片状态转换图；图5a和图5b为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中高频读卡单元（图5b）和ESAM加密模块（图5a）的原理示意图；图6a和图6b为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中ESAM加密模块两级加密认证的流程示意图；图7a（太阳能、直流电输入模块）、图7b（MSP430\\BK5822\\RC522供电模块）、图7c（电源管理模块）和图7d（LCD供电模块）为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中电源管理模块的电气原理示意图；图8为本技术高速公路不停车收费系统用车载装置中电源供电的工作原理示意图。具体实施方式...

【技术保护点】
一种高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，包括MCU控制单元，以及分别与所述MCU控制单元连接的DSRC微波通信单元、高频读卡单元、ESAM加密模块、IC卡插卡触发模块、人机界面模块、USB接口模块和电源管理模块；其中：所述MCU控制单元，用于完成所述DSRC微波通信单元的收发控制信号的产生、收发信号的解析与编码、工作模式的转换和DSRC协议的实现，用于与高频读卡单元的信息交互、以及与ESAM加密模块的数据交换，以及用于对所述人机界面模块的驱动、对USB接口模块和电源管理模块的控制。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，包括MCU控制单元，以及分别与所述MCU控制单元连接的DSRC微波通信单元、高频读卡单元、ESAM加密模块、IC卡插卡触发模块、人机界面模块、USB接口模块和电源管理模块；其中：
所述MCU控制单元，用于完成所述DSRC微波通信单元的收发控制信号的产生、收发信号的解析与编码、工作模式的转换和DSRC协议的实现，用于与高频读卡单元的信息交互、以及与ESAM加密模块的数据交换，以及用于对所述人机界面模块的驱动、对USB接口模块和电源管理模块的控制。
2.根据权利要求1所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，还包括与所述MCU控制单元连接的防拆卸模块；所述防拆卸模块和MCU控制单元的中断端口相连接，用于将感应到的外部信号通过MCU控制单元的IO产生外部中断，以监测是否被非法拆卸。
3.根据权利要求2所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，所述防拆卸模块，包括与MCU控制单元连接的微动开关；所述微动开关作为对外接口，用于实现OBU的防拆卸功能。
4.根据权利要求1所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，还包括与所述MCU控制单元连接的JTAG调试接口。
5.根据权利要求4所述的高速公路不停车收费系统用车载装置，其特征在于，所述JTAG调试接口，包括6线标准JTAG接口；所述6线标准JTAG接口的TCK引脚、TMS引脚、TDO引脚、TDI引脚、RST引脚和GND引脚，分别与M...

【专利技术属性】
技术研发人员：文瑞铭，
申请(专利权)人：无锡昶达信息技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：