本發(fā)明涉及ETC收費(fèi)系統(tǒng)，尤其涉及一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信單元及通信方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)的正在大力建設(shè)ETC系統(tǒng)。作為ETC系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，車載OBU通常采用帶電池的ETC卡機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)，這個ETC卡機(jī)會搭載一個5.8G的無線模塊，對于無線模塊而言，其低功耗設(shè)計(jì)是非常重要的，無線模塊將直接影響ETC卡機(jī)的使用壽命，以及用戶的使用體驗(yàn)。但是現(xiàn)有的通信方式下，ETC卡機(jī)是實(shí)時監(jiān)聽的，其真正起到作用的階段是進(jìn)入高速公路以后，而汽車多數(shù)情況下行駛于高速公路以外的區(qū)域，由于ETC卡機(jī)實(shí)時監(jiān)聽，則導(dǎo)致其一直處于高功耗狀態(tài)，不僅浪費(fèi)電能，而且影響ETC卡機(jī)的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)，并且能降低ETC卡機(jī)的功耗，進(jìn)而節(jié)省電能、提高ETC卡機(jī)使用壽命的低功耗通信單元及通信方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信單元，包括有發(fā)卡機(jī)、收卡機(jī)和ETC卡機(jī)，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)分別設(shè)于高速公路的入口處和出口處，所述ETC卡機(jī)安裝于汽車上，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)分別包括有射頻讀頭設(shè)備，所述ETC卡機(jī)包括有射頻電子開關(guān)、主控芯片和無線收發(fā)模塊，其中：所述射頻電子開關(guān)用于：當(dāng)其被發(fā)卡機(jī)的射頻讀頭設(shè)備讀取到時，向主控芯片發(fā)出中斷觸發(fā)指令；當(dāng)其被收卡機(jī)的射頻讀頭設(shè)備讀取到時，向主控芯片發(fā)出休眠指令；所述主控芯片用于：當(dāng)其接收到中斷觸發(fā)指令時，啟動無線收發(fā)模塊，并利用所述無線收發(fā)模塊與發(fā)卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；當(dāng)其接收到休眠指令時，先利用所述無線收發(fā)模塊與收卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊，之后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述射頻讀頭設(shè)備為13.56MHz射頻讀頭，所述射頻電子開關(guān)為13.56MHz射頻電子開關(guān)。

優(yōu)選地，所述無線收發(fā)模塊為5.8GHz通信模塊。

優(yōu)選地，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)之間設(shè)有中途5.8GHz讀頭設(shè)備，所述中途5.8GHz讀頭設(shè)備用于與所述無線收發(fā)模塊交互通信，以監(jiān)聽ETC卡機(jī)在行車過程中的數(shù)據(jù)。

一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信方法，該方法基于一通信單元實(shí)現(xiàn)，所述通信單元包括有發(fā)卡機(jī)、收卡機(jī)和ETC卡機(jī)，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)分別設(shè)于高速公路的入口處和出口處，所述ETC卡機(jī)安裝于汽車上，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)分別包括有射頻讀頭設(shè)備，所述ETC卡機(jī)包括有射頻電子開關(guān)、主控芯片和無線收發(fā)模塊，所述方法包括如下步驟：步驟S1，當(dāng)所述射頻電子開關(guān)被發(fā)卡機(jī)的射頻讀頭設(shè)備讀取到時，向主控芯片發(fā)出中斷觸發(fā)指令；步驟S2，所述主控芯片接收到中斷觸發(fā)指令后，啟動無線收發(fā)模塊，并利用所述無線收發(fā)模塊與發(fā)卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；步驟S3，當(dāng)所述射頻電子開關(guān)被收卡機(jī)的射頻讀頭設(shè)備讀取到時，向主控芯片發(fā)出休眠指令；步驟S4，所述主控芯片接收到休眠指令后，先利用所述無線收發(fā)模塊與收卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊，之后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述射頻讀頭設(shè)備與射頻電子開關(guān)基于ISO14443-typeA協(xié)議通信。

優(yōu)選地，所述發(fā)卡機(jī)和收卡機(jī)之間設(shè)有中途5.8GHz讀頭設(shè)備，所述無線收發(fā)模塊為5.8GHz通信模塊，所述中途5.8GHz讀頭設(shè)備用于與所述無線收發(fā)模塊交互通信，以監(jiān)聽ETC卡機(jī)在行車過程中的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述步驟S2中，所述主控芯片與發(fā)卡機(jī)完成數(shù)據(jù)交互之后，所述主控芯片進(jìn)入休眠狀態(tài)，所述無線收發(fā)模塊進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)所述無線收發(fā)模塊監(jiān)聽到中途5.8GHz讀頭設(shè)備發(fā)出的5.8GHz信號時，向主控芯片發(fā)送喚醒指令，當(dāng)所述主控芯片接收喚醒指令后，利用無線收發(fā)模塊與中途5.8GHz讀頭設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

優(yōu)選地，所述主控芯片與中途5.8GHz讀頭設(shè)備完成數(shù)據(jù)交互后，所述主控芯片進(jìn)入休眠狀態(tài)，所述無線收發(fā)模塊進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)。

本發(fā)明公開的用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信單元及通信方法中，ETC卡機(jī)內(nèi)置有射頻電子開關(guān)，當(dāng)汽車行至高速公路的發(fā)卡機(jī)時，通過射頻讀頭設(shè)備發(fā)出開卡命令，射頻電子開關(guān)解析命令后發(fā)出中斷觸發(fā)指令至主控芯片，利用中斷喚醒主控芯片，使得無線收發(fā)模塊進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，并與發(fā)卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以令發(fā)卡機(jī)收集相關(guān)的行車數(shù)據(jù)。當(dāng)汽車要駛離高速公路出口時，再通過射頻讀頭設(shè)備發(fā)出收卡、結(jié)算命令，無線收發(fā)模塊與收卡機(jī)先進(jìn)行結(jié)算等數(shù)據(jù)交互，結(jié)算完成后關(guān)閉無線收發(fā)模塊，同時主控芯片進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了在高速公路行車過程中啟動ETC卡機(jī)，在駛離高速公路后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，進(jìn)而節(jié)省電能、提高ETC卡機(jī)使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明通信單元的組成框圖。

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中通信單元的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。

圖3為本發(fā)明通信方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作更加詳細(xì)的描述。

本發(fā)明公開了一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信單元，結(jié)合圖1和圖2所示，該通信單元包括有發(fā)卡機(jī)1、收卡機(jī)2和ETC卡機(jī)3，所述發(fā)卡機(jī)1和收卡機(jī)2分別設(shè)于高速公路的入口處和出口處，所述ETC卡機(jī)3安裝于汽車上，所述發(fā)卡機(jī)1和收卡機(jī)2分別包括有射頻讀頭設(shè)備4，所述ETC卡機(jī)3包括有射頻電子開關(guān)5、主控芯片6和無線收發(fā)模塊7，其中：

所述射頻電子開關(guān)5用于：當(dāng)其被發(fā)卡機(jī)1的射頻讀頭設(shè)備4讀取到時，向主控芯片6發(fā)出中斷觸發(fā)指令；當(dāng)其被收卡機(jī)2的射頻讀頭設(shè)備4讀取到時，向主控芯片6發(fā)出休眠指令；

所述主控芯片6用于：當(dāng)其接收到中斷觸發(fā)指令時，啟動無線收發(fā)模塊7，并利用所述無線收發(fā)模塊7與發(fā)卡機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；當(dāng)其接收到休眠指令時，先利用所述無線收發(fā)模塊7與收卡機(jī)2進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊7，之后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)。

上述通信單元中，為ETC卡機(jī)3內(nèi)置一個射頻電子開關(guān)5，當(dāng)汽車行至高速公路的發(fā)卡機(jī)1時，通過射頻讀頭設(shè)備4發(fā)出開卡命令，射頻電子開關(guān)5解析命令后發(fā)出中斷觸發(fā)指令至主控芯片6，利用中斷喚醒主控芯片6，使得無線收發(fā)模塊7進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，并與發(fā)卡機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以令發(fā)卡機(jī)1收集相關(guān)的行車數(shù)據(jù)。當(dāng)汽車要駛離高速公路出口時，再通過射頻讀頭設(shè)備4發(fā)出收卡、結(jié)算命令，無線收發(fā)模塊7與收卡機(jī)2先進(jìn)行結(jié)算等數(shù)據(jù)交互，結(jié)算完成后關(guān)閉無線收發(fā)模塊7，同時主控芯片6進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了在高速公路行車過程中啟動ETC卡機(jī)3，在駛離高速公路后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，進(jìn)而節(jié)省電能、提高ETC卡機(jī)使用壽命。

作為一種優(yōu)選方式，所述射頻讀頭設(shè)備4為13.56MHz射頻讀頭，所述射頻電子開關(guān)5為13.56MHz射頻電子開關(guān)。

本實(shí)施例中，所述無線收發(fā)模塊7為5.8GHz通信模塊。進(jìn)一步地，所述發(fā)卡機(jī)1和收卡機(jī)2之間設(shè)有中途5.8GHz讀頭設(shè)備8，所述中途5.8GHz讀頭設(shè)備8用于與所述無線收發(fā)模塊7交互通信，以監(jiān)聽ETC卡機(jī)3在行車過程中的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還公開一種用于ETC收費(fèi)系統(tǒng)的低功耗通信方法，結(jié)合圖1至圖3所示，該方法基于上述通信單元實(shí)現(xiàn)，所述方法包括如下步驟：

步驟S1，當(dāng)所述射頻電子開關(guān)5被發(fā)卡機(jī)1的射頻讀頭設(shè)備4讀取到時，向主控芯片6發(fā)出中斷觸發(fā)指令；

步驟S2，所述主控芯片6接收到中斷觸發(fā)指令后，啟動無線收發(fā)模塊7，并利用所述無線收發(fā)模塊7與發(fā)卡機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；

步驟S3，當(dāng)所述射頻電子開關(guān)5被收卡機(jī)2的射頻讀頭設(shè)備4讀取到時，向主控芯片6發(fā)出休眠指令；

步驟S4，所述主控芯片6接收到休眠指令后，先利用所述無線收發(fā)模塊7與收卡機(jī)2進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再關(guān)閉無線收發(fā)模塊7，之后進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)。

此外，還包括中途監(jiān)聽步驟，具體是指：所述發(fā)卡機(jī)1和收卡機(jī)2之間設(shè)有中途5.8GHz讀頭設(shè)備8，所述中途5.8GHz讀頭設(shè)備8用于與所述無線收發(fā)模塊7交互通信，以監(jiān)聽ETC卡機(jī)3在行車過程中的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，所述射頻讀頭設(shè)備4與射頻電子開關(guān)5基于ISO14443-typeA協(xié)議通信。

本實(shí)施例中，所述發(fā)卡機(jī)1和收卡機(jī)2之間設(shè)有中途5.8GHz讀頭設(shè)備8，所述無線收發(fā)模塊7為5.8GHz通信模塊，所述中途5.8GHz讀頭設(shè)備8用于與所述無線收發(fā)模塊7交互通信，以監(jiān)聽ETC卡機(jī)3在行車過程中的數(shù)據(jù)。

為了進(jìn)一步降低主控芯片6的能耗，所述步驟S2中，所述主控芯片6與發(fā)卡機(jī)1完成數(shù)據(jù)交互之后，所述主控芯片6進(jìn)入休眠狀態(tài)，所述無線收發(fā)模塊7進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)所述無線收發(fā)模塊7監(jiān)聽到中途5.8GHz讀頭設(shè)備8發(fā)出的5.8GHz信號時，向主控芯片6發(fā)送喚醒指令，當(dāng)所述主控芯片6接收喚醒指令后，利用無線收發(fā)模塊7與中途5.8GHz讀頭設(shè)備8進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)所述主控芯片6與中途5.8GHz讀頭設(shè)備8完成數(shù)據(jù)交互后，所述主控芯片6進(jìn)入休眠狀態(tài)，所述無線收發(fā)模塊7進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)。

本發(fā)明公開的通信單元及通信方法在優(yōu)選實(shí)施例中，在使用取卡時，通過13.56M讀頭發(fā)開卡命令，電子開關(guān)解析命令后開啟，輸出有效信號至MCU芯片，通過中斷喚醒MCU；MCU控制5.8G處于監(jiān)聽狀態(tài)，收集行車數(shù)據(jù)，記錄行車路程。在回收卡片時，再用13.56M讀頭發(fā)關(guān)卡命令，電子開關(guān)解析命令后關(guān)閉，中斷信號撤銷，ETC卡片進(jìn)入休眠。

以上所述只是本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)所做的修改、等同替換或者改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。