可遠距離無線充電的etc車載電子標簽的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種可遠距離無線充電的ETC車載電子標簽。包括：微控制器、微波收發器、存儲器模塊、電源模塊，其特征是，還包括無線電源接收模塊、無線電源發射模塊。無線電源發射模塊與外部電源相連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉換為電磁波。本實用新型在傳統車載電子標簽基礎上，增加了無線電源接收模塊和無線電源發射模塊，使用戶隨時遠距離為車載電子標簽充電，相比太陽能電池充電方案，大大減少了充電條件限制，可以有效延長車載電子標簽的使用壽命。
【專利說明】 可遠距離無線充電的ETC車載電子標簽
【技術領域】
[0001]本實用新型關于高速公路的電子收費【技術領域】，具體的講是一種可用無線充電方式延長使用壽命的ETC車載電子標簽。
【背景技術】
[0002]高速公路電子收費(ETC Electronic Toll Collect1n)系統又稱為不停車收費系統。ETC系統采用專用短程無線通信(DSRC dedicated Short-Range Communicat1n)技術來完成整個收費過程，以使車輛在整個收費過程中保持行駛狀態而不用停車。
[0003]ETC車載電子標簽設備是為實現ETC功能而在車輛中安裝的設備。因國標規定，ETC車載電子標簽設備需具備防拆卸功能，一經拆卸，需在內置存儲器中寫入拆卸標志，并喪失原有ETC功能，所以該設備在不通過ETC通道時也需要電源維持防拆卸檢測電路正常工作。同時，國標又要求ETC車載電子標簽設備的平均免維護時間大于2年。
[0004]現有的車載電子標簽設備大多采用內置一次性鋰電池附加太陽能電池向可充電電容充電的供電方案。內置一次性鋰電池電量有限，而對于經常停放在地下停車場等光線不充足區域或經常夜間行車的車輛，太陽能電池充電作用也相當有限，不能夠達到延長使用壽命的目的。另外，由于車載電子標簽設備安裝在車輛前擋風玻璃內側，如果使用車載電源以有線方式為設備補充電能，引線會對駕駛員視線產生不利影響，造成安全隱患。
實用新型內容
[0005]本實用新型在傳統車載電子標簽基礎上，增加了無線電源接收模塊和無線電源發射模塊，使用戶隨時可為車載電子標簽充電，相比太陽能電池充電方案，大大減少了充電條件限制，可以有效延長車載電子標簽的使用壽命。
[0006]為實現上述目的，本實用新型包括微控制器、微波收發器、存儲器、電源模塊，還包括無線電源接收模塊、無線電源發射模塊。
[0007]所述的無線電源接收模塊和電源模塊連接，接收從所述的無線電源發射模塊發送出的電磁波，并將電磁波轉換為直流電，為所述電源模塊中的可充電儲能元件充電，當可充電儲能元件充滿電后，無線電源接收模塊停止向其充電。
[0008]所述的無線電源發射模塊和外部電源連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉換為所述的無線電源接收模塊可接收的電磁波。所述外部電源優先選用車載電源。
[0009]所述的無線電源接收模塊和無線電源發射模塊，其特征是，無線電源發射模塊包括電磁波產生電路和發射線圈；無線電源接收模塊包括接收線圈和信號采集電路。發射線圈上攜帶的電磁波通過磁共振使接收線圈產生電壓，產生的電壓用于對ETC車載電子標簽的可充電儲能元件進行充電。無線電源發射模塊和無線接收模塊之間的放置距離在20cm內可以良好工作，在大于20cm時仍然可以保持正常工作，向ETC車載電子標簽的可充電儲能元件提供的充電電流大于10mA。
[0010]本實用新型還可以包括IC卡操作模塊和人機界面。所述的微控制器操作微波收發器、IC卡操作模塊、人機界面、存儲器模塊，由電源模塊供電，實現高速公路ETC不停車收費功能。
[0011]所述的微波收發器與微控制器連接，在車輛通過ETC車道時用于接收ETC路側設備發送的符合DSRC協議的下行數據幀，處理為基帶信號后傳輸給所述的微控制器，并且將微處理發送的上行基帶數據處理為微波信號發射到路側設備。
[0012]所述的存儲器與微控制器連接，用于存儲相關數據。
[0013]所述的人機界面與微控制器連接，用于顯示電池電量狀態及消費信息。
[0014]所述的電源模塊為車載電子標簽提供電能，其內部包含可充電儲能元件，還可包括一次電池和(或)太陽能電池充電模塊。
[0015]本實用新型的有益效果是，采用無線方式，利用外部電源為ETC車載電子標簽充電，相比太陽能電池充電方式，減少了充電條件限制，加快了充電速度，而且不用連接線纜到前擋風玻璃上的車載電子標簽，不影響駕駛員視線，無安全隱患，是一種穩定、高效、安全、便捷的充電方式，可有效延長設備使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一種實施例的原理結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]圖1為本實用新型的一種實施例的原理結構示意圖，包括如下幾個模塊:微控制器106、微波收發器105、IC卡操作模塊108、存儲器107、人機界面109、電源模塊104、無線電源接收模塊103、無線電源發射模塊102。
[0019]所述的微波收發器105接收符合DSRC協議的通信空中數據幀，處理為基帶信號后傳輸給所述的微控制器106，微控制器106對數據幀進行解析、處理，產生回復數據通過微波收發器105發送給路側設備，完成ETC交易流程。
[0020]所述的IC卡操作模塊108受微控制器106控制，在交易過程中對卡片進行認證、扣款、讀取余額或其它信息等操作。
[0021]所述的存儲器107中存儲不停車收費交易的消費記錄，以及其它相關信息。
[0022]所述的人機界面109模塊顯示電池電量狀態、消費信息等。
[0023]所述的電源模塊104為車載電子標簽提供電能，其內部包含可充電電容，一次鋰電池和太陽能電池充電模塊；
[0024]所述的無線電源接收模塊103和電源模塊104連接，接收從無線電源發射模塊102發送出的電磁波，并將電磁波轉換為直流電，為所述電源模塊104中的可充電儲能元件充電，當可充電儲能元件充滿電后，無線電源接收模塊103停止向其充電。
[0025]優選地，所述的無線電源接收模塊103包含于車載電子標簽本體內部。作為另外一種實施方式，所述的無線電源接收模塊103還可以獨立于車載電子標簽本體外部，與車載電子標簽本體之間通過供電接口連接。[0026]所述的無線電源發射模塊102和車內電源連接，放置在車內電源接口附近，由車內12V或24V直流電源提供電能，并將部分電能轉換為所述的無線電源接收模塊103可接收的電磁波。
[0027]所述的無線電源發射模塊102和無線電源接收模塊103之間采用磁共振方式傳輸電磁波能量，與磁感應能量傳輸方式相比，此方式無需將發射模塊和接收模塊緊貼并精確對準，可以相距20cm以上，更適用于車載電子標簽的使用環境。
[0028]在需要對本實施例所述車載電子標簽進行充電時，只需將無線電源發射器與外部電源101連接即可，充滿電時無線電源發射器和無線電源接收器即進入低功耗待機狀態。車載電子標簽的人機界面109會顯示電池電量狀態。
[0029]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種可遠距離無線充電的ETC車載電子標簽，包括微控制器、電源模塊、微波收發器、存儲器模塊，其特征是，還包括無線電源接收模塊和無線電源發射模塊，所述的無線電源發射模塊與外部電源相連接，由外部電源提供電能，并將部分電能轉換為電磁波；所述的無線電源接收模塊，與所述的電源模塊連接，接收從所述的無線電源發射模塊發送出的電磁波，并將電磁波轉換為直流電，為所述電源模塊充電。
2.根據權利要求1所述的一種可遠距離無線充電的ETC車載電子標簽，其特征是，所述的無線電源發射模塊包括電磁波產生電路和發射線圈；無線電源接收模塊包括接收線圈和信號采集電路；發射線圈上攜帶的電磁波通過磁共振使接收線圈產生電壓，產生的電壓用于對ETC車載電子標簽的可充電儲能元件進行充電；無線電源發射模塊和無線接收模塊之間的放置距離在20cm內可以良好工作，在大于20cm時仍然可以保持正常工作，向ETC車載電子標簽的可充電儲能元件提供的充電電流大于10mA。
3.根據權利要求1所述的ETC車載電子標簽，其特征是，還可以包括IC卡操作模塊和人機界面，所述的微控制器與微波收發器、IC卡操作模塊、人機界面和存儲器模塊連接，控制各模塊，實現高速公路ETC不停車收費功能。
【文檔編號】G06K19/07GK203825650SQ201320863148
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】楊嬋, 王開然, 馬戎戎, 劉金福 申請人:北京萬集科技股份有限公司