一种车载单元装置的制作方法

本实用新型涉及一种车载单元装置，尤其涉及一种单片式、低功耗和具有多种支付方式的车载单元装置。

背景技术：

随着信息技术的发展和国家大力推广ETC应用，OBU的普及率逐渐走高，ETC车道的数量不断增加，未来收费模式将逐步过渡到完全ETC收费模式，人工收费作为应急收费场景存在，有必要进一步提高ETC车道装置的通行效率和车载单元的使用便利化，包括单片式、小型化、低功耗、移动支付等要求。

现有的电子不停车收费模式中采用“先扣费、后通行”的交易模式，采用的车载单元装置为双片式OBU,兼容了ETC收费和人工收费模式，适应我国ETC的发展历程。

双片式OBU在使用过程中，存在卡片丢失、卡片失效、余额不足、电量不足等情况，在一定程度上影响了ETC车道的通行效率；采用分体设计也增加了电量损耗，减少了设备使用寿命；另外现有双片式OBU采用储值卡或记账卡，不支持移动支付等多种新兴支付方式。

针对上述问题，本实用新型车载单元装置由于利用多种能量收集方式来补充电量，采用低功耗的电路状态管理，以及集成电路设计等措施，从而实现了设备的小型化，降低电路功耗，达到延长产品使用寿命的目的；由于内置电子钱包，同时可以绑定其它账号，从而实现多种方式支付以及“先通行，后扣费”的快速通行交易模式，能够减少车道交易失败率，提高了车道通行效率。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本实用新型提供一种车载单元装置，包括处理器结构、数据传输结构和人机接口，其特征在于，还包括安全结构和能源管理结构，所述安全结构可以实现多种方式支付，所述处理器结构分别与所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构、所述人机接口电性连接。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述能源管理结构包括硬件部分和软件部分。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述硬件部分包括电量检测单元、电池、能量收集单元和有线接口，所述有线接口和所述能量收集单元与所述电池连接，所述电池与所述电量检测单元连接，所述电量检测单元和所述电池与所述处理器结构电性连接，所述软件部分包括唤醒-休眠感知单元和自适应工作频率单元。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述唤醒-休眠感知单元通过所述处理器结构控制所述硬件部分工作，所述自适应工作频率单元通过所述处理器结构调整所述硬件部分的工作频率。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述有线接口通过连接线与外界电源连接。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述安全结构包括防拆卸电路、电子钱包、SE加密认证单元、ESAM加密认证单元，所述安全结构包括电子钱包和绑定账号两种交易模式。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述数据传输结构包括ETC微波通信单元、蓝牙通信单元和有线接口。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述人机接口包括扬声器和红绿LED。

与现有技术相比较，本实用新型车载单元装置具有以下有益效果：利用多种能量收集方式补充电量，采用低功耗的电路状态管理以及集成电路设计等措施，实现了设备小型化、降低电路功耗、延长产品使用寿命的目的；由于内置电子钱包，同时可以绑定其它账号，从而实现多种方式支付，并实现“先通行，后扣费”的快速通行交易模式，并能够减少车道交易失败率，提高车道通行效率。

附图说明

图1为本实用新型车载单元装置优选实施例的车载单元装置功能框图。

图2为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述能源管理结构示意图。

图3为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述车载单元电路状态转换示意图。

图4为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述安全结构示意图。

图5为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述数据传输结构示意图。

图6为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述人机接口结构示意图。

具体实施方式

本实用新型车载单元装置主要适用于各种ETC收费。

OBU：即On board Unit的缩写，直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术，与RSU进行通讯的微波装置。在ETC装置中，OBU放在车上，路边架设路测单元(RSU-Road Side Unit)，相互之间通过微波进行通讯，车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯。

RSU：是Road Side Unit的英文缩写，直译就是路侧单元的意思，是ETC装置中，安装在路侧，采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术，与车载单元(OBU，On Board Unit)进行通讯，实现车辆身份识别，电子扣分的装置。

ETC：是(Electronic Toll Collection)的英文缩写，不停车收费装置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车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，扣取用户卡上的金额或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。

参考图1、图2、图3、图4、图5、图6，下文将详细描述本实用新型车载单元装置。

本实施例中的一种车载单元装置，包括处理器结构、数据传输结构和人机接口，其特征在于，还包括安全结构和能源管理结构，所述安全结构可以实现多种方式支付，所述处理器结构分别与所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构、所述人机接口电性连接，如图1所示，所述处理器结构是车载单元电路的核心，主要功能有外围设备的硬件监测、工作参数配置、能源管理、ETC交易逻辑、人机提示等。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述能源管理结构包括硬件部分和软件部分。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述硬件部分包括电量检测单元、电池、能量收集单元和有线接口，所述有线接口和所述能量收集单元与所述电池连接，所述电池与所述电量检测单元连接，所述电量检测单元和所述电池与所述处理器结构电性连接，所述软件部分包括唤醒-休眠感知单元和自适应工作频率单元，如图2所示，所述能量收集单元采用多种方式收集能量并储存于电池中，包括太阳能面板将太阳能转化为电能；所述振动能量收集器利用法拉第电磁感应原理将汽车行驶过程中的振动能量转化为电能等方式；所述电池采用可充电电池，储存收集的电能，所述电量检测单元用于检测电池电量，并根据阈值对所述电池的剩余电量进行预警提示。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述唤醒-休眠感知单元通过所述处理器结构控制所述硬件部分工作，所述自适应工作频率单元通过所述处理器结构调整所述硬件部分的工作频率，所述唤醒-休眠机制单元在充分感知ETC的交易流程的前提下，通过所述唤醒-休眠方式控制所述硬件部分的电路在适当的时间内工作，其余时间则休眠或关闭状态，当任务需要快速处理时，所述唤醒-休眠感知单元紧急唤醒所述硬件部分工作，所述自适应工作频率单元提高所述硬件部分的电路的工作频率，最快时间完成交易流程；反之，所述自适应工作频率单元通过降低所述硬件部分的电路的工作频率，将所述硬件部分的电路置换成低功耗模式，是所述唤醒-休眠机制单元的优化补充措施，能够进一步降低电量损耗，既不影响交易时间，又降低电量损耗，车载单元电路状态转换如图3所示，实现本实用新型车载单元装置的低功耗的功能。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述有线接口通过连接线与外界电源连接，所述有线接口在承担数据通信的同时，承担着外部充电功能，通过所述连接线为车载单元充电，作为车载单元的应急充电的方法，可以最大化的提高用户的便利性。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述安全结构包括防拆卸电路、电子钱包、SE加密认证单元、ESAM加密认证单元，如图4所示，所述安全结构包括电子钱包和绑定账号两种交易模式，实现本实用新型车载单元装置的多种支付方式的功能。所述防拆卸电路通过检测机械开关的状态，判断OBU是否被拆卸，并将拆卸状态标识于是所述ESAM加密认证单元内；所述电子钱包承担虚拟用户卡功能，进行电子收费交易；所述ESAM加密认证单元作为OBU合法性验证的载体，承担RSU与OBU双向有效性验证的功能；所述SE加密认证单元主要提供互联网在线充值、查询等过程的安全认证服务。所述安全结构主要完成OBU合法性验证，以及电子收费交易、充值功能，在所述电子钱包交易模式下，通过对所述电子钱包单元的初始化设置及发行，使所述电子钱包具备用户卡属性，在使用过程中与双片式OBU流程相同；绑定账号交易模式下，通过在线对所述ESAM加密认证单元进行账号绑定，在不使用所述电子钱包的情况下，支持第三方支付，实现本实用新型车载单元装置的“先通行，后扣费”的功能，提高车道通行效率。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述数据传输结构包括ETC微波通信单元、蓝牙通信单元和有线接口，如图5所示，所述ETC微波通信单元电路采用集成收发一体式芯片并内置唤醒电路，通过板载天线与RSU进行通信，完成ETC交易流程；所述蓝牙通信单元通过与手机的连接提供查询、充值、工作参数设置等功能，所述数据传输结构主要完成与RSU的基于DSRC的专用短程通信、与手机的蓝牙连接提供互联网服务、程序的在线升级与更新，程序的在线升级与更新方式有无线方式、互联网方式、有线方式等，无线方式通过DSRC专用短程通信，互联网方式通过蓝牙通信，有线方式通过串口、USB等物理接口通信。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述人机接口包括扬声器和红绿LED，如图6所示，所述扬声器进行语音提示，所述红绿LED进行视觉提示，提示信息包括交易状态、标识信息、电量水平、充电状态、交易过程等。

与现有技术相比较，现有的电子不停车收费模式中采用“先扣费、后通行”的交易模式，采用的车载单元装置为双片式OBU,兼容了ETC收费和人工收费模式，但是存在卡片丢失、卡片失效、余额不足、电量不足等情况，在一定程度上影响了ETC车道的通行效率；采用分体设计也增加了电量损耗，减少了设备使用寿命；另外现有双片式OBU采用储值卡或记账卡，不支持移动支付等多种新兴支付方式，本实用新型车载单元装置采用单片式、小型化、低功耗的电路设计，以及具有多种支付方式的安全结构设计。本实用新型车载单元装置具有以下有益效果：利用多种能量收集方式补充电量，采用低功耗的电路状态管理以及集成电路设计等措施，实现了设备小型化、降低电路功耗、延长产品使用寿命的目的；由于内置电子钱包，同时可以绑定其它账号，从而实现多种方式支付，并实现“先通行，后扣费”的快速通行交易模式，并能够减少车道交易失败率，提高车道通行效率。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。