基于蓝牙技术的公路车辆无线收费装置制造方法及图纸

基于蓝牙技术的公路车辆无线收费装置。属于电通信技术领域，由车载蓝牙卡、车道固定端蓝牙检测器、车道管理微机及软件组成。使用本实用新型专利技术的积极效果是采用蓝牙无线收费，免现金、免找钱、免停车等待。能够提高交通部门的道路收费效率和路网通行能力，从根本上解决了传统停车收费效率较低和车辆排队拥挤的状况。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电通信
，具体涉及一种基于短距离无线数据通信的无线身份认证装置在公路收费管理系统中的应用。
技术介绍
现有的收费公路的收费装置是电脑人工收费系统，车辆驶过收费站的收费过程是停车，交费，记录，给收据，抬杆放行。此种收费方式，速度较慢，极大地影响了出入口收费站的通行能力，使收费站成为收费公路的瓶颈，经常发生堵车，甚至交通事故。随着国内的公路收费系统已构成一个庞大的网络和通行车辆的迅速增加，收费方式和管理手段越来越显得滞后。电子不停车收费系统是一个很好的解决方案，但目前仅限于IC卡的使用，没有从根本上解决问题。
技术实现思路
本技术的目的是采用蓝牙技术提供一种公路车辆无线收费装置，实现不停车收费、计费，克服现有公路收费技术和方式的不足。本技术由车载蓝牙卡、车道固定端蓝牙检测器、车道管理微机及软件组成。车载蓝牙卡由ROK 101 007蓝牙模块和微处理器组成，两者之间通过RS232方式进行连接，微处理器采用的是AT89C51，通过电平转化芯片MAX232与蓝牙硬件连接。车道固定端蓝牙检测器由ROK 101 007蓝牙模块、USB接口组成，USB接口和车道微机连接。车道微机管理软件由蓝牙设备地址的识别模块、连接模块、计费模块组成。本技术各部分的功能是1.车道固定端蓝牙检测器负责与车载蓝牙卡进行车辆移动情况下的无线连接并进行数据传输，完成车辆身份识别认证等功能。其工作量较大，稳定性和传输速度要求较高，因此采用USB接口和车道微机系统连接。在本专利技术中，将固定端蓝牙检测器安装在收费站中央车道位置，通过USB方式和车道微机系统连接，完成系统的初始化、点对点的连接及断开(车辆身份识别与计费等)、ACL数据的传输(向车辆返回计费信息与其他信息服务)等功能。2.车载蓝牙卡在靠近收费站进入连接范围内，被车道微机系统控制的固定端蓝牙检测器发现，并唤醒进入工作状态，与固定端检测器进行连接；进行车辆不停车身份认证、付费、接收并显示收费情况等；由于是车载设备，为降低功耗，增强保密性，通常情况下可以使系统处于休眠状态，周期性的进行检测。3.车道微机管理软件车道微机的信息管理系统可以使收费站工作人员通过微机显示器屏幕时时监测过路车辆的收费全过程，但所有工作几乎可以不需人工干预，软件自动完成收费、向车辆反馈收费信息、向远程计算机传输信息等。微机管理软件与USB数据传输系统紧密结合并协调其工作。使用本技术的积极效果是运用先进的蓝牙技术，实现了免人工、免现金、免找钱、免停车等待的收费方式，提高公路收费公司的管理水平和路网通行能力，解决了因停车收费排队而造成的道路拥挤状况。较现有的其他收费系统而言，成本大大降低，在未来的和现有系统改造中将极具竞争力。附图说明图1是基于蓝牙技术的公路车辆无线收费装置的整体原理方框图图2UART和PCM接口应用的系统框图图3RS232电平转换电路图4车载蓝牙卡的单片机控制原理框图图5USB驱动蓝牙模块的系统框图图6电平转换电路图7车道固定端蓝牙检测器程序流程图具体实施方式车道固定端蓝牙检测器车道固定端蓝牙检测器1负责与车载蓝牙卡进行车辆移动情况下的无线连接并进行数据传输，完成车辆身份识别认证等功能。其工作量较大，稳定性和传输速度要求较高，因此采用USB接口和车道微机系统连接。在本设计的实际应用中，将固定端蓝牙检测器安装在收费站中央车道位置，通过USB方式和车道微机系统连接，完成各项功能。(1)车道固定端蓝牙检测器USB硬件电路设计附图5为驱动蓝牙模块的系统框图，其中的host为PC机(即车道微机)。PC机通过USB驱动模块与蓝牙模块进行连接，控制蓝牙模块完成一系列功能，并进行数据传输。图中VCC、ON和VCC_IO是接到一起的，因此无须考虑上电次序。Wake_Up、Detach是用一个跳线来手动选择高低电平的，两个均为高电平有效，所以在使用USB模式来驱动蓝牙模块时，应选择Wake_Up接高电平，Detach接低电平。此外还需考虑电源问题，此应用方式采用USB本身来供电，USB为5V，而模块上的VCC和VCC_IO的建议使用电压为3.3V，所以要进行电平转换。电路参见附图6。DSS306为EMI滤波器，National LP2985为6V DC到3.3V DC转换芯片，L3起到滤波作用。(2)软件设计程序的设计是从模块的初始化开始，逐步展开。整个程序设计流程如附图7所示。以下为每个部分的设计说明。●系统初始化系统初始化包括模块的初始化和系统初始状态设定。系统物理连接完成后，驱动程序自动加载，并开始初始化工作。系统首先将复位。驱动程序向模块发出HCI_Rest指令，对模块进行复位，模块接收到该指令后，完成复位操作并向主机返回一个命令完成事件(Command Complete Event)，通知主机复位完成。主机接收到复位完成事件后，要读取并保存模块信息，包括版本信息、蓝牙地址和缓冲区大小等。其中的蓝牙地址将用于连接操作，它在模块出厂时已经设定好；缓冲区大小参数将提交给主机，以便主机对要传输的数据进行分块。然后，主机将对模块进行初步设置，包括主机缓冲区设置和计时器设置。通过HCI_Host_Buffer_Size指令，将主机缓冲区大小参数传递给模块，主机在对数据传输进行控制时将用到该信息。对于计时器，包括查询时间值的大小、间隔等内容，模块默认了常用信息，实际应用中没有特别要求不用对其进行修改。但要应用相关指令将其读取出来并由主机保存，以便控制时使用。在HCI的主机控制器和基带指令中有HCI_Read_xxx_Timeout指令，将返回这些计时器设置。如扫描查询的默认间隙为基带时隙0.625ms×(参数N)0×0800＝1.28s。每次扫描查询的默认时间为0.625ms×(参数N)0×0012＝11.25ms。●查询附近蓝牙模块初始化完成后，开始进行查询(Inquiry)，查询其他蓝牙设备，即查询是否有安装车载蓝牙卡的需收费车辆进入收费站。在Inquiry没有响应的情况下，系统进入该状态等待其他设备的连接请求。初步设置完成后，系统将进行一次扫描，以便发现有效范围内的其他系统，从而决定本系统应处的状态。系统在开始的这次扫描后，将进行进一步的状态设置。HCI_Inquiry指令将使系统进入寻找临近设备的状态，它的主要参数包括Inquiry_Length和Num_Response，前者是查询时间长度，最大可达61.44秒，本系统中将查询时间设为2秒，后者是允许应答的设备数。这里将产生程序的分支如果找到临近设备，则系统设置为主设备，并发送连接请求；如果没有找到临近设备，那么在超过Inquiry_Length时间之后，系统设置为从设备，并进入定期查询状态(HCI_Periodic_Inquiry_Mode)，等待其它设备作为主设备的连接请求。定期查询的参数则包括查询间隔、每次查询时间及允许应答的设备数等。●系统的连接建立和中断当系统A通过HCI_Inquiry找到临近设备时，作为从设备处于待机状态的设备B将对A的请求做出应答，同时设备A的主机将收到返回的Inquiry_Complete事件，该事件的参数中包含了应答设备(设备B)的蓝牙地址、设备类型、时钟偏移等重要信息，这些信息包括数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于蓝牙技术的公路车辆无线收费装置，其特征是由车载蓝牙卡、车道固定端蓝牙检测器、车道管理微机组成，车载蓝牙卡包括ＲＯＫ１０１００７蓝牙模块和微处理器，两者之间通过ＲＳ２３２方式进行连接，微处理器采用的是ＡＴ８９Ｃ５１，通过电平转化芯 片ＭＡＸ２３２与蓝牙硬件连接，车道固定端蓝牙检测器由ＲＯＫ１０１００７蓝牙模块、ＵＳＢ接口组成，ＵＳＢ接口和车道微机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志鸿，杨帆，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]