專利名稱：基于藍(lán)牙技術(shù)的公路車輛無線收費裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于短距離無線數(shù)據(jù)通信的無線身份認(rèn)證裝置在公路收費管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的收費公路的收費裝置是電腦人工收費系統(tǒng)，車輛駛過收費站的收費過程是停車，交費，記錄，給收據(jù)，抬桿放行。此種收費方式，速度較慢，極大地影響了出入口收費站的通行能力，使收費站成為收費公路的瓶頸，經(jīng)常發(fā)生堵車，甚至交通事故。隨著國內(nèi)的公路收費系統(tǒng)已構(gòu)成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)和通行車輛的迅速增加，收費方式和管理手段越來越顯得滯后。電子不停車收費系統(tǒng)是一個很好的解決方案，但目前僅限于IC卡的使用，沒有從根本上解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是采用藍(lán)牙技術(shù)提供一種公路車輛無線收費裝置，實現(xiàn)不停車收費、計費，克服現(xiàn)有公路收費技術(shù)和方式的不足。
本實用新型由車載藍(lán)牙卡、車道固定端藍(lán)牙檢測器、車道管理微機(jī)及軟件組成。
車載藍(lán)牙卡由ROK 101 007藍(lán)牙模塊和微處理器組成，兩者之間通過RS232方式進(jìn)行連接，微處理器采用的是AT89C51，通過電平轉(zhuǎn)化芯片MAX232與藍(lán)牙硬件連接。
車道固定端藍(lán)牙檢測器由ROK 101 007藍(lán)牙模塊、USB接口組成，USB接口和車道微機(jī)連接。
車道微機(jī)管理軟件由藍(lán)牙設(shè)備地址的識別模塊、連接模塊、計費模塊組成。
本實用新型各部分的功能是1.車道固定端藍(lán)牙檢測器負(fù)責(zé)與車載藍(lán)牙卡進(jìn)行車輛移動情況下的無線連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成車輛身份識別認(rèn)證等功能。其工作量較大，穩(wěn)定性和傳輸速度要求較高，因此采用USB接口和車道微機(jī)系統(tǒng)連接。在本發(fā)明中，將固定端藍(lán)牙檢測器安裝在收費站中央車道位置，通過USB方式和車道微機(jī)系統(tǒng)連接，完成系統(tǒng)的初始化、點對點的連接及斷開(車輛身份識別與計費等)、ACL數(shù)據(jù)的傳輸(向車輛返回計費信息與其他信息服務(wù))等功能。
2.車載藍(lán)牙卡在靠近收費站進(jìn)入連接范圍內(nèi)，被車道微機(jī)系統(tǒng)控制的固定端藍(lán)牙檢測器發(fā)現(xiàn)，并喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)，與固定端檢測器進(jìn)行連接；進(jìn)行車輛不停車身份認(rèn)證、付費、接收并顯示收費情況等；由于是車載設(shè)備，為降低功耗，增強(qiáng)保密性，通常情況下可以使系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，周期性的進(jìn)行檢測。
3.車道微機(jī)管理軟件車道微機(jī)的信息管理系統(tǒng)可以使收費站工作人員通過微機(jī)顯示器屏幕時時監(jiān)測過路車輛的收費全過程，但所有工作幾乎可以不需人工干預(yù)，軟件自動完成收費、向車輛反饋收費信息、向遠(yuǎn)程計算機(jī)傳輸信息等。微機(jī)管理軟件與USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)緊密結(jié)合并協(xié)調(diào)其工作。
使用本實用新型的積極效果是運(yùn)用先進(jìn)的藍(lán)牙技術(shù)，實現(xiàn)了免人工、免現(xiàn)金、免找錢、免停車等待的收費方式，提高公路收費公司的管理水平和路網(wǎng)通行能力，解決了因停車收費排隊而造成的道路擁擠狀況。較現(xiàn)有的其他收費系統(tǒng)而言，成本大大降低，在未來的和現(xiàn)有系統(tǒng)改造中將極具競爭力。


圖1是基于藍(lán)牙技術(shù)的公路車輛無線收費裝置的整體原理方框圖圖2UART和PCM接口應(yīng)用的系統(tǒng)框圖圖3RS232電平轉(zhuǎn)換電路圖4車載藍(lán)牙卡的單片機(jī)控制原理框圖圖5USB驅(qū)動藍(lán)牙模塊的系統(tǒng)框圖圖6電平轉(zhuǎn)換電路圖7車道固定端藍(lán)牙檢測器程序流程圖具體實施方式
車道固定端藍(lán)牙檢測器車道固定端藍(lán)牙檢測器1負(fù)責(zé)與車載藍(lán)牙卡進(jìn)行車輛移動情況下的無線連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成車輛身份識別認(rèn)證等功能。其工作量較大，穩(wěn)定性和傳輸速度要求較高，因此采用USB接口和車道微機(jī)系統(tǒng)連接。在本設(shè)計的實際應(yīng)用中，將固定端藍(lán)牙檢測器安裝在收費站中央車道位置，通過USB方式和車道微機(jī)系統(tǒng)連接，完成各項功能。
(1)車道固定端藍(lán)牙檢測器USB硬件電路設(shè)計附圖5為驅(qū)動藍(lán)牙模塊的系統(tǒng)框圖，其中的host為PC機(jī)(即車道微機(jī))。PC機(jī)通過USB驅(qū)動模塊與藍(lán)牙模塊進(jìn)行連接，控制藍(lán)牙模塊完成一系列功能，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖中VCC、ON和VCC_IO是接到一起的，因此無須考慮上電次序。
Wake_Up、Detach是用一個跳線來手動選擇高低電平的，兩個均為高電平有效，所以在使用USB模式來驅(qū)動藍(lán)牙模塊時，應(yīng)選擇Wake_Up接高電平，Detach接低電平。
此外還需考慮電源問題，此應(yīng)用方式采用USB本身來供電，USB為5V，而模塊上的VCC和VCC_IO的建議使用電壓為3.3V，所以要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。電路參見附圖6。DSS306為EMI濾波器，National LP2985為6V DC到3.3V DC轉(zhuǎn)換芯片，L3起到濾波作用。
(2)軟件設(shè)計程序的設(shè)計是從模塊的初始化開始，逐步展開。整個程序設(shè)計流程如附圖7所示。以下為每個部分的設(shè)計說明。
●系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化包括模塊的初始化和系統(tǒng)初始狀態(tài)設(shè)定。系統(tǒng)物理連接完成后，驅(qū)動程序自動加載，并開始初始化工作。
系統(tǒng)首先將復(fù)位。驅(qū)動程序向模塊發(fā)出HCI_Rest指令，對模塊進(jìn)行復(fù)位，模塊接收到該指令后，完成復(fù)位操作并向主機(jī)返回一個命令完成事件(Command Complete Event)，通知主機(jī)復(fù)位完成。主機(jī)接收到復(fù)位完成事件后，要讀取并保存模塊信息，包括版本信息、藍(lán)牙地址和緩沖區(qū)大小等。其中的藍(lán)牙地址將用于連接操作，它在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)定好；緩沖區(qū)大小參數(shù)將提交給主機(jī)，以便主機(jī)對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分塊。然后，主機(jī)將對模塊進(jìn)行初步設(shè)置，包括主機(jī)緩沖區(qū)設(shè)置和計時器設(shè)置。通過HCI_Host_Buffer_Size指令，將主機(jī)緩沖區(qū)大小參數(shù)傳遞給模塊，主機(jī)在對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制時將用到該信息。對于計時器，包括查詢時間值的大小、間隔等內(nèi)容，模塊默認(rèn)了常用信息，實際應(yīng)用中沒有特別要求不用對其進(jìn)行修改。但要應(yīng)用相關(guān)指令將其讀取出來并由主機(jī)保存，以便控制時使用。在HCI的主機(jī)控制器和基帶指令中有HCI_Read_xxx_Timeout指令，將返回這些計時器設(shè)置。如掃描查詢的默認(rèn)間隙為基帶時隙0.625ms×(參數(shù)N)0×0800＝1.28s。每次掃描查詢的默認(rèn)時間為0.625ms×(參數(shù)N)0×0012＝11.25ms。
●查詢附近藍(lán)牙模塊初始化完成后，開始進(jìn)行查詢(Inquiry)，查詢其他藍(lán)牙設(shè)備，即查詢是否有安裝車載藍(lán)牙卡的需收費車輛進(jìn)入收費站。在Inquiry沒有響應(yīng)的情況下，系統(tǒng)進(jìn)入該狀態(tài)等待其他設(shè)備的連接請求。初步設(shè)置完成后，系統(tǒng)將進(jìn)行一次掃描，以便發(fā)現(xiàn)有效范圍內(nèi)的其他系統(tǒng)，從而決定本系統(tǒng)應(yīng)處的狀態(tài)。系統(tǒng)在開始的這次掃描后，將進(jìn)行進(jìn)一步的狀態(tài)設(shè)置。HCI_Inquiry指令將使系統(tǒng)進(jìn)入尋找臨近設(shè)備的狀態(tài)，它的主要參數(shù)包括Inquiry_Length和Num_Response，前者是查詢時間長度，最大可達(dá)61.44秒，本系統(tǒng)中將查詢時間設(shè)為2秒，后者是允許應(yīng)答的設(shè)備數(shù)。這里將產(chǎn)生程序的分支如果找到臨近設(shè)備，則系統(tǒng)設(shè)置為主設(shè)備，并發(fā)送連接請求；如果沒有找到臨近設(shè)備，那么在超過Inquiry_Length時間之后，系統(tǒng)設(shè)置為從設(shè)備，并進(jìn)入定期查詢狀態(tài)(HCI_Periodic_Inquiry_Mode)，等待其它設(shè)備作為主設(shè)備的連接請求。定期查詢的參數(shù)則包括查詢間隔、每次查詢時間及允許應(yīng)答的設(shè)備數(shù)等。
●系統(tǒng)的連接建立和中斷當(dāng)系統(tǒng)A通過HCI_Inquiry找到臨近設(shè)備時，作為從設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)的設(shè)備B將對A的請求做出應(yīng)答，同時設(shè)備A的主機(jī)將收到返回的Inquiry_Complete事件，該事件的參數(shù)中包含了應(yīng)答設(shè)備(設(shè)備B)的藍(lán)牙地址、設(shè)備類型、時鐘偏移等重要信息，這些信息包括數(shù)據(jù)包類型(DM1＝0×0008)，掃描模式(Page_Scan_Mode＝MANDATORY)，掃描重復(fù)模式(R0)和時鐘偏移(初始值為0)等，這些信息將在連接過程中被應(yīng)用。
得到應(yīng)答的系統(tǒng)A又對本身進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，做請求連接的準(zhǔn)備。這些準(zhǔn)備包括設(shè)置事件過濾器、鑒權(quán)、加密、狀態(tài)設(shè)定等。然后發(fā)出連接請求進(jìn)入Page_Scan狀態(tài)，等待對方的應(yīng)答。該狀態(tài)中，兩個設(shè)備會進(jìn)行一些基帶信息的交換，諸如調(diào)頻偽隨機(jī)序列和ID值信息等。
設(shè)備A作為主設(shè)備向設(shè)備B發(fā)送了連接請求，B的藍(lán)牙模塊接到該請求后向主機(jī)B發(fā)送一個連接請求事件(Connection Request Event)，該事件中包含設(shè)備A的藍(lán)牙地址、設(shè)備類型、鏈接模式等連接參數(shù)。設(shè)備B接收A的連接請求并發(fā)送指令HCI_Accept_Connection_Request，同時用Role參數(shù)指定自己的角色(從設(shè)備，0×01)。該指令發(fā)出后，設(shè)備A、B都將收到一個連接完成事件(Connection Complete Event)，該事件參數(shù)中包括了對方藍(lán)牙地址、鏈接模式、加密方式以及鏈接句柄(Connection_Handle)，其中鏈接句柄是該連接的“名字”，對該連接的操作都將通過引用連接句柄進(jìn)行。這樣，兩個設(shè)備間的連接就建立完成，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。如果要建立語音連接，還要在此基礎(chǔ)上建立SCO連接，這個連接在建立的過程中就要用到ACL連接建立時返回的鏈接句柄。在本系統(tǒng)實驗階段，暫時沒有語音傳輸?shù)囊螅許CO鏈接不需建立。中斷鏈接相對較為簡單。鏈接的任一方發(fā)出中斷指令，就可以中斷鏈接。指令HCI_Disconnect中帶有參數(shù)Connection_Handle，以表示中斷哪個鏈接。在當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸操作完成后，A和B都將收到一個帶有鏈接句柄的中斷鏈接事件(Disconnection Complete Event)。
在本裝置中，每個車載卡的藍(lán)牙設(shè)備的藍(lán)牙地址是唯一的，由廠家出產(chǎn)時候設(shè)定的，不能修改，因此將藍(lán)牙卡的藍(lán)牙地址作為車輛身份的唯一識別標(biāo)志。在車輛通過公路收費站時，車道固定端藍(lán)牙檢測器與車載藍(lán)牙卡進(jìn)行鏈接，由車道固定端藍(lán)牙檢測器讀出車載藍(lán)牙卡的藍(lán)牙地址并送入車道微機(jī)管理系統(tǒng)。微機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫中已存入該地區(qū)范圍內(nèi)所有車輛信息，每一個藍(lán)牙地址(相當(dāng)于身份證號碼)對應(yīng)一輛車的相關(guān)信息，包括車牌號碼、車型、預(yù)存金額、收費記錄、所屬單位等信息。在識別、計費過程中，微機(jī)系統(tǒng)從車輛信息數(shù)據(jù)庫中檢索出與送入車道微機(jī)系統(tǒng)的藍(lán)牙卡藍(lán)牙地址相匹配的唯一車輛記錄，然后進(jìn)行本次計費，并將本次計費信息通過車道固定端藍(lán)牙檢測器發(fā)送給車輛上的車載藍(lán)牙卡并顯示本次交費信息。
●數(shù)據(jù)傳輸在本裝置中，車道固定端向車輛返回計費信息、發(fā)送交通路況信息、天氣信息等時就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。在系統(tǒng)鏈接建立后，數(shù)據(jù)傳輸就比較簡單了。因為通信信道已經(jīng)建立，只需要向USB總線上發(fā)送要發(fā)送的數(shù)據(jù)即可。數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€重要內(nèi)容是對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分組，以適應(yīng)模塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小，這是以讀取Buffer_Size的值為依據(jù)的。被拆分的數(shù)據(jù)還要根據(jù)藍(lán)牙數(shù)據(jù)包格式的定義，加上數(shù)據(jù)包頭，以便模塊對其進(jìn)行正確的識別和處理。在軟件中，專門針對這一要求編制了一個數(shù)據(jù)包處理例程，它的主要功能是數(shù)據(jù)包分組的拆分和重組，所要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行藍(lán)牙格式處理后再組合成較大的數(shù)據(jù)塊，該例程已經(jīng)被寫入一個動態(tài)鏈接庫中(tran.dll)，由界面應(yīng)用程序調(diào)用。
車道固定端藍(lán)牙檢測器使用USB接口，驅(qū)動程序又工作于USB總線驅(qū)動程序(USBD.SYS)之上，所以數(shù)據(jù)傳輸部分另一個重要內(nèi)容就是針對USB總線的編程。USB驅(qū)動程序并不直接與硬件對話，而是通過創(chuàng)建USB請求塊(URB)，并把它提交給總線驅(qū)動程序(USBD.SYS)來完成硬件操作。經(jīng)過前面的數(shù)據(jù)打包例程處理過的數(shù)據(jù)又將進(jìn)行URB的接受實體，當(dāng)它接收到送來的URB時，就會把驅(qū)動程序?qū)ζ涞恼{(diào)用轉(zhuǎn)化為帶有主功能代碼IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL的IRP，來完成指定的操作。由此，驅(qū)動程序首先要依照DDK中的規(guī)則創(chuàng)建URB。URB創(chuàng)建后，就可以使用它與USBD.SYS進(jìn)行交互。先要利用URB對USB總線進(jìn)行配置，如配置批量傳輸管道等，并在此基礎(chǔ)上，編寫讀寫數(shù)據(jù)的分發(fā)例程DISPATCHREAD()和DISPATCHWRITE()。
將電平轉(zhuǎn)換電路和藍(lán)牙模塊連接后，就可以實現(xiàn)和PC機(jī)的連接了。另外還需要USB驅(qū)動程序。
車載藍(lán)牙卡車載藍(lán)牙卡2是整個裝置硬件的最關(guān)鍵部分。首先要求體積小，能夠方便的安裝在車輛的表盤附近；其次，必須能夠穩(wěn)定、安全、可靠的工作；再次，車載藍(lán)牙卡的產(chǎn)品成本需要盡可能的低，以便于大規(guī)模的在車輛中推廣和應(yīng)用。
(1)硬件電路設(shè)計車載藍(lán)牙卡主要由ROK 101 007藍(lán)牙模塊和控制單元等實現(xiàn)，兩者之間通過RS232方式進(jìn)行連接。
藍(lán)牙協(xié)議中規(guī)定HCI物理傳輸層可以是USB、RS232和UART中的任意一種。由于愛立信的ROK 101 007藍(lán)牙模塊沒有提供RS232接口，所以必須進(jìn)行RS232-USRT的電平轉(zhuǎn)換。
通過UART傳輸層發(fā)送的HCI數(shù)據(jù)包共有四種HCI指令包、HCI事件包、HCI ACL數(shù)據(jù)包和HCI SCO數(shù)據(jù)包。HCI指令包僅能發(fā)送到藍(lán)牙主控制器上，HCI事件包僅能從藍(lán)牙主控制器發(fā)出，HCI ACL/SCO數(shù)據(jù)包則既可以從藍(lán)牙主控制器發(fā)出，也可以接收。
在藍(lán)牙無線接口上，可以使用64kb/s的對數(shù)PCM(A律或μ律)，或者CVSD(連續(xù)變化斜率增量調(diào)制)。本發(fā)明采用的是OKI 7450L ADPCM編解碼器。
愛立信藍(lán)牙模塊提供了UART和PCM接口，并且藍(lán)牙規(guī)范允許聲音和數(shù)據(jù)的同步傳遞，這樣就可以利用愛立信的藍(lán)牙模塊，通過串口驅(qū)動來實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音的同步無線傳輸。附圖2為UART和PCM接口應(yīng)用的系統(tǒng)框圖。
其中RS2323 transceiver是一個電平轉(zhuǎn)換芯片，將UART的電平轉(zhuǎn)換成RS232匹配的電平，本發(fā)明采用的是LTC1386芯片，具體電路見附圖3。OKIMSM7450L為聲音編解碼芯片。
以上設(shè)計可以實現(xiàn)聲音和文件的同步或數(shù)據(jù)異步無線傳遞。在軟件的驅(qū)動下，可以實現(xiàn)預(yù)期的功能，在有效距離內(nèi)數(shù)據(jù)和語音傳輸穩(wěn)定。
車載藍(lán)牙卡的控制功能用單片機(jī)實現(xiàn)。實現(xiàn)原理框圖見附圖4。微處理器采用的是AT89C51。通過電平轉(zhuǎn)化芯片MAX232與藍(lán)牙硬件連接。
(2)軟件部分關(guān)鍵模塊說明void UART_Init(void)；初始化單片機(jī)，本函數(shù)必須在程序開始時被調(diào)用。
BD_ADDR_T Bt_Initialize(void)；
初始化藍(lán)牙模塊，返回本地藍(lán)牙設(shè)備的地址，全0則表示出錯。本函數(shù)必須在建立連接前調(diào)用，完成藍(lán)牙模塊的軟件的初始化。
bool Bt_RegisterService(void)；注冊服務(wù)，TRUE，成功；FALSE，失敗。本函數(shù)必須在初始化之后調(diào)用，完成服務(wù)的注冊，本函數(shù)會注冊一個默認(rèn)的SerialPort profile類型的服務(wù)(0×1101)。在關(guān)閉芯片之前，服務(wù)只需注冊一次。
uint8 Bt_GetNeighbours(void)；查詢周圍的藍(lán)牙設(shè)備，返回查詢得到的設(shè)備數(shù)，255表示出錯，查詢得到的藍(lán)牙設(shè)備的具體的藍(lán)牙地址存放在藍(lán)牙模塊內(nèi)部的第二個到第十一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)，用戶可以根據(jù)需要調(diào)用下面的函數(shù)得到每一個藍(lán)牙地址，第一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)存放用戶最常用、用來建立連接的遠(yuǎn)端藍(lán)牙設(shè)備的地址，用戶可以調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行修改。如果用戶知道對方藍(lán)牙設(shè)備的地址可以不運(yùn)行本函數(shù)。
BD_ADDR_T Bt_ReadRemDevBdaddr(uint8 uNumBd)；讀藍(lán)牙設(shè)備的地址，根據(jù)指定的序號讀取存儲在藍(lán)牙模塊內(nèi)部的第一個到第十一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)的藍(lán)牙地址，uNumBd范圍為1-11，返回讀到的藍(lán)牙地址，全0則表示出錯。
bool Bt_StoreBdaddr(BD_ADDR_T bd_add)；寫藍(lán)牙地址，將用戶最常用的藍(lán)牙設(shè)備地址存放在藍(lán)牙模塊內(nèi)第一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)，返回成功與否。用戶在下一次建立連接時，程序會自動從中讀取該設(shè)備的地址，這樣可以避免每次都運(yùn)行查詢程序來查詢周圍的設(shè)備。
bool Bt_CreateDataLink(cm_auth_config use，uint8 role)；
建立連接，返回成功與否，藍(lán)牙模塊將根據(jù)用戶指定的role(決定自己是做主控還是被控)自動讀取第一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)存放的遠(yuǎn)端藍(lán)牙設(shè)備的地址，并發(fā)出建立連接的請求。如果返回成功則表示物理鏈路、L2CAP鏈路、RFCOMM鏈路都建立起來。
Bool Bt_CloseDataLink(void)；斷開連接，藍(lán)牙模塊將自動讀取存放在第一個非易失性存儲區(qū)內(nèi)的遠(yuǎn)端藍(lán)牙設(shè)備的地址，并發(fā)出斷開連接的請求。如果返回成功則表示物理鏈路、L2CAP鏈路、RFCOMM鏈路都已斷開，用戶可以調(diào)用建立連接函數(shù)重新建立連接。
bool Bt_WriteData(uint8*pBuffer)；發(fā)送數(shù)據(jù)包，建立鏈接之后向遠(yuǎn)端的藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包。返回成功與否。PBuffer為指向要發(fā)送的數(shù)據(jù)包的指針。
Record Bt_ReadData(void)；接收數(shù)據(jù)，建立鏈接之后接收從遠(yuǎn)端的藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送來的數(shù)據(jù)包。返回一個Record型結(jié)構(gòu)，包括了一個指向存放數(shù)據(jù)包的存儲區(qū)的指針和接收到的數(shù)據(jù)包中有效負(fù)荷(不包含數(shù)據(jù)包頭)的個數(shù)。
車道微機(jī)的信息管理系統(tǒng)車道微機(jī)的信息管理系統(tǒng)3可以使收費站工作人員通過微機(jī)顯示器屏幕時時監(jiān)測過路車輛的收費全過程，但所有工作幾乎可以不需人工干預(yù)，系統(tǒng)自動完成收費、向車輛反饋收費信息、向遠(yuǎn)程計算機(jī)傳輸信息等。信息管理系統(tǒng)與USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)緊密結(jié)合并協(xié)調(diào)其工作。
●用戶界面與軟件關(guān)鍵功能說明包括6個功能塊1.硬件設(shè)置；2.車輛攝像監(jiān)視；3.過車即時監(jiān)控；4.打印過車清單；5.車輛信息管理；6.信息廣播。
各功能模塊的說明如下(1)硬件設(shè)置由于USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基本是在后臺操作，沒有用戶界面，因此其中的硬件設(shè)置功能在這里體現(xiàn)。它主要完成的工作是對車道固定端藍(lán)牙檢測器進(jìn)行初始化操作，返回藍(lán)牙硬件信息以便查看其工作狀態(tài)是否正常。
(2)車輛攝像監(jiān)視由于系統(tǒng)在工作時可能會有極為偶然的硬件或者軟件故障，比如車載藍(lán)牙卡與固定端藍(lán)牙檢測器連接失敗或者身份識別失敗等，無法自動完成收費任務(wù)，因此必須以攝像機(jī)視頻信號作為輔助信號。在車輛靠近收費站時，可通過地感線圈啟動安裝在車道上的車輛攝像機(jī)，對車輛進(jìn)行拍攝，并將得到的視頻文件保存在車道微機(jī)系統(tǒng)中。
如果過車時收費成功，則隨后刪除該視頻記錄，因為即使是壓縮過的視頻文件其文件占有空間還是比較大的，這樣做是為了節(jié)省微機(jī)的硬盤空間。
當(dāng)遇到不可預(yù)測的硬件故障或者軟件故障，過車時自動收費失敗，則該視頻文件將由人工處理計費。
(3)過車即時監(jiān)控在車輛通過收費站成功完成自動收費的整個過程中，車輛的的信息將在這里顯示，并從微機(jī)的數(shù)據(jù)庫中搜索到該車輛記錄完成計費。數(shù)據(jù)庫的主表的結(jié)構(gòu)如表1表1信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主表

在這個表中完整定義了每輛車的必要信息，每輛車的車載藍(lán)牙卡的藍(lán)牙地址是唯一的，因此將它作為主鍵，是無重復(fù)的索引。在自動收費過程中，本部分軟件的功能是將車道固定端藍(lán)牙檢測器返回的車輛車載藍(lán)牙卡的藍(lán)牙地址作為搜索條件在數(shù)據(jù)庫的主表中搜索唯一對應(yīng)的藍(lán)牙地址值。搜索到該值后，在該記錄項中的“TOT”(即帳戶余額)字段中改變數(shù)值，即把原來的數(shù)值減去本次應(yīng)收過路費金額(“PAY”字段對應(yīng)的數(shù)值)。如果出現(xiàn)負(fù)值(欠費)，即帳戶余額已不足本次交費，系統(tǒng)將該車輛ID號送入欠費車輛表(黑名單)中，并由人工通知車主交費。
同時，每輛車的還對應(yīng)一個子表(過車明細(xì)表)，其中詳細(xì)記錄每次交費記錄，包括交費時間(通過時間)、交費金額、余額等，以便向車輛反饋和日后向車主打印交費詳單。過車收費時，系統(tǒng)處理主表后即處理子表，添加一條新的完整的交費信息。子表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見表2。
表2信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫子表(過車明細(xì)表)

4.打印過車清單收費站在一個特定的工作時段內(nèi)將打印這一時間內(nèi)過車清單，以便統(tǒng)計和財務(wù)管理需要。
5.車輛信息管理這部分功能主要實現(xiàn)錄入新入網(wǎng)車輛的基本信息、預(yù)存金額、向車主打印收費憑證，修改車輛信息等。
6.信息廣播在藍(lán)牙技術(shù)的支持下，收費站同時也是個信息平臺。過車時，通過無線數(shù)據(jù)傳輸，可以向車輛發(fā)送路況信息、天氣信息等。
權(quán)利要求1.基于藍(lán)牙技術(shù)的公路車輛無線收費裝置，其特征是由車載藍(lán)牙卡、車道固定端藍(lán)牙檢測器、車道管理微機(jī)組成，車載藍(lán)牙卡包括ROK 101 007藍(lán)牙模塊和微處理器，兩者之間通過RS232方式進(jìn)行連接，微處理器采用的是AT89C51，通過電平轉(zhuǎn)化芯片MAX232與藍(lán)牙硬件連接，車道固定端藍(lán)牙檢測器由ROK 101 007藍(lán)牙模塊、USB接口組成，USB接口和車道微機(jī)連接。
專利摘要基于藍(lán)牙技術(shù)的公路車輛無線收費裝置。屬于電通信技術(shù)領(lǐng)域，由車載藍(lán)牙卡、車道固定端藍(lán)牙檢測器、車道管理微機(jī)及軟件組成。使用本實用新型的積極效果是采用藍(lán)牙無線收費，免現(xiàn)金、免找錢、免停車等待。能夠提高交通部門的道路收費效率和路網(wǎng)通行能力，從根本上解決了傳統(tǒng)停車收費效率較低和車輛排隊擁擠的狀況。
文檔編號G07B15/06GK2752862SQ20042001178
公開日2006年1月18日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者錢志鴻, 楊帆 申請人:吉林大學(xué)