專利名稱：電子車載單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子車載單元，尤其涉及一種用于不停車收費的車載單元。
背景技術(shù)：
不停車收費(Electronic Toll Collection，簡稱ETC)是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過一般安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通信，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進行后臺結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。其中，安裝在車輛上的車載電子標簽稱為車載単元(On Board Unit，簡稱0BU)，收費站一側(cè)的讀寫設(shè)備稱為路側(cè)単元(RoadSide Unit,簡稱RSU)，ETC正是由路側(cè)單元識別車輛上的車載單元，計算通行費用，并自動從車輛用戶的專用賬戶中扣除通行費。目前的電子車載單元主要為有源器件，即電子車載單元自身含有電源。車載單元 主要有兩種狀態(tài)交易狀態(tài)和待機狀態(tài)。待機狀態(tài)指的是車載単元未與路側(cè)單元通信但其可以隨時被路側(cè)單元喚醒，交易狀態(tài)則是車載單元與路側(cè)單元進行通信以完成扣費操作的狀態(tài)。無論是交易狀態(tài)還是待機狀態(tài)都需要消耗電子車載單元的電源，交易狀態(tài)盡管耗電較大，然而其是瞬時的，相較之下，待機狀態(tài)盡管靜態(tài)損耗電流較小，但由于電子車載單元在不工作時一直處于待機狀態(tài)，累積下的耗電是相當可觀的。電子車載單元通常體積較小，同時考慮到成本等因素，一般采用容量比較小的一次性電池進行供電。一次性電池會對環(huán)境造成污染，而且因為一次性電池容量小，使用壽命短，所以電子車載單元需頻繁更換電池。如何延長一次性電池的使用壽命就成為電子車載單元研究中的ー個重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電子車載單元，能夠有效減少一次性電池的耗能，延長其使用壽命。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案—種電子車載單元，包括供電單元、第二電子開關(guān)、喚醒電路、微處理器和系統(tǒng)電路、供電切斷檢測電路，喚醒電路與微處理器連接，微處理器與系統(tǒng)電路連接，供電單元向喚醒電路、微處理器供電，通過第二電子開關(guān)向系統(tǒng)電路供電；喚醒電路在收到喚醒信號時，觸發(fā)微處理器打開第二電子開關(guān)以接通供電單元向系統(tǒng)電路的供電，供電單元包括一次性電池供電支路，一次性電池供電支路包括串聯(lián)連接的一次性電池供電電路、第一電子開關(guān)，供電切斷檢測電路在檢測到環(huán)境參數(shù)滿足預設(shè)切斷條件時，關(guān)閉第一電子開關(guān)以截止一次性電池供電電路對喚醒電路、微處理器的供電。優(yōu)選地，所述供電切斷檢測電路包括太陽能檢測電路，所述供電單元包括與所述一次性電池供電支路并聯(lián)連接的太陽能電池供電支路，所述太陽能電池供電支路包括太陽能電池供電電路，所述太陽能檢測電路在檢測到太陽能具有足夠供喚醒電路、微處理器エ作的強度時，關(guān)閉所述第一電子開關(guān)以截止所述一次性電池供電電路對所述喚醒電路、微處理器的供電。優(yōu)選地，所述的電子車載單元，所述太陽能電池供電支路還包括與所述太陽能電池供電電路串聯(lián)連接的穩(wěn)壓電路，以對所述太陽能電池供電電路的供電輸出進行穩(wěn)壓。優(yōu)選地，所述的電子車載單元，還包括車輛無人狀態(tài)檢測電路，用以檢測車輛的無人狀態(tài)并在車輛處于無人狀態(tài)時控制所述第一電子開關(guān)關(guān)閉以截止所述一次性電池供電電路的供電。 優(yōu)選地，所述的電子車載單元，所述車輛無人狀態(tài)檢測電路為紅外檢測電路。優(yōu)選地，所述的電子車載單元，還包括人工指令控制電路，用以接受人工控制指令以打開或者關(guān)閉所述第一電子開關(guān)。 優(yōu)選地，所述的電子車載單元，所述供電單元還包括可充電池供電支路，所述可充電池供電支路包括可充電池供電電路。優(yōu)選地，所述的電子車載單元，所述系統(tǒng)電路包括IC卡讀寫電路、RF收發(fā)電路、聲光電路、顯示電路以及安全模塊。優(yōu)選地，所述的電子車載單元，所述喚醒電路為獨立形式的喚醒電路或集成形式的喚醒電路。本發(fā)明的有益效果在于通過設(shè)置供電切斷檢測電路和第一開關(guān)，由供電切斷檢測電路進行環(huán)境參數(shù)的檢測，當檢測到環(huán)境參數(shù)滿足切斷條件吋，利用第一開關(guān)切斷一次性電池的輸出，從而減少了一次性電池的消耗，延長了一次性電池的使用壽命。進ー步的，可以通過自動控制或者人工控制的方式在不需要待機時關(guān)閉電子車載単元，從而進一步減少了電子車載單元的一次性電池不必要的消耗，延長了一次性電池的使用壽命，避免頻繁更換一次性電池。


圖I是本發(fā)明實施例I的電子車載單元的電路原理框圖；其中，圖Ia示出的喚醒電路為獨立形式；圖Ib示出的喚醒電路為集成形式；圖2是本發(fā)明實施例2的電子車載單元的電路原理框圖；圖3是本發(fā)明實施例3的電子車載單元的電路原理框圖；圖4是本發(fā)明實施例4的電子車載單元的電路原理框圖；圖5是本發(fā)明實施例5的電子車載單元的電路原理框圖；圖6是本發(fā)明實施例6的電子車載單元的電路原理框圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步詳細說明。如前文所述，本發(fā)明所要解決的問題是延長電子車載單元的一次性電池的使用壽命，從而無需頻繁更換電池。由于一次性電池的容量是一定的，延長其使用壽命的思路在于最大化一次性電池的有效輸出，而盡量減少其無效輸出的時間，即在電子車載單元的非交易狀態(tài)關(guān)閉電池輸出。實際使用中，電子車載單元在大部分時間內(nèi)都處在待機狀態(tài)，等待喚醒信號，大量的電能都在等待中白白損耗，尤其在車子無人使用而停在車庫、停車場吋。只有在通過收費站ロ時，整個電子車載單元才開始工作，交易狀態(tài)的持續(xù)時間不大于I秒。通過對比計算，一般情況下，待機狀態(tài)的損耗電能是交易狀態(tài)損耗電能的5-10倍。如果能夠減少待機狀態(tài)的電能損耗，那么就將大大延長電池的壽命。本發(fā)明的主要構(gòu)思是通過檢測手段，設(shè)定觸發(fā)條件，判斷是否關(guān)閉電池的輸出，從而可以減少電池的無效輸出，延長電池的使用壽命，所以電子車載單元無需頻繁更換電池。實施例I如圖I所示，本實施例的電子車載單元100，可與路側(cè)單元200交互完成不停車收費。電子車載單元100的主電路主要包括供電單元110、第二電子開關(guān)120、喚醒電路130、微處理器(簡稱MCU) 140、系統(tǒng)電路150。其中，供電單元110包括一次性電池供電電路111。喚醒電路130則一般具有兩種形式，一種即圖Ia示出的獨立形式的喚醒電路，也就是單獨的喚醒電路；另一種即圖Ib示出的集成形式的喚醒電路，也就是RF(即射頻)收發(fā)電路中集成的喚醒電路。系統(tǒng)電路150為完成電子車載單元100的各種系統(tǒng)功能的電路總稱，包括但不限于用于完成RF發(fā)射和接收的RF收發(fā)電路，完成通行費交易的IC卡讀寫電路、用于進行提示的聲光電路、顯示各種信息的顯示電路，以及保證系統(tǒng)安全的安全模塊等等。電子車載單元100多數(shù)時間處于待機狀態(tài)，這種狀態(tài)下，系統(tǒng)電路150關(guān)閉而不耗電，但微處理器140、喚醒電路130需要通電維持工作以保證隨時被喚醒，待機狀態(tài)下的微處理器140和喚醒電路130的耗電稱為靜態(tài)耗電，靜態(tài)耗電的電流一般為幾個μ A到幾十μ Α，盡管電流量并不大，但由于需要不間斷用電，常年累月之后的累積量也是非常大的。當電子車載單元100靠近(注距離數(shù)米或稍遠)電子收費車道時，喚醒電路130收到車道上的路側(cè)單元200發(fā)出的喚醒信號，觸發(fā)微處理器140工作，打開第二電子開關(guān)120，控制系統(tǒng)電路150開始工作，與路側(cè)單元200進行交易，此種狀態(tài)稱為交易狀態(tài)。為延長一次性電池供電電路111中的一次性電池的使用壽命，如圖I所示，在上述電子車載單元100的基礎(chǔ)上增加供電切斷檢測電路160，以及在供電單元110中增加第一電子開關(guān)112。供電切斷檢測電路160用于在檢測到環(huán)境參數(shù)滿足預設(shè)切斷條件時，關(guān)閉第ー電子開關(guān)112以截止一次性電池供電電路111對所述喚醒電路130、微處理器140的供電。其中，環(huán)境參數(shù)主要指反映電子車載單元的外界工作環(huán)境的參數(shù)，例如太陽能強度是否充足、車輛是否處于無人狀態(tài)等。在圖I中，環(huán)境參數(shù)指的是外界的太陽能強度。因而，供電切斷檢測電路160包括太陽能檢測電路161，并且電子車載單元100中包括太陽能電池供電電路113。太陽能檢測電路161檢測太陽能電池供電電路113提供的電流大小從而判斷太陽能強度，當太陽能強度足夠強，也就是說，太陽能電池供電電路113提供的電流足以供喚醒電路130和微處理器140工作，即環(huán)境參數(shù)滿足預設(shè)切斷條件吋，則控制關(guān)閉第一電子開關(guān)112,—次性電池供電電路111輸出截止。由于在待機狀態(tài)下，電子車載單兀100耗電非常少，在白天只要有光線的情況下，太陽能電池供電電路113—般能提供幾μ A到一千μ A的電流(注光線亮度不同，電流也不同)，已可滿足喚醒電路130和微處理器140待機 狀態(tài)下的耗能需求。而當通過收費站ロ時，喚醒電路130收到喚醒信號，一方面控制第一電子開關(guān)112打開一次性電池供電電路111的輸出，另ー方面觸發(fā)微處理器140工作，打開第ニ電子開關(guān)120，控制系統(tǒng)電路150開始工作，電子車載單元100與路側(cè)單元200完成整個交易。當交易完成，電子車載單元100返回待機狀態(tài)，第一電子開關(guān)112關(guān)閉，一次性電池供電電路111被切斷，繼續(xù)由太陽能電池供電電路113提供電流給喚醒電路130、微處理器140。實施例2參見圖2，由于太陽能供電穩(wěn)定性較差，本實施例給出的技術(shù)方案是，在實施例I的基礎(chǔ)上增加穩(wěn)壓電路114對太陽能電池供電電路113的輸出進行穩(wěn)壓處理。本實施例的電子車載單元100，其供電單元110包括并聯(lián)連接的太陽能電池供電支路和一次性電池供電支路，太陽能電池供電支路包括太陽能電池供電電路113，一次性電池供電支路包括串聯(lián)連接的一次性電池供電電路111和第一電子開關(guān)112，利用太陽能檢測電路161在檢測到太陽能具有足夠供喚醒電路130、微處理器140工作的強度時，關(guān)閉第ー電子開關(guān)112以截止一次性電池供電電路111對喚醒電路130、微處理器140的供電，而由太陽能電池供電電路113為喚醒電路130和微處理器140供電，保證喚醒電路130和微處理器140處于待機狀態(tài)的耗電需求，從而有效減少了一次性電池的無效輸出(即非交易狀 態(tài)下的輸出)時間，延長了一次性電池的使用壽命。本發(fā)明的供電單兀110中的一次性電池供電電路111和太陽能電池供電電路113，直接向喚醒電路130、微處理器140進行供電，避免儲能器件的中繼，即首先輸入到儲能器件再由儲能器件向喚醒電路130、微處理器140進行供電，一方面避免中繼時的能量損耗，另一方面，可以避免在電子車載單元100中設(shè)置儲能器件，從而可以節(jié)約成本。同吋，由于利用太陽能檢測電路161進行太陽能檢測并由第一開關(guān)112進行一次性電池的供電切斷，使得對一次性電池的供電切斷更為準確、快速，最大程度上確保了一次性電池的供電處于有效輸出狀態(tài)。在電子車載單元的實際使用中，電子車載單元并不需要一直處于待機狀態(tài)，例如，當汽車停止，駕駛?cè)藛T離開駕駛臺的情況下，電子車載單元仍然保持待機狀態(tài)實際上是ー種能源的浪費。又或者，車內(nèi)駕駛?cè)藛T確認離收費路ロ尚有相當長的距離，此時保持電子車載單元的待機狀態(tài)同樣是ー種能源的浪費。為此，在本發(fā)明的其他實施例中，還提供了關(guān)閉電子車載單元工作的方案，關(guān)閉電子車載單元工作后，無需再提供電流給喚醒電路和微處理器，從而電子車載單元甚至不存在待機狀態(tài)下的靜態(tài)耗電，有效延長了一次性電池的使用壽命，將電子車載單元的這種狀態(tài)稱為關(guān)閉狀態(tài)。下面對關(guān)閉電子車載單元工作的方案予以說明。實施例3本實施例與實施例2區(qū)別之處是，在電子車載單元中增加車輛無人狀態(tài)檢測電路，也就是說，在本實施例中，環(huán)境參數(shù)指的是電子車載單元配置所在的車輛是否處于無人狀態(tài)。如圖3所示，該車輛無人狀態(tài)檢測電路為紅外檢測電路162，紅外檢測電路162檢測車輛駕駛座上是否有駕駛?cè)藛T，從而判斷車輛是否處于無人狀態(tài)，當紅外檢測電路162檢測到車輛為無人狀態(tài)時，貝1J關(guān)閉第一電子開關(guān)112,—次性電池供電電路111的輸出截止。這時，不依賴于太陽能供電的有無，即紅外檢測電路162發(fā)出的第一電子開關(guān)112的關(guān)閉信 號具有比太陽能檢測電路161發(fā)出的第一電子開關(guān)112的關(guān)閉信號更高的優(yōu)先級。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，除圖3示出的紅外檢測方式外，其他檢測車輛駕駛座上是否有駕駛?cè)藛T的方式同樣也可以適用。實施例4
在某些情況下，車輛處于無人狀態(tài)，但同時又有足夠的太陽能強度，例如車輛停在陽光照射下的露天停車場，針對這種情況，如圖4所示的本實施例，區(qū)別于實施例3之處是，在電子車載單元內(nèi)增加可充電池供電電路115，由太陽能電池供電電路113在車輛無人狀態(tài)下對可充電池供電電路115中的可充電池進行充電，這樣，當電子車載單元處于待機狀態(tài)下，太陽能強度又不足以供給喚醒電路130和微處理器140時，可由可充電池供電電路115配合太陽能電池供電電路113或者可充電池供電電路115單獨為喚醒電路130和微處理器140供電以保證待機狀態(tài)下的耗電需求。實施例5雖然可通過外界檢測條件進行太陽能供電切換或者將電子車載單元切換為關(guān)閉狀態(tài)從而避免一些待機狀態(tài)的電流，然而圖4示出的這種自動檢測控制方式的精準度仍受到技術(shù)條件的制約，因此，本實施例與實施例4區(qū)別之處是，在電子車載單元中増加人工指令控制電路170，同時省去紅外檢測電路，參見圖5。人工指令控制電路170可以接受各種形式的人工指令輸入，例如按鍵輸入、觸摸屏輸入、語音輸入等等。以按鍵輸入為例，操作人 員可以通過按下關(guān)閉鍵，從而向人工指令控制電路170輸入了關(guān)閉指令，以指示關(guān)閉電子車載單元，人工指令控制電路170接受到關(guān)閉指令后，則關(guān)閉第一電子開關(guān)112，一次性電池供電電路111的輸出截止。類似的，人工指令控制電路170同樣不依賴于太陽能供電的有無，即人工指令控制電路170發(fā)出的第一電子開關(guān)112的關(guān)閉信號具有比太陽能檢測電路161發(fā)出的第一電子開關(guān)112的關(guān)閉信號更高的優(yōu)先級。同樣如紅外檢測方式，可以由太陽能電池供電電路113在電子車載單元關(guān)閉狀態(tài)下對可充電池供電電路115中的可充電池進行充電，從而當電子車載單元處于待機狀態(tài)下，太陽能強度又不足以供給喚醒電路130和微處理器140時，可由可充電池供電電路115配合太陽能電池供電電路113或者可充電池供電電路115単獨為喚醒電路130和微處理器140供電以保證待機狀態(tài)下的耗電需求。在靠近收費站ロ時，人工指令控制電路170接受打開指令的控制，控制第一電子開關(guān)112打開，喚醒電路130工作，收到喚醒信號后喚醒電子車載單元進入交易狀態(tài)。當交易完成，第一電子開關(guān)112關(guān)閉，一次性電池供電電路111輸出截止。由于人工指令控制電路170依賴于人工指令的輸入控制，為避免某些時候操作人員沒能在經(jīng)過收費路ロ時及時輸入打開指令以啟動電子車載單元工作，可以增加提示電路，在接近收費路ロ時向操作人員發(fā)出打開電子車載單元的提示。實施例6如圖6所示，對比實施例5，本實施例的電子車載單元中同時包含紅外檢測電路162和人工指令控制電路170，即紅外檢測和人工指令控制這兩種控制方式并存時，優(yōu)先使用紅外檢測形式的自動控制方式還是優(yōu)先使用人エ控制方式可以根據(jù)實際需要進行設(shè)置。本發(fā)明的電子車載單元，通過供電切斷檢測電路對環(huán)境參數(shù)是否滿足預設(shè)切斷條件的檢測，而相應(yīng)地利用第一電子開關(guān)來切斷或者打開一次性電池的供電，使得對一次性電池的供電切斷更為準確、快速，最大程度上確保了一次性電池的供電處于有效輸出狀態(tài)，延長了一次性電池的使用壽命。在切斷一次性電池供電時，一方面，可以使電子車載單元處于關(guān)閉狀態(tài)而避免靜態(tài)耗電。另ー方面，在電子車載單元處于喚醒狀態(tài)因而靜態(tài)耗電不可避免時，利用太陽能供電替代一次性電池供電。并且，一次性電池和太陽能電池直接向喚醒電路、微處理器等供電，避免儲能器件的中繼，即首先輸入到儲能器件再由儲能器件向喚醒電路、微處理器進行供電，一方面避免中繼時的能量損耗，另一方面，可以避免在電子車載単元中設(shè)置儲能器件，從而可以節(jié)約成本。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進ー步詳細說明，不能認定本發(fā) 明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子車載單元，其特征在于，包括供電單元(110)、第二電子開關(guān)(120)、喚醒電路(130)、微處理器(140)和系統(tǒng)電路(150)，以及供電切斷檢測電路(160)，所述喚醒電路(130)與所述微處理器(140)連接，所述微處理器(140)與所述系統(tǒng)電路(150)連接，所述供電單元(110)向所述喚醒電路(130)、微處理器(140)供電，以及通過所述第二電子開關(guān)(120)向所述系統(tǒng)電路(150)供電；所述喚醒電路(130)在收到喚醒信號時，觸發(fā)所述微處理器(140)打開所述第二電子開關(guān)(120)以接通所述供電単元(110)向所述系統(tǒng)電路(150)的供電，所述供電單元(110)包括一次性電池供電支路，所述一次性電池供電支路包括串聯(lián)連接的一次性電池供電電路(111)、第一電子開關(guān)(112)，所述供電切斷檢測電路(160)在檢測到環(huán)境參數(shù)滿足預設(shè)切斷條件時，關(guān)閉所述第一電子開關(guān)(112)以截止所述一次性電池供電電路(111)對所述喚醒電路(130)、微處理器(140)的供電。
2.如權(quán)利要求I所述的電子車載單元，其特征在于，所述供電切斷檢測電路(160)包括太陽能檢測電路(161)，所述供電単元(110)包括與所述一次性電池供電支路并聯(lián)連接的太陽能電池供電支路，所述太陽能電池供電支路包括太陽能電池供電電路(113)，所述太陽能檢測電路(161)在檢測到太陽能具有足夠供喚醒電路(130)、微處理器(140)工作的強度時，關(guān)閉所述第一電子開關(guān)(112)以截止所述一次性電池供電電路(111)對所述喚醒電路(130)、微處理器(140)的供電。
3.如權(quán)利要求2所述的電子車載單元，其特征在于，所述太陽能電池供電支路還包括與所述太陽能電池供電電路(113)串聯(lián)連接的穩(wěn)壓電路(114)，以對所述太陽能電池供電電路(113)的供電輸出進行穩(wěn)壓。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的電子車載單元，其特征在于，所述供電切斷檢測電路(160)包括車輛無人狀態(tài)檢測電路，用以檢測車輛的無人狀態(tài)并在車輛處于無人狀態(tài)時控制所述第一電子開關(guān)(112)關(guān)閉以截止所述一次性電池供電電路(111)的供電。
5.如權(quán)利要求4所述的電子車載單元，其特征在于，所述車輛無人狀態(tài)檢測電路為紅外檢測電路(162)。
6.如權(quán)利要求5所述的電子車載單元，其特征在于，還包括人工指令控制電路(170)，用以接受人工控制指令以打開或者關(guān)閉所述第一電子開關(guān)(112)。
7.如權(quán)利要求1-3任一所述的電子車載單元，其特征在于，還包括人工指令控制電路(170)，用以接受人工控制指令以打開或者關(guān)閉所述第一電子開關(guān)(112)。
8.如權(quán)利要求1-3任一所述的電子車載單元，其特征在于，所述供電単元(110)還包括可充電池供電支路，所述可充電池供電支路包括可充電池供電電路(115)。
9.如權(quán)利要求1-3任一所述的電子車載單元，其特征在于，所述系統(tǒng)電路(150)包括IC卡讀寫電路、RF收發(fā)電路、聲光電路、顯示電路以及安全模塊。
10.如權(quán)利要求1-3任一所述的電子車載單元，其特征在于，所述喚醒電路(130)為獨立形式的喚醒電路或集成形式的喚醒電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子車載單元，包括供電單元、第二電子開關(guān)、喚醒電路、微處理器和系統(tǒng)電路、供電切斷檢測電路，喚醒電路與微處理器連接，微處理器與系統(tǒng)電路連接，供電單元向喚醒電路、微處理器供電，通過第二電子開關(guān)向系統(tǒng)電路供電；喚醒電路在收到喚醒信號時，觸發(fā)微處理器打開第二電子開關(guān)以接通供電單元向系統(tǒng)電路的供電，供電單元包括一次性電池供電支路，一次性電池供電支路包括串聯(lián)連接的一次性電池供電電路、第一電子開關(guān)，供電切斷檢測電路在檢測到環(huán)境參數(shù)滿足預設(shè)切斷條件時，關(guān)閉第一電子開關(guān)以截止一次性電池供電電路對喚醒電路、微處理器的供電。本發(fā)明能夠延長電子車載單元的一次性電池的使用壽命，避免頻繁更換一次性電池。
文檔編號G07B15/06GK102682485SQ20111006028
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者向濤, 李懷山 申請人:深圳市金溢科技有限公司