CN1248105A

CN1248105A - 收费公路的使用费收取系统用车载器

Info

Publication number: CN1248105A
Application number: CN99108952A
Authority: CN
Inventors: 毛利德彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2000-03-22
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: KR20000022678A; JP3011693B1; CN1152477C; KR100327063B1; JP2000090312A

Abstract

本发明揭示一种收费公路的使用费收取系统(ETC)用车载器。总是处于起动状态的接收单元(13a)在接收来自路上机(2)的数据时将数据中断信号(Da)输入到控制微型计算机中,控制微型计算机响应中断信号(16a～18a、Da)由低消耗电力模式进行起动,仅响应数据中断信号输出发送单元(13B),协议处理单元(15A)的起动信号(ERA、EPA),在各中断信号的相应处理结束的时刻,发送单元和协议处理单元同时返回到低消耗电力模式。本发明的ETC用车载器能有效地减小消耗电力。

Description

收费公路的使用费收取系统用车载器

本发明涉及在收费公路的使用费收取系统(一般称为ETC)(即ElectronicToll Collection：电子收费系统)中使用，并且作为与ETC用路上机之间进行无线电通信的终端设备起作用的ETC用车载器。特别涉及节省消耗电力的ETC用车载器。

以往，熟知的有以避免由于在收费公路收费处的收费手续而车辆堵塞为目的的ETC系统。这种ETC系统中，在收费处侧的ETC用路上机和车辆侧的ETC用车载器之间进行无线电通信，自动地收取收费公路的使用费。

为了抑制消耗电力，ETC用车载器平时仅起动接收单元，同时在接近收费公路收费处前，用低消耗电力模式使其它的电路待机，发生接收ETC用路上机发来的数据等的各种中断信号时，起动全部的电路。

图3是表示以往的ETC车载器的方框图。

在图3中，1是安装在车辆上的ETC用车载器(下面，简称为“车载器”)，2是设置在收费公路的收费处的近旁的ETC用路上机(下面，简称为“路上机”)。

3是由车载器1的利用者插入到车载器1的插入口(未图示)中的IC卡，存储实时的各种数据，同时为了防止不正当使用，例如预先登记每个IC卡中特有的保密号码。

车载器1内的电路除接收单元(后述)外，通常处于低消耗电力模式，例如，在车辆接近收费处时，根据接收来自路上机2的发送数据RD进行起动。

车载器1在由接收来自路上机2的数据起动的场合，利用无线电通信(参照箭头W1，W2)，与路上机2之间相互收发数据RD和TD。

因此，车载器1包括以下的组成单元11～21。

11和12是发送接收用的天线，11是接收从路上机2发送的电磁波的接收天线，12是将电磁波发送到路上机2的发送天线。

13是用于通过各天线11和12与路上机2之间进行无线电通信的RF单元，包括与接收天线11相关的接收单元13a和与发送天线12相关的发送单元13b。

14是作为车载器1的实质性主体起作用的控制微型计算机，通过RF单元13和各天线11，12，与路上机2之间进行数据RD和TD的发送接收。

15是插入在RF单元13和控制微型计算机14之间的协议处理单元，将包含在来自路上机2的接收信号中的数据内容作为正确的接收数据RD输入到控制微型计算机14中，同时处理来自控制微型计算机14的发送数据TD，并输入到发送单元13b中。

16和17是由外部任意进行操作的按钮组成的操作开关，16是有效期限显示开关，17是利用履历显示开关。

各操作开关16，17响应各开关的操作，将开关中断信号输入到控制微型计算机14中。

18是设置在IC插入口上的IC卡检测开关，响应IC卡3的插入操作，将IC卡中断信号18a输入到控制微型计算机14中。

19是输入数值用的数码键，用于例如在IC卡3的插入操作后将IC卡3(车辆的用户)的固有保密号码等输入到微型计算机14中。

20是控制微型计算机14的控制下驱动的显示单元，显示各种IC卡数据(有效期限数据、利用履历数据)等。

21是用于对RF单元13、控制微型计算机14和协议处理单元15进行供电的电源，并由车载蓄电池等构成。

下面，对图3所示的以往的车载器1的运作进行说明。

在图3中，控制微型计算机14只要没有各种中断信号输入就处于低消耗电力模式(待机状态)，并响应于开关中断信号16a，17a、IC卡中断信号18a或者数据中断信号Da，从低消耗电力模式起动成通常动作模式。

控制微型计算机14在执行适应各中断信号的内容的处理后，返回到低消耗电力模式。

同样，RF单元13内的发送单元13b和协议处理单元15在执行发送接收处理后，返回到低消耗电力模式。

首先，车载器1的用户将IC卡3插入到控制微型计算机14中，借助于由IC卡检测开关18生成IC卡中断信号18a，使微型计算机14起动。

接着，用户通过数码键19将保密号码输入到控制微型计算机14中。这时，将输入时的保密号码显示在显示单元20上，并由用户实时地进行确认。

控制微型计算机14根据输入的保密号码，执行响应IC卡中断信号18a的中断处理，并从IC卡3内读入IC卡数据。当结束这种中断处理并且IC卡3和控制微型计算机14成为能够工作的状态时，控制微型计算机14返回到低消耗电力模式。

此外，由起动信号ER和EP起动的发送单元13b和协议处理单元15也返回到低消耗电力模式。

然后，当例如由用户操作操作开关16或者17时，控制微型计算机14响应来自各操作开关16、17的开关中断信号16a、17a(显示请求)进行起动，使读入的IC卡数据显示在显示单元20上。

这种场合，控制微型计算机14也响应开关中断信号16a、17a，生成起动信号ER和EP，使RF单元13内的发送单元13b和协议处理单元15起动，在中断处理结束后返回到低消耗电力模式。

另一方面，RF单元13内的接收单元13a借助来自电源21的供电总是处于通常接收工作模式的起动状态，当一接近于收费公路收费处，就响应接收来自路上机2的数据，将接收信号输入到协议处理单元5，同时将数据中断信号Da输入到控制微型计算机14。

也就是说，当接收单元13a进入到对路上机2的通信区域，并且来自路上机2的接收电波W1的电场强度达到规定值以上时，就生成数据中断信号Da。因此，控制微型计算机14能识别车辆进入到收费公路收费处的通信区域。

此外，控制微型计算机14响应数据中断信号Da，生成起动信号ER和EP，使RF单元13内的发送单元13b和协议处理单元15起动，通过协议处理单元15读入接收数据RD，同时通过协议处理单元15将必要的发送数据TD输出到发送单元13b中。

这时，通过RF单元13内的接收单元13a由接收天线11输入的路上机2所发的数据信号变换成数字信号，并输入到协议处理单元15中。

在协议处理单元15中，被数字变换后的接收信号进行重发处理和数据检错处理，成为正常的接收数据RD，并输入到控制微型计算机14中进行处理。

控制微型计算机14将接收数据RD中应该存储的数据存储在IC卡3中，同时从IC卡3读出存储在IC卡3中的数据中的应该发送到路上机2中的数据。

接着，控制微型计算机14通过协议处理单元15将从IC卡3读出的发送数据TD输入到RF单元13中。

RF单元13内的发送单元13b在将被输入的发送数据TD变换成模拟信号后，由发送天线12作为发送无线电波W2发送到路上机2中。

这样，当响应数据中断信号Da的中断处理一结束，发送单元13b和协议处理单元15与控制微型计算机14一起返回到低消耗电力模式。

下面，参照图4的流程图对图3所示的以往的车载器1内的控制微型计算机14的操作进行说明。

图4表示低消耗电力模式中的控制微型计算机14的处理操作。

在图4中，控制微型计算机14一边用低消耗电力模式待机，一边根据步骤S1～S3不断地检查有无中断信号。

首先，判定是否输入中断信号Da(步骤S1)，如果判定为没有输入(即“否”)，则接着判定是否输入开关中断信号16a或者17a(步骤S2)，如果判定为没有输入(即“否”)，则接着判定是否输入IC卡中断信号18a(步骤S3)。

在步骤S3中，如果判定为没有输入IC卡中断信号18a(即“否”)，则脱离图4的处理子程序并返回。

这时，控制微型计算机14保持低消耗电力模式，不起动发送单元13b和协议处理单元15。

另一方面，在步骤S1～S3的任何一步中，如果判定为输入中断信号(即“是”)，则控制微型计算机14起动，同时控制微型计算机14生成起动信号ER和EP使车载器1内的全部的电路通电(步骤S4)，执行响应被输入的中断信号的控制处理(步骤S5)。

也就是说，控制微型计算机14在通电状态由待机中的接收单元13a检测到来自路上机2的无线电波W1的场合，执行响应数据中断信号Da的处理，在操作操作开关16、17的场合，执行响应开关中断信号16a、17a的处理，在插入IC卡3的场合，执行响应IC卡中断信号18a的处理。

接着，在步骤S5的处理结束后，使起动的其它电路返回到低消耗电力模式(步骤S6)，脱离图4的处理子程序并返回。

这样，在低消耗电力模式时，控制微型计算机14一生成各中断信号Da、16a～18a的任何一个时，就起动车载器1内的全部电路，进行响应中断信号的处理。

但是，操作开关16、17的请求功能是仅将某些信息显示在车载器1中安装的显示单元20上，对RF单元13内的发送单元13b和协议处理单元15的通电是浪费。

因此，依据所请求的处理，在步骤S4对发送单元13b和协议处理单元15通电，导致浪费电力消耗。

特别是构成协议处理单元15的IC消耗电力大，所以对协议处理单元15进行不必要的通电使其起动，相当于增大浪费的电力消耗。

如前所述，因以往的ETC车载器每当控制微型计算机14起动就生成与处理内容无关的起动信号ER和EP，使包括发送单元13b和协议处理单元15的全部的电路起动，所以存在不能避免浪费电力消耗的问题。

本发明用于解决前述的问题，其目的在于，利用对发送单元和协议处理单元的通电仅响应必要的中断信号生成起动信号，获得能有效地减少消耗电力的ETC用车载器。

与本发明的第1发明相关的ETC用车载器，包括：

具有用于通过天线，与ETC用路上机之间进行无线电通信的接收单元和发送单元的RF单元；

用于通过RF单元，与ETC用路上机之间进行数据发送接收的控制微型计算机；

插入在RF单元和控制微型计算机之间的协议处理单元；

响应开关操作，将开关中断信号输入到控制微型计算机中的操作开关；

响应IC卡的插入操作，将IC卡中断信号输入到控制微型计算机中的IC卡检测开关；

用于对RF单元、协议处理单元和控制微型计算机进行供电的电源；而且

RF单元的接收单元，借助来自电源的供电，总是处于通常接收工作模式的起动状态，并响应来自ETC用路上机的数据接收，将数据中断信号输入到控制微型计算机中，

控制微型计算机，响应开关中断信号、IC卡中断信号或者数据中断信号中的任何一种中断信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，并仅响应数据中断信号，输出对RF单元的发送单元和对协议处理单元的起动信号，在结束对开关中断信号、IC卡中断信号或者数据中断信号的响应处理的时刻，回到低消耗电力模式，

RF单元的发送单元，根据来自控制微型计算机的起动信号，从低消耗电力模式起动成通常发送工作模式，同时在向ETC用路上机的数据发送结束的时刻，回到低消耗电力模式，

协议处理单元，根据来自控制微型计算机的起动信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，同时在从ETC用路上机向控制微型计算机的数据发送结束的时刻，工回到低消耗电力模式。

与本发明第2发明相关的ETC用车载器，是在本发明的第1发明中，

控制微型计算机，响应IC卡中断信号，从IC卡内读入IC卡数据，而不输出对协议处理单元的起动信号。

与本发明的第3发明相关的ETC用车载器，是在本发明的第1发明中，

包括在控制微型计算机的控制下驱动的显示单元，而且

开关中断信号，包含与IC卡的有效期限和利用履历的至少一种有关的IC卡数据的显示请求，

控制微型计算机，响应显示请求，使IC卡数据显示在显示单元上，而不输出对协议处理单元的起动信号。

图1是表示本发明实施形态1的方框图。

图2是表示本发明实施形态1的处理操作的流程图。

图3是表示以往的ETC车载器的方框图。

图4是表示以往的ETC车载器的处理操作的流程图。

下面，参照附图对实施本发明的最佳实施形态进行说明。

实施形态1

下面，参照附图对本发明的实施形态1进行说明。

图1是表示本发明实施形态1的方框图，对与前述相同的部分附以相同的标号并省略其说明。

在图1中，1A、13A、13B、14A、15A、ERA和EPA分别对应于前述的车载器1、RF单元13、发送单元13b、控制微型计算机14、协议处理单元15、起动信号ER和EP。

与前述相同，控制微型计算机14A响应开关中断信号16a、17a、IC卡中断信号18a或者数据中断信号Da中的任何一种中断信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，并在对各中断信号的响应处理结束的时刻，返回到低消耗电力模式。

这种场合，控制微型计算机14A仅响应数据中断信号Da，输出对发送单元13B和协议处理单元15A的起动信号ERA和EPA，对数据中断信号Da以外的中断信号，执行对中断信号的响应处理，而不输出起动信号ERA和EPA。

也就是说，控制微型计算机14A执行响应开关中断信号16a或者17a的IC卡数据(IC卡3的有效期间和利用履历)的显示处理，也执行响应IC卡中断信号18a的IC卡3的检查处理，而不起动发送单元13B和协议处理单元15A。

这样，控制微型计算机14A在各中断信号的输入时起动成通常工作模式，同时判别起动时的中断条件，仅在有必要起动控制微型计算机14A以外的外部设备(发送单元13B和协议处理单元15A)的场合，使外部设备起动并执行控制处理，并在仅用控制微型计算机14A能对付的场合，原样地保持外部设备的低消耗电力模式，执行控制处理。

另一方面，RF单元13A内的发送单元13B根据来自控制微型计算机14A的起动信号ERA，从低消耗电力模式起动成通常发送工作模式，同时在向路上机2的数据发送结束时刻，返回到低消耗电力模式。

此外，协议处理单元15A根据来自控制微型计算机14A的起动信号EPA，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，同时在从路上机2向控制微型计算机14A的数据发送结束时刻，返回到低消耗电力模式。

下面，参照图2的流程图对图1所示的本发明的实施形态1的工作进行说明。

图2表示由低消耗电力模式中的控制微型计算机14A执行的处理子程序。

在图2中，S1～S3和S6是与前述(参照图4)相同的步骤。步骤S13、步骤S22和步骤S32对应于前述的步骤S5。

首先，在处于低消耗电力模式的车载器1A进入到路上机2的通信区域的场合，在步骤S1中，判定为输入数据中断信号Da(即“是”)，控制微型计算机14A从低消耗电力模式起动成通常工作模式(步骤S11)。

接着，为了与路上机2之间进行通信，控制微型计算机14A生成起动信号ERA和EPA，使发送单元13B和协议处理单元15A起动(步骤S12)，执行响应数据中断信号Da的通信处理(步骤S13)。

也就是说，控制微型计算机14A在车载器1A进入到规定的通信区域，并且接收单元13a检测到规定电场强度的无线电波W1的场合，响应数据中断信号Da并起动成通常工作模式，发送单元13B和协议处理单元15A也起动成通常工作模式，并将必要的发送数据作为发送无线电波W2发送到路上机2中，与路上机2之间相互进行通信。

接着，判定通信处理是否结束(步骤S14)，如果没有结束(即“否”)，则退到步骤S13并继续通信处理，如果判定为通信处理结束(即“是”)，则使发送单元13B和协议处理单元15A返回到低消耗电力模式，并且自身也回到低消耗电力模式(步骤S6)后，使过程返回。

另一方面，在用户操作操作开关16或者17的场合，在步骤S2中，判定为输入开关中断信号16a和17a(即“是”)，控制微型计算机14从低消耗电力模式起动成通常工作模式(步骤S21)。

这种场合，因不必与路上机之间进行通信处理，所以接着控制微型计算机14A响应开关中断信号16a或者17a，仅执行IC卡数据的显示处理(步骤S22)，不输出起动信号ERA和EPA。

例如，控制微型计算机14A将消耗电力大的协议处理单元15A维持在低消耗电力模式状态不变，对IC卡3进行通电并读入IC卡数据(有效期限和利用履历)，响应来自有效期限显示开关的中断信号16a并显示有效期限，响应来自利用履历显示开关的中断信号17a并显示利用履历。

接着，判定与IC卡数据相关的显示处理是否结束(步骤S23)，如果判定为没有结束(即“否”)，则退到步骤S22并继续显示处理，如果判定为处理结束(即“是”)，则回到低消耗电力模式(步骤S6)后，使过程返回。

也就是说，控制微型计算机14A在IC卡数据的读入结束后，结束向IC卡3的通电，在显示单元20上显示IC卡数据，在一定时间的显示结束后转移到低消耗电力模式。

此外，步骤S3中，在用户将IC卡3插入到车载器1A中的场合，判定为输入IC卡中断信号18a(即“是”)，控制微型计算机14A从低消耗电力模式起动成通常工作模式(步骤S31)。

这种场合，因也不需要与路上机2之间的通信，所以控制微型计算机14A仅执行IC卡3插入时是否正确的检查处理(步骤S32)，不输出起动信号ERA和EPA。

也就是说，控制微型计算机14A向应IC卡中断信号18a进行起动，将协议处理单元15A原样地维持在低消耗电力模式状态不变，对IC卡3进行通电，与IC卡3之间相互通信，同时确认用数码键19输入的保密号码和IC卡3内的保密号码的一致性。

接着，判定IC卡3的插入时的检查处理是否结束(步骤S33)，如果判定为没有结束(即“否”)，则退到步骤S32，并继续IC卡数据处理，如果判定为处理结束(即“是”)，则回到低消耗电力模式(步骤S6)后，使过程返回。

也就是说，控制微型计算机14A在确认IC卡3是否实际上对车载器1A有效的IC卡后，结束向IC卡3的通电，并转移到低消耗电力模式。

这样，控制微型计算机14A仅响应与路上机2之间的通信需要的数据中断信号Da，使发送单元13B和协议处理单元15A(外部设备)起动，执行处理，并对仅用控制微型计算机14A能对付的其它中断信号，将外部设备维持在低消耗电力模式，同时执行处理。

由上述过程，能有效地降低车载器1A的消耗电力。

因此，在使用车载器1A内的电池作为电源21的场合，能延长电池寿命。此外，由于消耗电力减少，能抑制车载器1A的发热。

实施形态2

前述实施形态1中，在IC卡3插入时，虽然从数码键19输入保密号码，检查IC卡3是否正确，但不用数码键19而仅用IC卡3与控制微型计算机14A的相互通信，也能检查是否正确。

如前所述，采用本发明的第1发明，则因包括：

用于通过所述RF单元，与所述ETC用路上机之间进行数据发送接收的控制微型计算机；

插入在所述RF单元和控制微型计算机之间的协议处理单元；

响应开关操作，将开关中断信号输入到所述控制微型计算机中的操作开关；

响应IC卡的插入操作，将IC卡中断信号输入到所述控制微型计算机中的IC卡检测开关；

用于对所述RF单元、所述协议处理单元和所述控制微型计算机进行供电的电源；而且

所述RF单元的接收单元，借助来自所述电源的供电，总是处于通常接收工作模式的起动状态，并响应来自所述ETC用路上机的数据接收，将数据中断信号输入到所述控制微型计算机中，

所述控制微型计算机，响应所述开关中断信号、所述IC卡中断信号或者所述数据中断信号中的任何一种中断信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，并仅响应所述数据中断信号，输出对所述RF单元的发送单元和对所述协议处理单元的起动信号，在结束对所述开关中断信号、所述IC卡中断信号或者所述数据中断信号的响应处理的时刻，回到所述低消耗电力模式，

所述RF单元的发送单元，根据来自所述控制微型计算机的起动信号，从低消耗电力模式起动成通常发送工作模式，同时在向所述ETC用路上机的数据发送结束的时刻，回到所述低消耗电力模式，

所述协议处理单元，根据来自所述控制微型计算机的起动信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，同时在从所述ETC用路上机向所述控制微型计算机的数据发送结束的时刻，回到所述低消耗电力模式，从而

形成仅在必要时起动发送单元和协议处理单元，

所以具有得到能有效地减小消耗电力的ETC用车载器的效果。

采用本发明的第2发明则因在本发明的第1发明中，

所述控制微型计算机，响应所述IC卡中断信号，从所述IC卡内读入IC卡数据，而输出对所述协议处理单元的起动信号，

所以具有得到能有效地减小消耗电力的ETC用车载器的效果。

采用本发明的第3发明，则因在本发明的第1发明中，

包括在所述控制微型计算机的控制下驱动的显示单元，而且

所述开关中断信号，包含与所述IC卡的有效期限和利用履历的至少一种有关的IC卡数据的显示请求，

所述控制微型计算机，响应所述显示请求，使所述IC卡数据显示在所述显示单元上，而输出对所述协议处理单元的起动信号，

所以具有得到能有效地减小消耗电力的ETC用车载器的效果。

Claims

1.一种ETC用车载器，其特征在于，包括：

插入在所述RF单元和控制微型计算机之间的协议处理单元；

所述控制微型计算机，响应所述开关中断信号、所述IC卡中断信号或者所述数据中断信号中的任何一种中断信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，并仅响应所述数据中断信号，输出对于所述RF单元的发送单元和对所述协议处理单元的起动信号，在结束对所述开关中断信号、所述IC卡中断信号或者所述数据中断信号的响应处理的时刻，回到所述低消耗电力模式，

所述协议处理单元，根据来自所述控制微型计算机的起动信号，从低消耗电力模式起动成通常工作模式，同时在从所述ETC用路上机向所述控制微型计算机的数据发送结束的时刻，回到所述低消耗电力模式。

2.如权利要求1所述的ETC用车载器，其特征在于，

所述控制微型计算机，响应所述IC卡中断信号，从所述IC卡内读入IC卡数据，而不输出对所述协议处理单元的起动信号。

3.如权利要求1所述的ETC用车载器，其特征在于，

包括在所述控制微型计算机的控制下驱动的显示单元，而且

所述控制微型计算机，响应所述显示请求，使所述IC卡数据显示在所述显示单元上，而不输出对所述协议处理单元的起动信号。