[发明专利]基于LED车灯的ETC可见光无线通信接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光无线通信及车辆自动识别技术领域，尤其涉及一种基于LED车灯的ETC可见光无线通信接入方法。

背景技术

ETC（Electronic Toll Collection Systems，电子不停车收费系统）是目前世界各国均在大力推崇的先进的收费方式。车主只需在车窗上安装电子标签，车辆在经过收费站时，通过收费站点设置的读写器对经过车辆的电子标签进行读写识别，并自动从预先绑定的射频卡或银行帐户上扣除相应费用，无需车主停车和人工缴费即可快速通过收费站点，真正实现一路畅通。

LED车灯是指采用LED(发光二极管)为光源的车灯。因为LED具有亮度高、低功耗、寿命长、绿色环保的特点，所以LED被广泛应用于汽车领域。利用白光LED进行通信成为一种新型的光无线通信技术。可见光无线通信技术适用于电子不停车收费系统中的无线短距离通信。目前应用于ETC系统中的无线短距离通信技术主要是射频。但是，射频通信方式会对其他电磁系统产生电磁干扰，而且基于射频的短距离通信技术需要安装额外的专用无线设备。而可见光对人类安全、发射功率高、无需申请无线电频谱证、无电磁干扰。

现有技术中，RFID和ETC技术在门禁系统中的应用(计算机时代，2013-02-15) 介绍了无线射频识别和电子不停车收费的基本概念、工作原理及相关技术。分析了当前车库门禁系统和楼宇门禁系统在实际应用中存在的问题。借鉴了高速公路电子不停车收费系统的成熟应用经验，但是该系统前端通信是采用无线射频方式，因此，通信方式不适用于基于LED车灯的ETC的通信方式。

申请号为201210042738.5的中国专利申请也提到了基于LED可见光通信的小区车辆出入系统，但文中主要提出门禁的设施包括位移传感器，自动栏杆机和车载设施，车载设施包括发射LED可见光信号的LED可见光发射器，但没有具体提出采用LED发射机与小区车辆出入系统中的通信系统。

针对以上技术问题，本发明提供了一种基于LED车灯的ETC可见光无线通信接入方法。

发明内容

本发明针对LED车灯在ETC电子不停车收费系统的可见光通信接入，原ETC通信协议的物理层不适用于可见光无线通信，但是数据链路层及应用层是由适合LED车灯可见光无线通信的数据链路层和应用层协议组成，仍然适用于LED车灯可见光无线通信的要求，因此，本发明基于LED车灯的ETC可见光无线通信接入方法主要解决可见光通信在ETC通信协议中的物理层规范定义，无缝接入其数据链路层及应用层，从而完成LED车灯与ETC可见光无线通信的接入。

为了实现上述目的，本发明实施案例提供的技术方案如下：

一种基于LED车灯的ETC可见光无线通信接入方法，所述方法包括：

S1、定义物理层中可见光通信的技术指标及对应的数据单元帧；

S2、物理层提供访问该层时读取/设置物理层参数功能的服务原语，接入到数据链路层；

S3、数据链路层中的MAC子层进行数据发送、数据接收及数据确认，数据链路层中的LLC子层进行差错检测及流量控制；

S4、应用层对数据链路层的服务原语作出应答，完成车载设备与终端系统之间的基于LED车灯的ETC可见光无线通信。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中的可见光通信的技术指标具体包括：可见光通信距离为1~200m，波长范围为380~900nm，误码率为10^-6~10^-9。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中的可见光通信的技术指标还包括：LED车灯所需的驱动电源为12V~60V，LED车灯发出可见光的光通量为900~1100lm，亮度为90~100cd/m²，光照强度为50~250lx。

作为本发明的进一步改进，所述物理层的工作模式为PHYⅠ，具体为：

数据传输速率为11.67~266.6kb/s，采用二进制序列调制，时钟频率小于或等于400kHz。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中的数据发送步骤具体为：

MAC子层判断是否发送数据，若是，则将给发送的数据加上控制信息，最终将数据及控制信息中规定的格式发送到物理层。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中的数据接收步骤具体为：

MAC子层接收输入的数据并判断数据是否发生传输错误，若否，则去掉控制信息，并将输入的数据发送至LLC子层。