[发明专利]一种基于广域物联网的具有多义性路径识别功能的车载单元和系统

说明书

本发明属于智能交通技术领域，涉及一种基于广域物联网的具有多义性路径识别功能的车载单元和系统。所述的车载单元包括单片机、广域物联网模块、双界面卡芯片和13.56MHz天线，所述的单片机是负责控制、运算和存储的核心芯片，内部运行小型实时操作系统；所述的广域物联网模块包括物联网通信模块，在所述的单片机的控制下实现所述的车载单元与后台系统的鉴权和远距离数据通信；通过所述的双界面卡芯片和13.56MHz天线，在高速公路收费站出入口实现数据写入和读取功能。利用本发明的车载单元和系统，可以解决现有的高速公路多义性路径识别技术存在的静态、孤立点、滞后识别，记录、提供和读取信息不够准确与全面的技术问题。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，涉及一种基于广域物联网的具有多义性路径识别功能的车载单元和系统。

背景技术

从上世纪九十年代开始，我国进入了高速公路建设的快速发展期。至2015年底，我国高速公路通车总里程达到12.3万公里，居于世界首位。随着高速交通网络的日益完善，高速公路的发展模式将逐步从大规模基础建设转向智能化管理上来。高速公路智能化管理的支撑技术包括全国联网、动态监控和应急处理等。

由于高速公路规划的时间跨度大、区域性强，建设和运营由多个主体负责，在高速公路的联网整合时形成了大量的环网，产生了多义性路径的问题。多义性路径又称二义性路径，是指在收费公路路网内两个收费站之间存在两条或两条以上行驶路径。多义性路径问题不仅给高速公路通行费收入在分拆结算时带来利益分配的矛盾，也给道路资源的合理分配造成困难。

近年来物联网技术高速发展，其中低功耗广域物联网是一个新的发展热点。低功耗广域物联网又称低功耗广域网(LPWAN)，有代表性的技术包括Sigfox、LoRa和NB-IoT。Sigfox和LoRa技术比较成熟，目前在不少国家已经开始商业化运作；NB-IoT技术得到了3GPP的大力支持，R13标准制定工作已在2016年6月冻结，商业化工作随后展开。

低功耗广域物联网具有成本低、覆盖范围广(可达40公里以上)、低数据速率通信可靠性高、支持终端超低功耗配置(10年以上电池寿命)、支持扩展定位功能(典型精度为50米)和支持联网等优点。低功耗广域物联网技术为解决高速公路多义性路径问题提供了一种新的思路。

现有技术公开的高速公路多义性路径识别技术例举如下：

公开号为“CN1877641A”的中国发明专利申请公开了“多义性路径识别系统及其方法”。该发明专利申请公开了一种多义性路径识别系统及其方法，包括路侧天线设备、桌面读写机、车载单元，所述路侧天线设备连续发送带有路径标识信息的射频信号，所述车载单元接收和存储路径信息，所述桌面读写器读取车载单元中存储的路径信息来区分多义性路径。该专利申请公开的系统及方法存在的问题是：(1)需要在高速公路上新建大量的路侧基础设施；(2)路侧天线设备连续发送射频信号，导致ISM频谱被连续占用，影响其他使用ISM频谱的设备的正常使用；(3)路侧天线设备与车载单元缺乏不要的认证手段，存在信息安全隐患。

公开号为CN101561289A的中国发明专利申请公开了“多义性路径的识别方法、系统、装置及路径识别卡”。该发明专利申请中的路径识别卡包括GPS模块和双界面卡。路径识别卡记录途经路径的GPS信息，通过双界面卡的无线方式传输存储的GPS信息。该专利申请公开的识别卡存在的问题是：(1)双界面CPU卡的存储容量有限，仅能存储较少的经纬度坐标值；(2)在高速公路出口收费员通过读卡器读取CPU卡中存储的经纬度坐标值耗时较长，影响高速公路出口通行效率；(3)通过该实现方法确定车辆行驶路径有滞后性，延时时间也是不确定的，不利于高速公路的智能化管理。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种基于广域物联网的具有多义性路径识别功能的车载单元，以解决现有的高速公路多义性路径识别技术存在的静态、孤立点、滞后识别，记录、提供和读取信息不够准确与全面的技术问题。