[发明专利]感应车辆检测和识别系统、感应牌照板以及感应读取器

说明书

技术领域

本发明涉及使用车辆识别来登记车辆和监视交通的交通控制装置。

背景技术

常规装置是一种自动车辆识别系统(参见US20120056725A1)，包括安装于车辆上的电子识别装置以及对所述识别装置进行读取和/或写入的电子装置，这两个装置均配备有感应发射器和接收器，其中电子识别装置还包含至少一个能够在10cm到90cm的范围内操作的HF频带发射器、至少一个能够在300cm到1000cm的范围内操作的UHF频带发射器，以及电子存储器单元。

此系统存在若干缺点：

首先，所述系统过于复杂，因为它需要使用HF频带和UHF频带两者在安装于车辆上的电子识别装置与电子读取装置之间通信。

第二，UHF频带天线由于较高的波衰减而无法放置于车行道下方。这些天线也无法直接放置于车行道上，因为例如雨、泥、雪和冰等某些天气状况由于使波衰减增加并使UHF频带天线的电磁场的方位图失真而使系统的范围和信息读取可靠性急剧降低。包括应答器、天线和读取器的UHF频带RFID系统仅在无线电可见性的条件下可操作，而与波长成比例的例如车辆或房屋等大的物体由于它们屏蔽了电磁波而可造成信号的完全损失，或造成干扰而导致信号失真。

为了使系统能够识别车辆，必须构造一些柱或场群以便在道路上方安装读取器天线，使得应答器可以操作。然而，即使是这些构造也没有解决对于所述频带的干扰特性的问题，此问题导致无线电连接失败并降低系统的可靠性。干扰还使得难以在对应车道上定位车辆。而且，道路上方或路边的任何构造都影响到道路网的建筑外观。

第三，被表征为长距离感应系统的配备有天线的HF频带RFID读取器系统维持从80cm到90cm的距离处的标准应答器的信息读取。再者，所述天线的尺寸是受限的，因为它的周长必须比感应系统的波长小至少十倍以使所述系统具有集中的参数。因此，作为常规读取器的一部分的框形天线的典型覆盖范围，形成用于标准应答器的强度为至少150mA/m的磁场，无法超过800x600x800mm的尺寸的方框，其中所述天线的周长应当对应于它的波长的1/8(参见例如FEIG Electronic公司的HF长距离读取器ID ISC.LR(M)2500)。磁性天线的所述覆盖范围不足以识别快速移动的物体，包含配备有应答器的车辆，因为读取它的识别数据所需的时间超过了具有应答器的车辆通过由框形天线覆盖的区域所需要的时间。即使跨越一条车道而定位，所述天线也仍然不能完全覆盖所述车道，原因在于磁性框架周长限制。

第四，这些系统的范围与可在数米内变化的车辆尺寸相比来说太短，且因此所述系统在放置于道路上方或路边时无法维持可靠的车辆检测。而且，道路上方或路边的任何构造都影响到道路网的建筑外观并且危及交通安全。

第五，如果HF频带天线放置于车行道下方，即在传导环境——接地导体中，那么所述天线暴露于环境的杂散电容以及杂散电流，所述杂散电容和杂散电流使电路去谐，从而减小所述电路的品质因数并使所述电路的谐振频率移位，这使得不可能适当地调谐系统，从而使所述系统的性能下降。

所述缺点因此限制了常规解决方案的应用。

另一常规装置是一种实施为电介质板的牌照板(参见US 5621571)，其中最上部层是反射性的并带有用于可视读取的字母和数字的组合，并且下层的电介质层包含天线，所述天线能够发射和接收915MHz频率信号并配备有连接馈送器。

此装置也可以用于车辆的射频识别。

此装置的问题在于，使牌照板为自主的是不可能的，因为牌照板含有需要连接的天线。额外的连接使得更难安装牌照板，降低它的可靠性并导致信号损失，因此使得无源模式操作是不可能的。

另一个问题是需要激励已经相当强力的发射器，因为牌照板内的单独天线单元需要HF频带操作(在此情况下，915MHz)，且在这些频率下存在高信号衰减，因此牌照板在射频通信的无源模式中操作是困难的或甚至不可能的。

而且，高载波频率具有与牌照板的尺寸成比例的波长，且因此装置容易受到附近物体(例如，其它车辆)引起的多次反射和遮蔽的不利影响。多次反射使天线方位图失真，这使得检测和定位常规牌照板是困难的或甚至不可能的，因此在与车辆识别系统相互作用时降低所述牌照板的可靠性。

所述缺点因此限制了常规装置的应用。