[发明专利]一种高速公路安全通行装置及其工作方法

权利要求书

1.一种高速公路安全通行装置，其特征在于：包括高速公路安全通行卡、与高速公路安全通行卡相配套的车载OBU、路侧RSU；

所述高速公路安全通行卡包括MCU、存储模块、通行卡接口模块，所述MCU分别与存储模块、通行卡接口模块相连；所述通行卡接口模块用来实现同车载OBU之间的通信，接收反馈从车载OBU各个模块传递过来的信息，并负责向高速公路安全通行卡供电；

所述车载OBU包括车载OBU接口模块、车载OBU的DSRC模块、语音模块、按钮、天线，所述车载OBU接口模块分别与车载OBU的DSRC模块、语音模块、按钮相连，所述车载OBU的DSRC模块与所述天线相连；

所述路侧RSU包括路侧RSU的DSRC模块，用于和车载OBU进行通信；所述路侧RSU之间通过光纤宽带连接，用于实现信息交互传输；

所述车载OBU的DSRC模块通过天线与路侧RSU的DSRC模块通信连接，用于接收路侧RSU传来的路况信息、前方车辆事故信息，以及发送从高速公路安全通行卡MCU中传出来的汽车状态信息。

2.根据权利要求1所述的高速公路安全通行装置，其特征在于：所述MCU选用英飞凌单片机XC878。

3.根据权利要求1所述的高速公路安全通行装置，其特征在于：所述天线使用圆极化缝隙耦合微带天线。

4.根据权利要求1所述的高速公路安全通行装置，其特征在于：所述DSRC模块工作频段为5.8GHz，通信速率：500kbps/250kbps，通信距离为400m。

5.根据权利要求1所述的高速公路安全通行装置，其特征在于：所述车载OBU安置在汽车中控台右侧、副驾驶座椅前方，天线置于车顶。

6.根据权利要求1所述的高速公路安全通行装置，其特征在于：所述存储模块中存储的信息包括驾驶员目的地、汽车车牌号、通行卡卡号；所述按钮用于车辆发生抛锚、机械故障等突发情况时，驾驶员发送“求救信号”；所述语音模块用于向驾驶员播报路况信息。

7.一种高速公路安全通行装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)车辆进入高速公路收费口后，高速公路安全通行卡插入车载OBU中，然后安全通行卡读取存储器预设信息，确认后车载OBU的DSRC模块发送“放行”信号，同时高速公路安全通行卡被锁死在卡槽内，路侧RSU接收到“放行”信号后，打开高速公路入口闸道；

b)正常行驶时，路侧RSU通过光纤接收实时路况信息，信息发送给车载OBU的DSRC模块，车载OBU的DSRC模块将此信息发送给高速公路安全通行卡，高速公路安全通行卡MCU接收路况信息，向车载OBU中的语音模块发送工作指令，语音模块向驾驶员播报路况信息；

c)当前方车辆发生事故时，路侧RSU的DSRC模块根据接收到的信息，判断事故的严重程度，并向事故车辆后方车辆发送“避让”或者“紧急避让”的提醒，同时通知交通和医护部门及时救援；

d)若车辆发生抛锚、机械故障的突发情况，通过按下“求救”按钮，车载OBU的DSRC模块向路侧RSU发送“求救信号”，路侧RSU的DSRC模块根据接收到的信息向事故车辆后方车辆发送“紧急避让”提醒，同时通知交通部门及时救援；

e)车辆驶出高速公路出口时，路侧RSU的DSRC模块向车载OBU中发送“确认”信号，高速公路安全通行卡弹出，收费员在驾驶员缴费完成后，向路侧RSU中DSRC模块发送“放行”信号，打开高速公路出口闸道。

8.根据权利要求7所述的高速公路安全通行装置的工作方法，其特征在于：所述车载OBU的DSRC模块在通信时需要对电文进行加密处理。