[发明专利]高速公路不停车收费系统

摘要

本发明公开了一种成本较低且能够实现快速检测以及交互和认证的用于高速公路的不停车收费系统。该不停车收费系统，位于收费站的道闸以及用于控制道闸的控制器，还包括服务器、路测单元与手机客户端，路测单元包括WiFi模块与iBeacon发射模块，手机客户端具有iBeacon接收模块、WiFi通信模块、车辆信息记录模块，所述服务器具有扣费模块。该不停车收费系统无需用户增加任何附件硬件，降低了用户的使用成本，其次，整个系统能够实现快速检测以及交互和认证，且定位精度高，认证通过率高，误检概率低。适合在公路收费系统领域推广应用。

主权项

高速公路不停车收费系统，包括位于收费站的道闸以及用于控制道闸的控制器，其特征在于：还包括服务器、路测单元与手机客户端，所述控制器与服务器相连，所述路测单元设置在收费站入口道路的两侧，所述路测单元包括WiFi模块与iBeacon接收模块，所述手机客户端具有iBeacon发射模块、WiFi通信模块、车辆信息记录模块，所述服务器具有扣费模块；所述路测单元的WiFi模块周期性的发送SSID，所述手机客户端的WiFi通信模块周期性检测一次AP列表是否有指定SSID，若WiFi通信模块检测到AP列表含有指定的SSID，此时WiFi通信模块发送指令给车辆信息记录模块，车辆信息记录模块接收到WiFi通信模块发送的指令后将记录的车辆信息通过WiFi通信模块转发给服务器，服务器根据接收到的车辆信息进行计费并通过扣费模块进行扣费；所述手机客户端的iBeacon发射模块周期性的发送蓝牙信号，iBeacon接收模块实时检测iBeacon发射模块发送的蓝牙信号的RSSI值并通过WiFi模块转发给服务器，服务器根据接收到的RSSI值计算手机客户端与路测单元之间的距离，当手机客户端与路测单元之间的距离达到预设值时，服务器发送指令给控制器控制闸道的开闭；所述服务器根据接收到的RSSI值采用如下计算方式计算手机客户端与路测单元之间的距离，具体的计算方式如下所述：A、对接收到第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理得到B、将进行Savitzky‑Golay滤波处理得到C、采用最大最小准则对进行判断得到第i个时刻的yi，即设定门限概率值M，将值带入RSSI值的概率密度函数其中μ＝‑69.977，σ＝2.14625，得到值出现的概率值fi，当fi大于M时，当fi小于M时，yi＝yi‑1；D、将yi值带入如下公式得到第i个时刻手机客户端与路测单元之间的距离di，具体公式如下所示：di＝a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω)其中a0，a1，a2，b1，b2，ω为第i时刻的参数值，第i时刻的a0，a1，a2，b1，b2，ω参数值采用如下计算方式得出：设定a0，a1，a2，b1，b2，ω的初始值为a0初＝6.014，a1初＝7.005，a2初＝1.738，b1初＝1.551，b2初＝0.1173，ω初＝0.02727；将第i‑1时刻得到的a1，a2，b1，b2，ω，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的a0，所述方程如下所述：-2Σi=0n-1(di-a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω))=0;]]>将第i‑1时刻得到的a0，a2，b1，b2，ω，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的a1，所述方程如下所述：2Σi=0n-1sin(yi*ω)(di-a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω))=0]]>将第i‑1时刻得到的a0，a1，a2，b2，ω，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的b1，所述方程如下所述：2Σi=0n-1cos(yi*ω)(di-a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω))=0]]>将第i‑1时刻得到的a0，a1，b1，b2，ω，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的a2，所述方程如下所述：2Σi=0n-1sin(2*yi*ω)(di-a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω))=0]]>将第i‑1时刻得到的a0，a1，a2，b1，ω，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的b2，所述方程如下所述：2Σi=0n-1cos(2*yi*ω)(di-a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω))=0]]>将第i‑1时刻得到的a0，a1，a2，b1，b2，yi‑1，di‑1代入以下方程中，求解得到第i时刻的ω，所述方程如下所述：所述n指从接收RSSI值Yi开始到当前经历的时刻数量。