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一種車載智能電源的設(shè)計

發(fā)布時間:2011-11-16

中心議題:
  • 一種車載智能電源的設(shè)計
  • 研究電子不停車收費設(shè)計
解決方案:
  • 低功耗智能電源在電子不停車收費系統(tǒng)中應(yīng)用設(shè)計方案

智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportSystem,簡稱ITS) 研究領(lǐng)域,是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向,其是將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)等有效地集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。

1 ETC系統(tǒng)介紹

電子不停車收費(ElectronicTollCollection,ETC)設(shè)計成由路邊讀寫設(shè)備(Road Side Unit,簡稱RSU)、車載單元(OnBoardUnit,簡稱OBU)、IC卡、計算機安全控管技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及賬務(wù)等幾大部分組成。

其組成由圖1.1 所示:

圖1. 1 ETC系統(tǒng)組成圖

OBU 中存有車輛的識別信息,如車牌號、汽車ID號,一般安裝于車輛前面的擋風(fēng)玻璃上,RSU安裝于收費站旁邊,環(huán)路感應(yīng)器安裝于車道地面下。中心管理系統(tǒng)有大型的數(shù)據(jù)庫,存儲大量注冊車輛和用戶的信息。當(dāng)車輛通過收費站口時,環(huán)路感應(yīng)器感知車輛,路邊單元發(fā)出詢問信號,車載單元做出響應(yīng)。并進行雙向通信和數(shù)據(jù)交換,中心管理系統(tǒng)獲取車輛識別、車型等信息并和數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)信息進行比較判斷,根據(jù)不同情況來控制管理系統(tǒng)產(chǎn)生不同的動作。通過路邊單元與車載單元進行相互通信和信息交換,以達到對車輛的自動識別,并自動從該用戶的專用帳戶中扣除通行費,從而實現(xiàn)自動收費。

因為OBU在整個ETC 系統(tǒng)中起著非常重要的作用,而電源模塊的性能直接關(guān)系著OBU能否正常工作?,F(xiàn)有的OBU供電方式一般有兩種,但各有缺憾。據(jù)此,新的低功耗電源設(shè)計方法應(yīng)該產(chǎn)生。

2 低功耗智能電源在電子不停車收費系統(tǒng)中應(yīng)用設(shè)計方案

如OBU這種以嵌入式處理器為核心的系統(tǒng),其功耗主要由處理器功耗和外圍電路功耗組成??紤]實際的運行情況,汽車在公路上行駛的整個過程中,經(jīng)過收費站的時間是非常短的,OBU只需要在汽車經(jīng)過收費站時工作,而且工作時間不到一秒鐘,其他絕大部分時間都不需要工作。OBU智能電源管理采用電池供電的方法,控制OBU 工作在兩種模式,睡眠模式和激活模式;當(dāng)車進入收費站時,OBU被激活,開始工作,處于激活模式;當(dāng)交易完成,車離開收費站后,OBU馬上停止工作進入睡眠模式。根據(jù)這種特點,對電源采用分級管理的策略,即分為待機電源與工作電源,如圖2.1。
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圖2. 1 OBU電源管理分級模塊結(jié)構(gòu)圖
 
同時,為實現(xiàn)進一步的分時供電控制,工作電源模塊又按功能模塊劃分獨立電源回路,各個模塊電源獨立可控,由主控制器統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

激活的MCU,使用中斷編寫方式,對各個I/O 進行判斷后分時控制,輸出各個耗電模塊的DC/DC使能高電平信號,分時為射頻接收、射頻發(fā)送、基帶電路、IC卡讀寫、賬戶管理及人機接口供電;在任一時刻,系統(tǒng)除主控制器外最多只為2 個模塊供電,大大減少了系統(tǒng)的功耗。
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