车载电子标签论文和设计-袁康

全文摘要

本申请公开了一种车载电子标签，涉及电子标签领域。其包括内置的电路板，以及集成在电路板处的MCU控制单元、用户卡芯片模块、ESAM模块、射频单元和电源模块。MCU控制单元配置成控制其他模块及完成数据的协议帧的处理。用户卡芯片模块配置成安全存储车辆和个人的相关信息，在国内使用时还配置成缴纳收费公路通行费。ESAM模块配置成安全存储车辆信息及为通信时的密钥管理单元。射频单元与RSU通信。电源模块为电子器件供电。本申请采用内部电路集成芯片取代用户卡功能，且本申请的用户卡芯片模块无银行卡属性，从根本上彻底杜绝ETC用户卡受热变形失效、ETC用户卡被POS机盗刷的可能，因此本申请更安全可靠，使用更便捷。

主设计要求

1.一种车载电子标签，其特征在于，包括内置的电路板，以及集成在所述电路板处的MCU控制单元，配置成控制所述车载电子标签中的其他模块，还配置成完成数据的协议帧的处理；用户卡芯片模块，与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆和个人的相关信息，在国内使用时还配置成缴纳收费公路通行费；ESAM模块，与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆对应的相关信息，还配置为通信时的密钥管理单元，包括对所述车载电子标签与RSU通信时的数据进行加密解密；射频单元，与所述MCU控制单元相连，配置成与RSU通信；和电源模块，与所述MCU控制单元相连，配置成为所述车载电子标签中的电子器件供电。

设计方案

1.一种车载电子标签，其特征在于，包括内置的电路板，以及集成在所述电路板处的MCU控制单元，配置成控制所述车载电子标签中的其他模块，还配置成完成数据的协议帧的处理；

用户卡芯片模块，与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆和个人的相关信息，在国内使用时还配置成缴纳收费公路通行费；

ESAM模块，与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆对应的相关信息，还配置为通信时的密钥管理单元，包括对所述车载电子标签与RSU通信时的数据进行加密解密；

射频单元，与所述MCU控制单元相连，配置成与RSU通信；和

电源模块，与所述MCU控制单元相连，配置成为所述车载电子标签中的电子器件供电。

2.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，还包括蓝牙通讯模块，与所述MCU控制单元相连，配置成用户自行在线对车载电子标签发行，还配置成连接用户手机，从而接入云端发行系统实现车载电子标签发行。

3.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，还包括防拆开关，与所述MCU控制单元相连，其具有按下状态和弹起状态，并配置成在按下状态所述车载电子标签生效，在弹起状态所述车载电子标签失效。

4.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，还包括蜂鸣器，与所述MCU控制单元相连，配置成在出路口时发出声音。

5.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，还包括：

蓝牙通讯模块，与所述MCU控制单元相连，配置成用户自行在线对车载电子标签发行，还配置成连接用户手机，从而接入云端发行系统实现车载电子标签发行；

蜂鸣器，与所述MCU控制单元相连，配置成在出路口时发出声音；

LED灯，与所述MCU控制单元相连，配置成响应于所述蜂鸣器并发出红色指示灯光，还配置成响应于所述蓝牙通讯模块并发出绿色指示灯光。

6.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，所述射频单元为5.8G射频单元。

7.根据权利要求1所述的车载电子标签，其特征在于，所述电源模块配置成电池供电、储能器供电或太阳能板供电。

8.根据权利要求7所述的车载电子标签，其特征在于，所述储能器供电是通过USB口充电。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的车载电子标签，其特征在于，还包括壳体，包覆在所述电路板的外部，用于保护所述电路板。

10.根据权利要求9所述的车载电子标签，其特征在于，所述壳体为圆形壳体、方形壳体、椭圆形壳体或长方形壳体。

设计说明书

技术领域

本申请涉及电子标签，特别是涉及一种车载电子标签。

背景技术

国内ETC从2008年开始建设已有近十年的时间，到现在全国有40％左右的车辆都安装了ETC电子标签设备，实现了ETC的全国联网，专用车道数量达到数万条。全国ETC联网以来，ETC发展迅速，目前全国高速公路ETC用户已接近亿级。随着互联网时代的飞速发展，移动支付已渗入到我们生活的方方面面，并影响着高速公路的通行方式和收费模式，现有的ETC技术需要与潮流接轨。

目前电子标签设计均为双片式设计，是在电子标签上插上一张ETC用户卡。由此存在下述两方面问题：一方面，用户卡在高温天气变形失效，插卡口受热变形。另一方面，存在ETC卡盗刷事件，由于很多ETC用户卡是银行发行，该卡有银行卡和ETC卡双重功能，导致必须强迫用户关闭ETC用户卡的NFC支付功能以避免损失。

实用新型内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请提供了一种车载电子标签，包括内置的电路板，以及集成在所述电路板处的MCU控制单元，配置成控制所述车载电子标签中的其他模块，还配置成完成数据的协议帧的处理；

用户卡芯片模块，与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆和个人的相关信息，在国内使用时还配置成缴纳收费公路通行费；

射频单元，与所述MCU控制单元相连，配置成与RSU通信；和

电源模块，与所述MCU控制单元相连，配置成为所述车载电子标签中的电子器件供电。

可选地，所述的车载电子标签，还包括蓝牙通讯模块，与所述MCU控制单元相连，配置成用户自行在线对车载电子标签发行，还配置成连接用户手机，从而接入云端发行系统实现车载电子标签发行。

可选地，所述的车载电子标签，还包括防拆开关，与所述MCU控制单元相连，其具有按下状态和弹起状态，并配置成在按下状态所述车载电子标签生效，在弹起状态所述车载电子标签失效。

可选地，所述的车载电子标签，还包括蜂鸣器，与所述MCU控制单元相连，配置成在出路口时发出声音。

可选地，所述的车载电子标签，还包括：

蜂鸣器，与所述MCU控制单元相连，配置成在出路口时发出声音；

LED灯，与所述MCU控制单元相连，配置成响应于所述蜂鸣器并发出红色指示灯光，还配置成响应于所述蓝牙通讯模块并发出绿色指示灯光。

可选地，所述射频单元为5.8G射频单元。

可选地，所述电源模块配置成电池供电、储能器供电或太阳能板供电。

可选地，所述储能器供电是通过USB口充电。

可选地，所述的车载电子标签，还包括壳体，包覆在所述电路板的外部，用于保护所述电路板。

可选地，所述壳体为圆形壳体、方形壳体、椭圆形壳体或长方形壳体。

本申请的车载电子标签，由于内置电路板且电路板集成用户卡芯片模块，即采用内部电路集成芯片取代用户卡功能，且本申请的用户卡芯片模块无银行卡属性，从根本上彻底杜绝现有技术中ETC用户卡受热变形失效、ETC用户卡被POS机盗刷的可能，因此本申请更安全可靠，使用更便捷。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的车载电子标签的示意性主视图；

图2是图1所示车载电子标签的示意性后视图；

图3是根据本申请一个实施例的车载电子标签的示意性架构图；

图4是图3所示MCU控制单元的示意性电路图；

图5是图3所示用户卡芯片模块的的示意性电路图；

图6是图3所示5.8G射频单元的示意性电路图；

图7是图3所示电源模块的示意性电路图；

图8是图3所示ESAM模块的示意性电路图；

图9是图3所示蜂鸣器的示意性电路图；

图10是图3所示防拆开关的电压检测的示意性电路图；

图11是图3所示蓝牙模块的示意性电路图；

图12是图3所示LED灯的示意性电路图。

图中各符号表示含义如下：

10车载电子标签，

1壳体，2防拆开关，3LED灯。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的车载电子标签的示意性主视图。图2是图1所示车载电子标签的示意性后视图。图3是根据本申请一个实施例的车载电子标签的示意性架构图。如图3所示，还可参见图1-图2，本申请提供了一种车载电子标签10，包括内置的电路板，以及集成在所述电路板处的MCU控制单元、用户卡芯片模块、ESAM模块、射频单元和电源模块。其中，MCU控制单元配置成控制所述车载电子标签10中的其他模块，还配置成完成数据的协议帧的处理。

图4是图3所示MCU控制单元的示意性电路图。具体实施时，MCU控制单元可采用图4所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。本实施例中，MCU控制单元是车载电子标签10的核心控制器件，除控制ESAM模块和用户卡芯片模块，以及控制其他外部扩展模块实现相应的功能，还完成数据的协议帧的处理。由于MCU控制单元要在极短的时间完成数据处理工作以及对其他模块的控制，而大部分时间又处在休眠状态。因此，MCU控制单元需要具备低功耗和高速的数据通信能力两大特点。

图5是图3所示用户卡芯片模块的的示意性电路图。具体实施时，用户卡芯片模块可采用图5所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。本实施例中，用户卡芯片模块与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆和个人的相关信息，在国内使用时还配置成缴纳收费公路通行费。用户卡芯片模块需要经历规定中的一发、二发的过程。用户卡芯片模块为封装设计的工业级芯片已经可以满足极限环境应用，适应高低温环境(零下40°～高温80°)。

图8是图3所示ESAM模块的示意性电路图。具体实施时，ESAM模块可采用图8所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。ESAM模块与所述MCU控制单元相连，配置成安全存储车辆对应的相关信息，还配置为通信时的密钥管理单元，包括对所述车载电子标签10与RSU通信时的数据进行加密解密，防止篡改通信信息的不法行为。ESAM模块需要经历ITS初始化、一发、二发的过程。

图6是图3所示5.8G射频单元的示意性电路图。具体实施时，射频单元采用图6所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。射频单元与所述MCU控制单元相连，配置成与RSU通信。更具体地，本实施例中，所述射频单元为5.8G射频单元。当然，在其他实施例中，还可以是其他频率的射频单元。

图7是图3所示电源模块的示意性电路图。具体实施时，电源模块采用图7所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。电源模块与所述MCU控制单元相连，配置成为所述车载电子标签10中的电子器件供电。如图7所示，本实施例中，所述电源模块配置成电池供电、储能器供电或太阳能板供电。其中，所述储能器供电是通过USB口充电。

本申请的车载电子标签10，由于内置电路板且电路板集成用户卡芯片模块，即采用内部电路集成芯片取代当前分离式物理用户卡的模式，且本申请的用户卡芯片模块无银行卡属性，从根本上彻底杜绝现有技术中ETC用户卡受热变形失效、ETC用户卡被POS机盗刷的可能，因此本申请更安全可靠，使用更便捷。

本实施例中，参见图3，所述的车载电子标签10还包括蓝牙通讯模块，与所述MCU控制单元相连，配置成用户自行在线对车载电子标签10发行，还配置成连接用户手机，从而接入云端发行系统实现车载电子标签10发行。图11是图3所示蓝牙模块的示意性电路图。具体实施时，蓝牙通讯模块采用图11所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。

如图3所示，还可参见图1-图2，本实施例中，所述的车载电子标签10还包括防拆开关，与所述MCU控制单元相连，其具有按下状态和弹起状态，并配置成在按下状态所述车载电子标签10生效，在弹起状态所述车载电子标签10失效。图10是图3所示防拆开关的电压检测的示意性电路图。具体实施时，防拆开关的电压检测采用图10所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。

本实施例中，如图3所示，所述的车载电子标签10还包括蜂鸣器，与所述MCU控制单元相连，配置成在出路口时发出声音。图9是图3所示蜂鸣器的示意性电路图。具体实施时，蜂鸣器可采用图9所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。

本实施例中，所述的车载电子标签10还包括：LED灯3，与所述MCU控制单元相连，配置成响应于所述蜂鸣器并发出红色指示灯光，还配置成响应于所述蓝牙通讯模块并发出绿色指示灯光。图12是图3所示LED灯3的示意性电路图。具体实施时，LED灯3可采用图12所示电路图，当然在其他实施例中，还可以是其他电路图。

如图1所示，还可参见图2，本实施例中，所述的车载电子标签10还包括壳体1，包覆在所述电路板的外部，用于保护所述电路板。

如图1所示，还可参见图2，本实施例中，所述壳体1为圆形壳体，可以更好融入使用环境。当然在其他实施例中，所述壳体1还可以是方形壳体、椭圆形壳体或长方形壳体等等任意形状。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

设计图

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