阅读说明：本技术 一种基于蓝牙etc、obu的停车信息采集收费系统及其停车信息采集收费方法 (Parking information acquisition charging system based on Bluetooth ETC and OBU and parking information acquisition charging method thereof ) 是由 赵振明 于 2020-04-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统及其停车信息采集收费方法,该停车信息采集收费系统包括：车辆检测蓝牙模块,与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的车辆检测器,与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的国标ETC车载单元OBU,以及与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的后端系统；所述车辆检测器与所述后端系统通信连接；所述车辆检测器内置摄像器。本发明设计车辆检测蓝牙模块可通过高、中、低输出功率依次进行搜索国标ETC车载单元OBU,以确定最接近本收费车位的国标ETC车载单元OBU,进而避免当多台车同时停在相邻车位时,停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致,导致收费出错的情况。(The invention discloses a parking information acquisition charging system based on Bluetooth ETC and OBU and a parking information acquisition charging method thereof, wherein the parking information acquisition charging system comprises: the system comprises a vehicle detection Bluetooth module, a vehicle detector in communication connection with the vehicle detection Bluetooth module, a national standard ETC vehicle-mounted unit (OBU) in communication connection with the vehicle detection Bluetooth module, and a back-end system in communication connection with the vehicle detection Bluetooth module; the vehicle detector is in communication connection with the back-end system; the vehicle detector is internally provided with a camera. According to the invention, the vehicle detection Bluetooth module can sequentially search the national standard ETC vehicle-mounted unit OBU through high output power, medium output power and low output power to determine the national standard ETC vehicle-mounted unit OBU closest to the charging parking space, so that the situation that when a plurality of vehicles are parked at adjacent parking spaces simultaneously, the charging parking space for parking and the charging parking space with the vehicle-mounted label being read are possibly inconsistent, and charging is wrong is avoided.)

一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统及其停车信 息采集收费方法

技术领域

本发明涉及停车位信息采集装置，具体是一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统。

背景技术

在中国实用新型专利“一种停车电子收费系统组件”（公告号CN206557856U）中,提供了一种涉及智能交通及物联网领域内的一种停车电子收费系统组件，该组件包括：车位型路侧设备RSE、车辆检测器、非接触式IC卡和/或车主Mkey和后端系统；该系统组件的核心部分主要依托DSRC无线通讯技术，通过车位型路侧设备与车辆检测器，实现通讯范围可控，满足计时收费及扣费的业务需要。对静态停车电子收费处理场景下所特有的高精度低功耗少投入等业务需求，其路侧设备RSE技术复杂、功耗大、成本高，而且安装复杂，存在一定的设计盲点，针对现有OBU单纯依赖于DSRC、依赖路测设备这种困境，需要另辟蹊径，而且是新形势下的一种必然。

在申请号 2018104217379的中国发明专利申请“一种基于无源车载标签的停车收费装置及方法”中，所述装置包括安装于车辆底部的无源车载标签以及安装于收费车位上的车载标签阅读器和车辆收费车位检测器，其中：在车辆停入所述收费车位之后，所述无源车载标签将射频载波信号转换为电能；向所述车载标签阅读器反馈准备就绪的提示信息，并接收所述车载标签阅读器发来的控制指令；向所述车载标签阅读器反馈车载标签信息；所述车载标签阅读器将所述车载标签信息上传至停车管理系统；当所述车辆驶出所述收费车位之后，车辆收费车位检测器将所述车辆的驶出信息发送至所述停车管理系统。如果所述车载标签安装在前窗玻璃上，由于安装在前窗玻璃上的所述车载标签与安装在停车位上所述车载标签阅读器的通信距离较远，所述车载标签阅读器与所述车载标签采用的DSRC射频通信会有衰减，假设提高了车载标签阅读器与车载标签的通信能力，当多台车同时停在相邻车位时，停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致，导致收费出错的情况。

发明内容

发明目的：提供一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统，包括：

车辆检测蓝牙模块，与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的车辆检测器，与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的国标ETC车载单元OBU，以及与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的后端系统；所述车辆检测器与所述后端系统通信连接；所述车辆检测器内置摄像器；所述车辆检测蓝牙模块设置在所述车辆检测器内，将车辆检器与车辆检测蓝牙模块一体化设计，可按需配置支持国标ETC车载单元OBU的微波射频通讯器，此举使得目前车载单元OBU的应用面一下子由高速公路延伸至市内亟须有效管控的各条路段。

在进一步的实施例中，所述车辆检测蓝牙模块是一种基于车位与所述国标ETC车载单元进行蓝牙通讯以获取收费要件信息的设备，所述设备包括：供电管理单元、安全访问模块、处理器、蓝牙通讯器、收发天线、联机数据通讯接口以及控制单元；所述处理器、收发天线、联机数据通讯接口、安全访问模块、处理器、蓝牙通讯器与所述控制单元有线相连，所述外供电或太阳能自供电管理单元与所述车辆检测蓝牙模块电连接，设计车辆检测蓝牙模块、后端系统以及车辆检测器，取消了传统路侧设备，大大降低了产品推广的门槛与难度；具备了从车上无线采集收费要件信息及车牌信息到进行加密通讯直至完成计时金融扣费交易的完整信息链，自动化程度高取证完备，可节约大量的人力物力，为无人值守路边停车电子收费创造了技术条件。

在进一步的实施例中，所述供电管理单元包括外供电元和太阳能自供电单元；所述车辆检测器安装于收费车位上，能对车辆的存在与否、移动方向进行检测判断，并通过无线连接方式提供车辆到达或离开信息至所述车辆检测蓝牙模块和后端系统；所述无线连接方式，包括：蓝牙通讯、4GHz、300-928MHz特定频段无线通讯、NB-IOT、LPWAN；所述国标ETC车载单元OBU，为符合国家相关标准要求而发行并安装于车前窗玻璃的车辆信息化电子设备。

在进一步的实施例中，所述后端系统用于停车电子收费注册登记、停车计时收费数据处理及银行结算；所述注册登记主要是建立收费车辆行驶证上的车牌号及车牌颜色、银行托收扣费账户、从国标ETC车载单元OBU获取的车牌号及车牌颜色之间的匹配绑定关系；所述后端系统主要用于接收及汇总收费车位上所述车辆检测蓝牙模块及所述车辆检测器所产生的各种过程信息，以进行数据处理、计时收费、银行结算处理。

在进一步的实施例中，所述车辆检测蓝牙模块可通过高、中、低输出功率依次进行搜索国标ETC车载单元OBU，以确定最接近本收费车位的国标ETC车载单元OBU；增加识别功能，对国标ETC车载单元OBU就地识别而无需再通过后端系统进行识别；所述后端系统内置车牌辨别系统；所述车牌辨别系统主要利用人工神经网络字符识别算法进行对车牌号的辨别；

首先构建牌照所需的汉字、数字和英文字母所构成的全部元素的人工神经网络；对被拍摄的牌照照片进行识别，出现无法直接识别的区域后，对该区域的图像进行分割，对该区域的图像进行低通滤波处理，从而转换图片识别格式，去除小型污渍影响进而将分割后的字符与标准库中的字符进行匹配运算：

为互相关算子，为待检测图像，为待检测图像的图像子图，为该块子 图的左上角在中的坐标，为模板，表示可见单元与之间连接的权重；当互相关 算子取最大值时，对应模板即为识别结果；对初步处理过的图片进行维纳滤波，从而标定直 接识别的所有区域，并对无法直接识别区域的关联部分进行人工神经网络的二次整体识别 和比对，确认最佳匹配结果进而识别出车牌号码，而人工神经网络构建的过程采用最大似 然准则进行比对，不可直接识别的字符也需要通过该准则进行最大相似的字符确认。

在进一步的实施例中，所述处理器包括微处理器、单核或多核DSP数字信号处理器、ARM处理器之中一项或多项的组合。

在进一步的实施例中，所述处理器与车辆检测器、国标ETC车载单元OBU进行空中数据传递、实时认证、加密通讯、完成金融交易的通讯连接部件，所述通讯连接部件包括：8GHz、300-928MHz特定频段、4GHz之其中一项或多项组合的无线通讯器及其配套无线收发天线，所述无线通讯器包括：收发器、收发及唤醒器、特定无线通讯协议处理器。

在进一步的实施例中，所述联机数据通讯接口，是指所述处理器与后端系统等进行组网通讯、实时认证、加密通讯或完成金融交易的外部联接接口；所述外部联接接口包括：有线、无线数据通讯接口，有线数据通讯接口包括UART、USB或TCP/IP网络接口；无线数据通讯接口包括：NB-IOT、LPWAN、GPRS/3G/4G/5G、WiFi、蓝牙、ANT、ZigBee或特定协议的无线网络通讯部件及其配套的收发天线。

在进一步的实施例中，所述安全访问模块，是用于进行安全计算与安全存取、实时认证、加密通讯、可以脱机完成金融交易的信息安全部件，安全部件包括：PSAM消费安全访问模块或ESAM嵌入式安全访问模块，内置于所述处理器包含授权密钥在内的安全访问软硬件模块；所述供电管理单元，是指所述车辆检测蓝牙模块使用外供电管理单元，又或者使用太阳能自供电管理单元对内部各负载供电；所述太阳能自供电管理单元，包括：太阳能电池板、能量采集与充放电控制电路、储能器件与稳压电路；所述能量采集与充放电控制电路的输入端与所述太阳能电池板有线相连，输出端与所述储能器件及所述稳压电路的输入端有线相连。

一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统的停车信息采集收费方法，包括：

步骤1、当车辆需要进行停车时，车辆检测蓝牙模块直接或从后端系统间接获得安装在车位上的车辆检测器检测到的车辆到达信息后，立即打开车辆检测蓝牙模块，按高、中、低输出功率依次对车载蓝牙ETC、OBU进行设备搜索，以确定最接近收费车位的车载OBU，当车辆检测器搜索到手机设备时，向手机推收费车位号，以免除司机人工录入收费车位；所述车辆检测蓝牙模块及所述安全访问模块以获取车窗玻璃上安装的国标ETC车载单元OBU的收费要件信息，然后把车位采集信息传输给所述后端系统；

步骤2、车辆检测器与OBU进行相互认证以安全读取OBU中的车辆信息文件；车辆检测器通过NB-IOT与后台系统进行信息交互，完成包含车辆进入、离开时间，车辆信息文件的信息采集，所述后端系统收到所述车辆检测蓝牙模块车位采集信息后，开始进行停车计时后续处理；

步骤3、当车辆离开收费车位，后台系统收到离开信息后，立即进行计费扣费结算，并把相关信息推送到司机手机，当所述后端系统直接或从所述蓝牙模块间接获得所述车辆检测器车辆离开信息后，立即进行停车计费、收费及银行结算处理，从而完成一笔停车电子收费交易；

当车辆检测器搜索到手机设备时，向手机推送收费车位，以免除司机人工录入收费车位；并把结果附带加入车位采集信息中一并传输给后端系统；

首先，在安装ETC车载装置时实行实名制注册，同时与银行合作，办理车载装置与银行账户绑定业务；

根据车载装置信息在系统管理子系统中用户管理模块中自动生成以车载装置唯一ID、车牌号码及绑定银行账号为标识的用户账号；

然后，当安装了车载装置的车辆停靠进车位泊车时，车位上的车辆检测器检测出有车到达，立即激活车辆检测蓝牙模块进行对车辆识别，并推送信息提示司机开始计时，同时纪录车辆到达时间；而当车辆离开时，车辆检测器激活车辆检测蓝牙模块进行通讯确认，最后通过传输器上传车辆离开时间到后台进行收费处理，结果可以短信方式回传车主，以此实现道路泊车全过程的自动化及人性化处理；而设计车牌辨别系统主要为了进行对车辆的身份进行进一步确认，进而防止出现确认车辆错误的情况出现。

有益效果：本发明公开了一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统，设计车辆检测蓝牙模块可通过高、中、低输出功率依次进行搜索国标ETC车载单元OBU，以确定最接近本收费车位的国标ETC车载单元OBU，进而避免当多台车同时停在相邻车位时，停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致，导致收费出错的情况；

车辆检器与车辆检测蓝牙模块一体化设计，可按需配置支持国标ETC车载单元OBU的微波射频通讯器，此举使得目前车载单元OBU的应用面一下子由高速公路延伸至市内亟须有效管控的各条路段；取消了传统路侧设备，大大降低了产品推广的门槛与难度；具备了从车上无线采集收费要件信息及车牌信息到进行加密通讯直至完成计时金融扣费交易的完整信息链，自动化程度高取证完备，可节约大量的人力物力，为无人值守路边停车电子收费创造了技术条件。

附图说明

图1是本发明停车信息采集收费系统原理示意图。

图2是车检器蓝牙的结构原理示意图。

图3是所述停车收费方法流程图。

具体实施方式

经过申请人的研究分析，出现这一问题（多台车同时停在相邻车位时，停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致，导致收费出错的情况）的原因在于，现有停车信息采集收费系统在车辆停入所述收费车位之后，所述无源车载标签将射频载波信号转换为电能；向所述车载标签阅读器反馈准备就绪的提示信息，并接收所述车载标签阅读器发来的控制指令；向所述车载标签阅读器反馈车载标签信息；所述车载标签阅读器将所述车载标签信息上传至停车管理系统；当所述车辆驶出所述收费车位之后，车辆收费车位检测器将所述车辆的驶出信息发送至所述停车管理系统。如果所述车载标签安装在前窗玻璃上，由于安装在前窗玻璃上的所述车载标签与安装在停车位上所述车载标签阅读器的通信距离较远，所述车载标签阅读器与所述车载标签采用的DSRC射频通信会有衰减，假设提高了车载标签阅读器与车载标签的通信能力，当多台车同时停在相邻车位时，停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致，导致收费出错的情况，而本发明发明公开了一种基于蓝牙ETC、OBU的停车信息采集收费系统，设计车辆检测蓝牙模块可通过高、中、低输出功率依次进行搜索国标ETC车载单元OBU，以确定最接近本收费车位的国标ETC车载单元OBU，进而避免当多台车同时停在相邻车位时，停车的收费车位与车载标签被识读的收费车位可能不一致，导致收费出错的情况；车辆检器与车辆检测蓝牙模块一体化设计，可按需配置支持国标ETC车载单元OBU的微波射频通讯器，此举使得目前车载单元OBU的应用面一下子由高速公路延伸至市内亟须有效管控的各条路段；取消了传统路侧设备，大大降低了产品推广的门槛与难度；具备了从车上无线采集收费要件信息及车牌信息到进行加密通讯直至完成计时金融扣费交易的完整信息链，自动化程度高取证完备，可节约大量的人力物力，为无人值守路边停车电子收费创造了技术条件。

车辆检测蓝牙模块，与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的车辆检测器，与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的国标ETC车载单元OBU，以及与所述车辆检测蓝牙模块通信连接的后端系统；所述车辆检测器与所述后端系统通信连接；所述车辆检测器内置摄像器；所述车辆检测蓝牙模块设置在所述车辆检测器内，将车辆检器与车辆检测蓝牙模块一体化设计，可按需配置支持国标ETC车载单元OBU的微波射频通讯器，此举使得目前车载单元OBU的应用面一下子由高速公路延伸至市内亟须有效管控的各条路段。

所述车辆检测蓝牙模块，是一种基于车位与所述国标ETC车载单元进行蓝牙通讯以获取收费要件信息的设备，所述设备包括：供电管理单元、安全访问模块、处理器、蓝牙通讯器、收发天线、联机数据通讯接口以及控制单元；所述处理器、收发天线、联机数据通讯接口、安全访问模块、处理器、蓝牙通讯器与所述控制单元有线相连，所述外供电或太阳能自供电管理单元与所述车辆检测蓝牙模块电连接，设计车辆检测蓝牙模块、后端系统以及车辆检测器，取消了传统路侧设备，大大降低了产品推广的门槛与难度；具备了从车上无线采集收费要件信息及车牌信息到进行加密通讯直至完成计时金融扣费交易的完整信息链，自动化程度高取证完备，可节约大量的人力物力，为无人值守路边停车电子收费创造了技术条件。

所述供电管理单元包括外供电元和太阳能自供电单元；所述车辆检测器安装于收费车位上，能对车辆的存在与否、移动方向进行检测判断，并通过无线连接方式提供车辆到达或离开信息至所述车辆检测蓝牙模块和后端系统；所述无线连接方式，包括：蓝牙通讯、4GHz、300-928MHz特定频段无线通讯、NB-IOT、LPWAN；所述国标ETC车载单元OBU，为符合国家相关标准要求而发行并安装于车前窗玻璃的车辆信息化电子设备。

所述后端系统用于停车电子收费注册登记、停车计时收费数据处理及银行结算；所述注册登记主要是建立收费车辆行驶证上的车牌号及车牌颜色、银行托收扣费账户、从国标ETC车载单元OBU获取的车牌号及车牌颜色之间的匹配绑定关系；所述后端系统主要用于接收及汇总收费车位上所述车辆检测蓝牙模块及所述车辆检测器所产生的各种过程信息，以进行数据处理、计时收费、银行结算处理。

所述车辆检测蓝牙模块可通过高、中、低输出功率依次进行搜索国标ETC车载单元OBU，以确定最接近本收费车位的国标ETC车载单元OBU；增加识别功能，对国标ETC车载单元OBU就地识别而无需再通过后端系统进行识别；所述后端系统内置车牌辨别系统；所述车牌辨别系统主要利用人工神经网络字符识别算法进行对车牌号的辨别；

首先构建牌照所需的汉字、数字和英文字母所构成的全部元素的人工神经网络；对被拍摄的牌照照片进行识别，出现无法直接识别的区域后，对该区域的图像进行分割，对该区域的图像进行低通滤波处理，从而转换图片识别格式，去除小型污渍影响进而将分割后的字符与标准库中的字符进行匹配运算：

为互相关算子，为待检测图像，为待检测图像的图像子图，为该块子 图的左上角在中的坐标，为模板，表示可见单元与之间连接的权重；当互相关算 子取最大值时，对应模板即为识别结果；对初步处理过的图片进行维纳滤波，从而标定直接 识别的所有区域，并对无法直接识别区域的关联部分进行人工神经网络的二次整体识别和 比对，确认最佳匹配结果进而识别出车牌号码，而人工神经网络构建的过程采用最大似然 准则进行比对，不可直接识别的字符也需要通过该准则进行最大相似的字符确认。

所述处理器包括微处理器、单核或多核DSP数字信号处理器、ARM处理器之中一项或多项的组合。

所述处理器与车辆检测器、国标ETC车载单元OBU进行空中数据传递、实时认证、加密通讯、完成金融交易的通讯连接部件，所述通讯连接部件包括：8GHz、300-928MHz特定频段、4GHz之其中一项或多项组合的无线通讯器及其配套无线收发天线，所述无线通讯器包括：收发器、收发及唤醒器、特定无线通讯协议处理器。

所述联机数据通讯接口，是指所述处理器与后端系统等进行组网通讯、实时认证、加密通讯或完成金融交易的外部联接接口；所述外部联接接口包括：有线、无线数据通讯接口，有线数据通讯接口包括UART、USB或TCP/IP网络接口；无线数据通讯接口包括：NB-IOT、LPWAN、GPRS/3G/4G/5G、WiFi、蓝牙、ANT、ZigBee或特定协议的无线网络通讯部件及其配套的收发天线。

所述安全访问模块，是用于进行安全计算与安全存取、实时认证、加密通讯、可以脱机完成金融交易的信息安全部件，安全部件包括：PSAM消费安全访问模块或ESAM嵌入式安全访问模块，内置于所述处理器包含授权密钥在内的安全访问软硬件模块；所述供电管理单元，是指所述车辆检测蓝牙模块使用外供电管理单元，又或者使用太阳能自供电管理单元对内部各负载供电；所述太阳能自供电管理单元，包括：太阳能电池板、能量采集与充放电控制电路、储能器件与稳压电路；所述能量采集与充放电控制电路的输入端与所述太阳能电池板有线相连，输出端与所述储能器件及所述稳压电路的输入端有线相连。

工作原理说明：当车辆需要进行停车时，车辆检测蓝牙模块直接或从后端系统间接获得安装在车位上的车辆检测器检测到的车辆到达信息后，立即打开车辆检测蓝牙模块，按高、中、低输出功率依次对车载蓝牙ETC、OBU进行设备搜索，以确定最接近收费车位的车载OBU，当车辆检测器搜索到手机设备时，向手机推收费车位号，以免除司机人工录入收费车位；所述车辆检测蓝牙模块及所述安全访问模块以获取车窗玻璃上安装的国标ETC车载单元OBU的收费要件信息，然后把车位采集信息传输给所述后端系统；车辆检测器与OBU进行相互认证以安全读取OBU中的车辆信息文件；车辆检测器通过NB-IOT与后台系统进行信息交互，完成包含车辆进入、离开时间，车辆信息文件的信息采集，所述后端系统收到所述车辆检测蓝牙模块车位采集信息后，开始进行停车计时后续处理；当车辆离开收费车位，后台系统收到离开信息后，立即进行计费扣费结算，并把相关信息推送到司机手机，当所述后端系统直接或从所述蓝牙模块间接获得所述车辆检测器车辆离开信息后，立即进行停车计费、收费及银行结算处理，从而完成一笔停车电子收费交易；当车辆检测器搜索到手机设备时，向手机推送收费车位，以免除司机人工录入收费车位；并把结果附带加入车位采集信息中一并传输给后端系统；首先，在安装ETC车载装置时实行实名制注册，同时与银行合作，办理车载装置与银行账户绑定业务；根据车载装置信息在系统管理子系统中用户管理模块中自动生成以车载装置唯一ID、车牌号码及绑定银行账号为标识的用户账号；然后，当安装了车载装置的车辆停靠进车位泊车时，车位上的车辆检测器检测出有车到达，立即激活车辆检测蓝牙模块进行对车辆识别，并推送信息提示司机开始计时，同时纪录车辆到达时间；而当车辆离开时，车辆检测器激活车辆检测蓝牙模块进行通讯确认，最后通过传输器上传车辆离开时间到后台进行收费处理，结果可以短信方式回传车主，以此实现道路泊车全过程的自动化及人性化处理；而设计车牌辨别系统主要为了进行对车辆的身份进行进一步确认，进而防止出现确认车辆错误的情况出现。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。