CN1141462A - 用于公路车辆通信的车载设备 - Google Patents

Abstract

公路车辆通信用的车载设备包括同公路上的设备交换信息的通信单元和存储所需信息的存储单元。当车载设备与公路上设备之间发生通信差错时，把通信差错信息存入存储单元。车载设备还包括卡读写单元，可插入控制卡。控制卡有差错信息和车载设备所需信息的存储区。用卡读写单元把存储单元信息转到控制卡存储区，并把控制卡存储区信息转到存储单元。发生通信差错时，把差错信息从存储单元转到控制卡，用此卡从公路上设备到差错信息。

Description

用于公路车辆通信的车载设备

本发明涉及一种用于公路车辆通信的车载设备，并且特别涉及这样一种用于公路车辆通信的车载设备：它与一种沿着一条象高速公路之类的收费公路安置的公路上设备进行通信，以便自动收费。

近年来，已开发出一种自动收费系统，它在一些收费设施收取服务费，例如使用一种预付卡或后付卡在收费公路收费。自动收费系统由一个沿公路安置的公路上设备和一个车载设备组成。公路上设备有一个天线，用作一个查询设备，以便请求车辆提供各种信息。车载设备也有一个天线，用作一个回答设备，以便向公路上设备提供所请求的信息。车载设备和公路上设备通过其间的无线电通信来交换信息，以便例如在收费公路的入口或出口自动地收费。

自动收费系统有各式各样的问题。在一些情况下，由于公路上设备维护不好，装于车中的蓄电池供电不足，天线失灵，或类似原因，而使公路上设备未能从车载设备接收信息，或使车载设备未能从公路上设备接收信息。在一些情况下，由于沿收费公路行驶的车辆车载设备的差错，而使公路上设备未能收到那种指示车辆沿其行驶的路线信息。这就使该系统不能够采取适当的行动。

在一个常规系统中，当公路上设备未能从车载设备接收信息时，车载设备和公路上设备就通过它们的连接器直接连接，以便公路上设备能够从车载设备阅读信息(日本专利申请拟公开(JP-A)No.5-100018)。

然而，这个常规系统有一个问题：要求车载设备有一个用于传送往返公路上设备的信息的连接器，导致增加车载设备的尺寸。此外，当车载设备和公路上设备由于某种原因而难以通信时，它们必须通过其连接器而互相连接，以便传送其间的信息，导致过量的工作被强加于车辆司机或用公路上设备工作的操作员身上。

已为解决上述问题而完成本发明。本发明之一个目的在于提供一种用于公路车辆通信的车载设备，使一个公路上设备可以容易地检验那些存于车载设备中的数据，而不用加大车载设备的尺寸。

为了达到上述目的，根据本发明的第一种情况，提供一种用于公路车辆通信的车载设备，它包括存储装置，判断装置，设别装置，和处理装置，如图12所示。判断装置判断：一个具有存储数据用的存储段的控制卡是否被插入公路上设备中。识别装置识别：所插入的控制卡是否请求至少从存储装置读出数据或把数据写入控制卡的存储段；或者所插入的控制卡是否请求至少把数据写入存储装置或从控制卡的存储段读出数据。当控制卡请求至少从存储装置读出数据或把数据存入控制卡的存储段时，处理装置就从存储装置读出数据，并且把读出的数据写入控制卡的存储段，当控制卡请求至少把数据写入存储装置或从控制卡的存储段读出数据时，处理装置就从控制卡的存储段读出数据，并且把读出的数据写入存储装置。

通过从控制卡的存储段读出数据，公路上设备能够容易地认可存于车载设备中的数据内容。

通过从控制卡的存储段读出数据，并且把读出的数据写入存储装置，就能够把存储装置的内容恢复成标准数据。

这样，根据第一种情况，使用控制卡可使车载设备与公路上设备容易交换其间的数据，而不用直接互相连接。

根据本发明的第二种情况，图12所示的处理装置的操用如下。当识别装置判断：所插入的控制卡请求至少把数据写入存储装置或从控制卡的存储段读出数据时，处理装置就进行用于从控制卡的存储段读出数据和用于把读出的数据写入存储装置的第一种处理，并且随后进行用于从存储装置读出数据和用于把读出的数据写入控制卡的存储段的第二种处理。

这样，根据第二种情况，存于控制卡的数据就被写入存储装置，并且所写入的数据又被写入控制卡的存储装置。因此，在没有把车载设备和公路上设备直接连接在一起的情况下，能够把存储装置的内容恢复成标准数据，并且公路上设备能够通过从控制卡读出数据来检验：看是否车载设备中所存的数据被正常地恢复。

图1是一个说明本发明一个实施例的在车上设备的方块图；

图2是一个说明本发明可用于其中的自动收费系统的方块图；

图3是一个说明图2自动收费系统进口的示意性透视图；

图4是一个说明图2自动收费系统的检验关卡的示意性透视图；

图5是一个说明图2自动收费系统出口的示意性透视图；

图6是一个说明公路上设备的方块图；

图7是一个说明车载设备处理程序的流程图；

图8是一个说明图7步骤402细节的流程图；

图9是一个说明在车载设备中以预定间隔执行的中断处理程序的流程图；

图10是一个说明在公路上设备的处理程序的流程图；

图11是一个说明在公路上设备以预定间隔执行的中断处理程序的流程图；

图12是一个说明本发明主要结构的方块图。

现在参照这些图详述本发明的一个实施例。本发明体现在一种自动收费系统上，它从一个沿收费公路行驶的车辆自动地收取通行费。在自动收费系统中，在一个车载设备与一个有着平顶天线并且沿公路在进口、在出口和在类似地点设置的公路上设备之间，通过无线电通信传送信息。该系统从这样传送的信息确定：一个车辆沿其驶过的行驶路段(路线)以及车辆的种类，从而自动地收取相应的通行费，而无需车辆在进口或出口停下来。

如图2所示，一个装于车辆90上的车载设备30具有一个IC卡读写装置：对它可更换地插入一个IC卡62，它用作信息读写装置。

IC卡62的实例有：通用预付卡，通用后付卡，和控制卡。通用预付卡中包含的信息涉及卡号，卡值余额，使用收费公路细节(进口号、出口号、通行费、日期等)，和卡类型。通用后付卡包含的信息涉及卡号，使用收费公路细节，和卡类型。控制卡包含的信息涉及卡号，规定写(W)或读(R)的R/W标志，和卡类型；该卡具有一个其大小是大到足以存储整个存于车载设备30中信息的工作区。每个通用卡都包含一个验证关键字码，用于在该卡与车载设备30之间进行通信。控制卡或者包含一个类似于通用卡的验证关键字码，或者包含一个双重验证关键字码。

可用来代替IC卡62的其他类型卡包括一种存储卡，例如LSI卡，磁卡，能够光学地记录和复现信息的全息卡，或能够磁光地记录和复现信息的磁光卡。

公路上设备具有一个平顶的天线(flat antenna)，用于同车载设备30交换各种信息，并且沿收费公路安装于每个进口100，中间路段(此后叫作检验关卡)200和出口300。

进口天线117是一个平顶天线，装于进口100。进口天线控制部件132连接于进口天线117。进口天线控制部件132通过进口天线117，把关于收费公路进口的信息传送到车载设备30。此处，在进口100还装有一个票券发放设备123，以便对一个未装备车载设备30的车辆发放一个票券，从而需要人工支付通行费。正如稍后详述的那样，当公路车辆通信由于通信差错而未能正确工作时，票券发放设备123还用作一个恢复口，以便把指示进口100的进口信息写入车载设备30，并从车载设备30读出数据。这些操作是用一个控制卡进行的。票券发放设备123有一个IC卡读写部件61A，对它可更换地插入IC卡62。IC卡读写部件61A连接于一个中央计算机400，进口天线控制部件132能够连接于中央计算机400。以便集体地控制进入收费公路的车辆。

一个检验关卡信息传送天线217是一个平顶天线，装于检验关卡200处。一个检验关卡信息传送天线控制部件232连接于检验关卡信息传送天线217。检验关卡信息传送天线控制部件232通过检验关卡信息传送天线217，把检验关卡信息(关于通过一个检验关卡的一个车辆90的通过的信息)传送到一个装于车辆90上的车载设备30。检验关卡信息指示车辆90沿其驶过的路线。检验关卡信息传送天线控制部件232能够连接于集体地控制交通用的中央计算机400。一个恢复口224装于检验关卡200，以便在公路车辆由于通信差错而未能正确工作时，通过一个控制卡把指示检验关卡200的路线信息写入车载设备30。恢复口224装有一个IC卡读写部件61B，对它可更换地插入IC卡62。IC卡读写部件61B连接于中央计算机400。恢复口224可装于停车区或维修区。

上述进口信息和路线信息可以被编码，例如分配给收费公路各区段的号码。

为了提高无线电传送信息的可靠性，在出口300装有一个通告天线317和一个收费口天线341，其中每个天线都是一个平顶天线。一个通告天线控制部件331连接于通告天线317，而一个收费口天线控制部件332则连接于收费口天线341。通告天线控制部件331和收费口天线控制部件332都连接于一个局部控制器380，它能够连接于中央计算机400。局部控制器380包含一个微计算机，以便用一个内部程序来控制通告天线控制部件331，收费口天线控制部件332，和类似部件。通告天线317，收费口天线341，通告天线控制部件331，和收费口天线控制部件332，起一个本发明的公路上设备的作用。然而，通告天线317和通告天线控制部件331可以省略。

此外，在出口300装有一车辆类型检测系统360，一个违犯付款车辆照相系统350，和一个人工收费系统323。车辆类型检测系统360通过图象处理来识别车辆类型。违犯付款车辆照相系统350具有一个与其连接的照相机352，以便对已通过出口300而没有支付通行费的车辆进行照相。人工收费系统323对不能从其自动收取通行费的车辆收取通行费。局部控制器380集中控制这些系统，以便解决收费中的任何问题，并且按照一个车辆已沿其驶过的路线和车辆的类型自动地收费。局部控制器380可以连接于中央计算机400，以便平稳而迅速地在其间传送一个通行费用表的修正和关于违犯付款车辆的信息。此外，通过把关于一个控制卡的验证关键字码的信息存入公路上设备，就能够防止通过偷窃而非法使用控制卡的企图。

下面详述一个关于各进口100、检验关卡200和出口300的实例。

如图3所示，收费公路的进口100具有三个车道102、104和106。车道102建在地面108与隔离区110之间，车道104建在隔离区110和隔离区112之间，和车道106建在隔离区112与地面114之间。拱门116装于地面108与地面114之间，使它伸展于这些车道102、104和106之上。此外，进口天线118、120和122(它们相当于图2所示的进口天线117)都装于拱门116上。进口天线118用于和沿车道102行驶的车辆进行无线电通信，位于车道102之上。同样，进口天线120用于和沿车道104行驶的车辆进行无线电通信，位于车道104之上。还有，进口天线122用于和沿车道106行驶的车辆进行无线电通信，位于车道106之上。

在地面114，安排一个进口控制中心130，它装有一个进口天线控制部件132，对它连接进口天线118、120和122。

在图3中，使用三个进口天线118、120和122。然而，一个或两个进口天线可用于一个或两个车道，或者多个天线可用于一个或两个车道。

在进口100装有相当于图2所示票券发放设备123的票券发放设备124、126和128，以便对一个其司机用人工付款的车辆发放一个通行用的票券，因为该车未装备自动收费设备。用于车道102的票券发放设备124被安置在隔离区110中，靠近车辆行驶方向的下游端，使它处于面对车道102的侧面。同样，用于车道104的票券发放设备126被安置在隔离区112中，靠近车辆行驶方向的下游端，使它处于面对车道104的侧面。而且，用于车道106的票券发放设备128被安置在地面114中，靠近车辆行驶方向的下游端，使它处于面对车道106的侧面。这些票券发放设备124、126和128都连接于进口控制中心130。

在车辆行驶方向的拱门116的下游侧，用于车道102、104和106的交通信号设备134、136和138被安置成指示相应的车道是否可供行驶。这些交通信号设备134、136和138都连接于进口控制中心130，并且在其控制之下告诉司机(例如，通过亮绿灯)：相应的车道可供行驶；或者告诉司机(例如，通过亮红灯)：相应的车道不准行驶。

进口控制中心130连接于中央计算机400(图2)。进口控制中心130可以是一个独立的控制系统而不连接于中央计算机400。

如图4所示，在紧靠收费路中分支点前或后的检验关卡200，有双车道202和204并排地设于地面208与地面214之间。一个拱门216置于地面208与地面214之间，使它在车道202与204之间伸展。此外，检验关卡信息传送天线218、220和222(它们相当于图2所示的217)都装在拱门216上。检验关卡信息传送天线218位于车道202的上方，用于和沿车道202行驶的车辆进行无线电通信。检验关卡信息传送天线222位于车道204的上方，用于和沿车道204行驶的车辆进行无线电通信。检验关卡信息传送天线220位于关卡信息传送天线218与222之间的大体上是中点的部位，使它处于车道202与204之间的中心线206的上方，用于和一个其一部分位于车道202中并且其剩余部分位于车道204的车辆进行无线电通信。

在地面214安排一个装有检验关卡信息传送天线控制部件232的检验关卡控制中心230。检验关卡信息传送天线218、220和222都连接于检验关卡信息传送天线控制部件232。

如图5所示，收费公路的出口300具有三个车道302、304和306。车道302建于地面308与隔离区310之间，车道304建于隔离区310与隔离区312之间，和车道306建于隔离区312和地面314之间。

一个拱门316置于地面308与地面314之间，使它在这些车道302、304和306的上方伸展。此外，在拱门316上装有通告天线318、320和322(它们相当于图2所示的通告天线317)。进口天线318用于和沿车道302行驶的车辆进行无线电通信，并且处于车道302的上方。同样，通告天线320用于和沿车道304行驶的车辆进行无线电通信，并且处于车道304的上方。而且，通告天线322用于和沿车道306行驶的车辆进行无线电通信，并且位于车道306的上方。

在地面314安排一个出口控制中心330。在出口控制中心330装有将在稍后描述的通告天线控制部件331和收费口天线控制部件332。通告天线318、320和322都连接于通告天线控制部件331。

车辆类型检测设备362、364和366(它们相当于图2所示的车辆类型检测系统360)，安排在拱门316附近，每个设备都由一个CCD行扫描器组成。车辆类型检测设备362用来识别沿车道302行驶的车辆的类型，安置于其间夹有车道302的地面308上和地面310上。同样，车辆类型检测设备364用来识别沿车道304行驶的车辆的类型，安置于其间夹有车道304的隔离区310上和隔离区312上。而且，车辆类型检测设备366用来识别沿车道306行驶的车辆的类型，安置于其间夹有车道306的隔离区312上和隔离区314上。这些车辆类型检测设备362、364和366构成车辆类型检测系统360。车辆类型检测系统360连接于局部控制器380，从车辆的轮廓识别通行车辆的类型，该轮廓是处理通过CCD行扫描器得出的图象而得出的，并且把这样识别的车辆类型传送到局部控制器380。

在车辆行驶方向的拱门316的下游侧，还有一个拱门340安排在地面308与地面314之间，使它在车道302、304和306的上方伸展。在拱门340上装有收费口天线342、344和346(它们相当于图2所示的收费口天线341)。收费口天线342用于和沿车道302行驶的车辆进行关于通行费的无线电通信，处于车道302的上方。同样，收费口天线344用于和沿车道304行驶的车辆进行关于通行费的无线电通信，处于车道304的上方。而且，收费口天线346用于和沿车道306行驶的车辆进行关于通行费的无线电通信，处于车道306的上方。这些收费口天线342、344和346都连接于收费口天线控制部件332。

在出口300装有通行费收款箱324、326和328(它位相当于图2所示的人工收费系统323)，用于那种其司机用人工支付通行费的车辆，因为该车辆未装备自动收费设备。用于车道302的收费箱324装在隔离区310中，靠近车辆行驶方向的下游端，使它位于面对车道302的侧面。同样，用于车道304的收费箱326装在隔离区312中，靠近车辆行驶方向的下游端，使它位于面对车道304的侧面。而且，用于车道306的收费箱328装在地面314上，靠近车辆行驶方向的下游端，使它位于面对车道306的侧面。这些收费箱324、326和328中的每一个箱都装有一个微计算机(未画出)。这些收费箱324、326和328构成一个连接于局部控制器380的人工收费系统323(图2)。局部控制器380集中控制各微计算机，以管理关于人工收费的信息。

正如稍后将详述的那样，人工收费系统323也起一个恢复口的作用，而恢复口是在发生通信差错时使用的。在上述情况下，恢复口用于通过使用控制卡而交换数据，和用于收取通行费。人工收费系统323的各个收费箱324、326和328都装有一个IC卡读写部件61C(图2)，它可接受IC卡62，以便从它读出数据和把数据写入其中。IC卡读写设备61C连接于中央计算机400。

各个IC卡读写设备61A、61B和61C都装有一个插入检测部件，该部件由一个限制开关和一个用于检测IC卡62插入的光遮断器组成。

在收费箱324、326和328的下游侧，装有用于车道302、304和306的照相机352、354和356，以便对违犯付款的车辆进行照相。照相机352、354和356构成违犯付款车辆照相系统350(图2)，它连接于局部控制器380。

在车辆行驶方向的拱门340的下游侧分别装有相应于车道302、304和306的交通信号设备334、336和338，以便指示相应的车道是否可供行驶。这些交通信号设备334、336和338都连接于出口控制中心330，并且在它们控制之下告诉司机(例如，通过亮绿灯)：相应的车道可供行驶；或者告诉司机(例如，通过亮红灯)：相应的车道不准行驶。

出口控制中心330连接于中央计算机400(图2)。出口控制中心330可以是一个独立的控制系统，而不连接于中央计算机400。

现在描述车载设备30和用于与车载设备30通信的公路上设备。描述将涉及在进口100设置的公路上设备。为简化描述，还参照进口天线118，它是为和沿车道102行驶的车辆进行无线电通信而设置的，并参照进口天线控制部件132。

如图1所示，车载设备30具有一个接收天线32，用于从公路上设备接收一个数据信号。接收天线32连接于一个检测电路34，它检测由接收天线32接收的一个已调制波，借此得到数据信号。检测电路34还连接于一个传输电路50，以便得到从公路上设备传输的无线电波的载波。检测电路34通过一个数据信号接收电路44而连接于一个装有微计算机的信号处理单元46。微计算机有一个处理程序，将描述如下。

一个用作存储装置的存储单元48连接于信号处理单元46。当车载设备30装于车辆上时，把用作一个ID代码的车号(等于执照号)和关于车辆类型的信息存入存储单元48中。当一个用作通用卡的IC卡插入车载设备30时，把关于卡值余额(例如，在IC卡已在一个沿收费公路的维修区或类似区使用以后的最新余额)的信息存入存储单元48中。此外，当车辆通过入口时，在入口检测到的车辆类型码和入口信息(入口号，车辆通过入口的日期等)被存入存储单元48。此外，当一个车辆通过一个检验关卡时，把关于检验关卡(检验关卡号，车辆通过检验关卡的日期等)的信息存入存储单元48中。此外，当发生通信差错时，把通信差错信息〔差错类型，发生差错的地点(口类型，口号码，天线号码等)，发生差错的日期，差错的数量等〕存入存储单元48中。

传输电路50连接于信号处理单元46。传输电路50通过一个传输天线52把包含ID代码的数据信号作为应答信号而传输到公路上设备。车载设备30为得到一个载波而对由接收天线32接收的一个已调制波进行检测，并且使用来自信号处理电路46的数据信号来调制该载波。通过传输天线52把这样调制的载波送回公路上设备。传输天线52可以起一个传输接收天线的作用。在这种情况下，可以由传输天线52接收从公路上设备传送的一个未经调制的载波，并且传输电路50可以使用来自信号处理单元46的数据信号来调制所接收的未经调制的载波。可以通过传输天线52把这样调制的载波送回公路上设备。

一个IC卡读写单元60连接于车载设备30，以使从用作通用卡或控制卡的一个IC卡62读出数据，并把该数据写入其中。IC卡读写单元60装有一个限制开关，用于从机械上检测IC卡62的插入。对IC卡62是否被插入，可用一个光遮断器从光学上进行检测，光遮断器由一个光发射元件和一个光接收元件组成，它们互相对立地布置，以检测存在于两元件之间的光束是否被插入的IC卡62斩断。

信息处理单元46连有一个由LCD或CRT组成的显示器54，用于显示是否插入IC卡62和显示包括卡值余额的其他信息；还连有一个十键小键盘56，用于把信号输入处理单元46中。

车载设备30的信号处理单元46通过一个功率补偿电路(未示出)和一个触发开关而连接于一个在车上安装的电池。当预计由于电池供电小于预定值而难以进行正常的无线电通信时，功率补偿电路就向信号处理单元46输出一个信号。

如图6所示，为和沿车道102行驶的车辆进行无线电通信而设置的公路上设备，由进口天线118和进口天线控制单元132组成。进口天线118由发送天线22和接收天线26组成。进口天线控制单元132具有一个包括一个微计算机在内的信号处理单元12。在微计算机内存有一个将在下面描述的处理程序。信号处理单元12能够连接于中央计算机400。信号处理单元12连接于一个生成数据信号(通信请求信号)的传输电路14；该信号包括一个指令。传输电路14通过一个混频器18而连接于发送天线22。一个用于生成有预定频率的载波的载波生成电路20连接于混频器18。混频器18对一个从传输电路14输入的信号和一个从载波生成电路20输入的载波进行混频，从而使用此信号调制此载波。从发送天线22发送如此调制的波。

一个接收电路24连接于载波生成电路20。接收电路24从调制波析取数据信号，该调制波是由图1所示车载设备30送回并由接收天线26接收的。接收电路24连接于信号处理单元12。接收电路24还连接于载波生成电路20，以便输入已发送到车载设备30的载波。把这一载波与由车载设备30送回的信号中包含的载波相比较。

在进口100的其他进口天线的结构类似于上述结构，故在此略去其结构描述。此外，在各个检验关卡200和出口300装备的天线和天线控制单元的结构也基本上类似于上述结构，故也略去其结构描述。

在上述的车载设备与公路上设备中，发送天线与接收天线都是分别装备的。然而，可以把发送天线与接收天线结合成一个平顶天线。

下面描述本实施例的各个车载设备30和公路上设备的处理程序。图8示出在车载设备30的处理程序中步骤402的细节。如果在步骤500判断：已从公路上设备接收一个查询信号，就在步骤502，车载设备30按照车辆的ID代码把查询信号调制成一个载波，并把这样调制的信号作为一个回答信号而传送到公路上设备。

如果在步骤504判断：已从公路上设备接收一个信号，就在步骤506，判断所接收的信号是否包括一个进口号码，以便判断该车辆是否正在驶过进口100。如果在步骤506判断：该车辆不是在驶过进口100，处理就转到步骤508。如果在步骤506判断：该车辆是在驶过进口100，就在步骤510，进行一个进口处理。根据步骤510的进口处理，把在步骤506所接收信号中所含的进口号作为进口数据而存入车载设备30的存储电路48中。

在步骤508，判断是否步骤506中所接收的信号包括一个指示检验关卡200的检验关卡代码，从而确定是否车辆正在驶过检验关卡200。如果在步骤508判断：车辆不是正在驶过检验关卡200，就在步骤512，进行一个检验关卡处理。如果在步骤508判断：车辆不是正在驶过检验关卡200，就判断车辆正在驶过出口300，并在步骤514，进行一个出口处理。根据在步骤512的检验关卡处理，把在步骤506所接收信号中包含的检验关卡代码，作为检验关卡信息而存入车载设备30的存储单元48中。根据在步骤514的出口处理，对于沿着一条由进口100、检验关卡200和出口300判断的路线行驶的通行费，依据下列因素进行计算：存于车载设备30中的车辆类型信息，插入车载设备30内的一个通用卡中存储的卡值余额，和一个以前录入车载设备30的收费表。自动地从当时卡值余额扣除这样计算的款额，从而收取通行费。在正常地收取通行费以后，就从车载设备30消除进口信息。

如图10所示，在步骤600，置于进口100的公路上设备始终发送一种由连续波组成的查询信号，直至它从车载设备30接收一个回答信号为止。如果在步骤602判断：从车载设备30接收到回答信号，就在步骤604，公路上设备把一个包括进口号码等在内的信号发送到车载设备30。

置于检验关卡200的公路上设备进行一种基本上类似于，由置于进口100的上述公路设备进行的处理。然而，在步骤604，置于检验关卡200的公路上设备发送一个包括指示检验关卡200的检验关卡代码等在内的信号，以取代一个包括进口号码等在内的信号。

在出口300设置一个由通告天线317和通告天线控制单元331组成的公路上设备DA(图2)，和一个由收费口天线341和收费口天线控制单元332组成的公路上设备DB(图2)。公路上设备DA在步骤604进行基本上类似于上述的处理，发送一个包括指示出口300的出口代码等在内的信号。公路上设备DB在步骤604发送一个包括指示出口300的出口代码在内的信号，并且通过无线电通信收取通行费。

图9示出一个在车载设备30中以预先判断的时间间隔执行的中断例程。在步骤430，判断是否已在车载设备30的存储单元中记录到一个通信差错，以便判断是否发生了通信差错。如果在步骤430判断：已发生一个通信差错，就在步骤432，把关于通信差错的信息存入存储单元48中。然后在步骤434，把发生通信差错显示在显示器54上，从而指令司机行驶到一个恢复口或类似口。

通信差错发生于至少车载设备30和公路上设备二者之一，并且从无线电通信的观点来看，或者是发送差错或者是接收差错。车载设备30遭受的传输差错有下列情况之一：车载设备30有故障，因为内部电路断开，天线断开，车载蓄电池供电不足，或类似原因，使正常工作的公路上设备未能从车载设备30接收无线电信号；公路上设备有故障，使它未能从正常工作的车载设备30接收无线电信号；或者车载设备30和公路上设备都有故障。

车载设备遭受的接收差错有下列情况之一：车载设备30有故障，使车载设备未能从正常工作的公路上设备接收无线电信号；公路上设备由于它的故障而未发送正常的无线电信号，使正常工作的车载设备30未能从公路上设备接收无线电信号；或者车载设备30和公路上设备都有故障。

通过给车载设备30装备一个象补偿电路和功率不足检测电路之类的检测电路，就能够用此检测电路去检测车载设备30的故障，从而能够检测由于车载设备30故障引起的通信差错。当由于供电不足而可能有通信差错时，车载设备30适宜于把一个指示供电不足的代码传送到公路上设备，并接收一个通信差错判断信号，它可指示一个正常从公路上设备收到的指示供电不足的代码。在步骤430，根据从公路上设备收到的通信差错判断信号来检测通信差错。

当公路上设备有故障时，就不可能只靠无线电通信来把发生通信差错通知车载设备30。在这种情况下，通过显示器54把发生通信差错通知司机，从而指导司机把车开到恢复口。此外，司机按下一个在十键小键盘56上的预先判断键，以输入一个指示通信差错的信号。应此要求，在步骤430作出一个肯定的判断，以转到步骤432和434，从而把一个指示通信差错的代码作为通信差错信息而存入存储单元48中。

通信差错的类型和将要存储的通信差错信息还包括如下：

(1)已在一个确定的口中断通信，并且甚至在经过一段从中断算起的预先判断时间以后还不能重新开始通信。在这种情况下，就把已发生通信差错的地点和日期作为通信差错信息而存储。

(2)在检验关卡200的通信已揭示：没有把进口信息存入车载设备30中。其主要原因是由于通信差错而在进口100而引起接收进口信息的故障。在这种情况下，要存储检验关卡的信息，并且还要把已发生通信差错的地点与时间作为通信差错信息而存储。

(3)在出口300发现，没有存储进口信息或预期的路线信息。其主要原因是由于在进口100或检验关卡200的信息差错而引起一种接收进口信息或检验关卡信息的故障。在这种情况下，要存储出口的信息，并且还要把已发生通信差错的地点和时间作为通信差错信息而存储。

(4)在进口100发现，没有消除以前的进口信息。其主要原因是由于一种接收出口信息的故障而没有在以前的出口300进行一种象消除进口信息之类的出口处理。在这种情况下，要把以前的进口信息和检验关卡信息复写到存储单元48的一个预先判断存储区中，而把以前的进口信息和检验关卡信息以及关于已发现异常的当前进口100和时间的信息作为通信差错信息而存储。

(5)在为一个预先判断的验证代码而检验公路上设备和车载设备30时，已发生一个验证差错。在这种情况下，把已发生差错的地点和时间作为通信差错信息而存储。

当上述通信差错信息被存储时，即，当预期的信息未被存储时，即使车载设备30本身是正常的，其状况也是异常的。在这种情况下，正如稍后将描述的一样，当通信差错信息被清除时，车载设备30被恢复到它的正常状态。

当发生通信差错被显示于显示器54上时，司机就驱车到一个有人管理的口，例如收费箱或恢复口，它们都装有一个IC卡读写单元，或驱车到一个控制局。在有人管理的口或控制局的操作员口头询问司机：为什么他/她驱车来此。如果操作员发现，司机只是走错了路，就适当地指导司机。如果某种通信差错是其理由，则操作员会试图再一次通信，或操作车载设备30，以检验任何异常。当车辆上未安装车载设备30时，就在收费箱用人工收取通行费。当车载设备30正常时，就自动地收费，或通过IC卡62收费。

当车载设备30异常时，就把一个控制卡插入公路上设备的IC卡读写单元。图11示出一个中断例程，它是在公路上设备中以预先判断的时间间隔执行的。在步骤440，根据一个卡检测器的检测结果，判断是否已把控制卡插入IC卡读写单元。如果在步骤440判断：已插入控制卡，就在步骤442，把R/W标志设置成R。其后，从IC卡读写单元取出控制卡。把取出的控制卡转给司机，然后司机把它插入他的车载设备30。在R/W标志中的R意味着从存储单元48读出数据，并把读出的数据存入控制卡中的工作区。在R/W标志中的W意味着从控制卡中的工作区读出数据，并把读出的数据写入存储单元48。对比起来，可把R规定为：从控制卡中的工作区读出数据，并把读出的数据写入存储单元48；并可把W规定为：从存储单元48读出数据，并把该数据存入控制卡中的工作区。此外，可以预先判断一个要写入的位置和要读出的位置。这样，可以从控制卡工作区中的一个预先判断的位置读出数据，并且可以把读出的数据写入存储单元48中的一个预定位置。此外，可以从存储单元48中的一个预定位置读出数据，并且可以把读出的数据写入控制卡工作区中的一个预定位置。

正如稍后将描述的一样，司机把控制卡插入他的车载设备30，以便把存于存储单元48中的数据写入控制卡，并把它交给操作员。操作员从司机接收控制卡，并随后又把它插入IC卡读写单元。

在步骤444，判断是否已把控制卡再插入IC卡读写单元。如果在步骤444判断：已经再插入控制卡，就在步骤446，由于R/W标志被设置成R而从控制卡读出数据。在步骤448，根据通信差错信息判断通信差错的多少。如果在步骤448判断：已重复地发生通信差错，就在步骤462，一条信息显示于公路上设备上，它指示需要更换车载设备30。在这种情况下，车载设备30中已重复发生通信差错，从而能够判断，车载设备30中至少有一个下列部件是异常的：接收天线32，发送天线52，检测电路34，数据信息接收电路44，和传输电路50。

在步骤450，在收费箱，按照通信差错信息自动地收取通行费，然后消除通信差错信息。在步骤452，把预计要存储的信息，即由于上述(1)至(5)的通信差错而不能接收的信息和指示通信差错历史的通信差错历史信息，写入控制卡中。对比起来，在检验关卡200，在不收费的情况下消除通信差错信息，并且把那种由于通信差错而不能接收的信息，和那种指示通信差错历史的通信差错历史信息，写入控制卡中。

预期要存储的信息包括：指示车辆经其驶入收费公路的进口100的进口信息，指示沿收费公路定位的检验关卡200的路线信息(检验关卡信息)，卡值余额信息等，指示出口300的出口信息，和指示要在停车场、进口100或出口300支付的费用或通行费的费用信息。

因为公路上设备读出的数据不足以执行上述自动收费处理，故操作员有必要要求司机出示发给的进口证明，路线证明，和类似证明，以便根据这些证明计算已驶过的路段。换句话说，如有可能，可估计已驶过的路段。操作员根据这样计算或估计的行驶路段，要求司机支付现金或使用一种通用卡。虽然可以通过把通用卡插入IC卡读写单元来进行自动收费处理，但它也可以通过在车载设备30与公路上设备之间又进行无线电通信来执行。

当发现卡值余额不够付款时，操作员就把短缺额通知司机。司机可以用现金支付短缺额或使用另一通用卡。当出示另一通用卡时，操作员把有短缺额的前一通用卡的余额设置到“0”，并用出示的另一通用卡结算短缺额。

如上所述，根据本实施例，当发生通信差错时，就把存于车载设备30的信息写入插于车载设备30中的控制卡。这样，甚至当不能够在公路上设备与车载设备30之间进行无线电通信时，也有可能把本来要通过无线电通信来传送的信息，从车载设备30通过控制卡而传送到公路上设备。

在步骤454，把R/W标志设备成W。然后，操作员从公路上设备的IC卡读写单元取出控制卡，并要求司机把取出的控制卡插入车载设备30。如稍后所述，在把存于控制卡的数据写入车载设备30的存储单元48以后，就把存于存储单元48的数据写入控制卡。然后，司机把控制卡转交操作员。操作员把接收的控制卡再插入IC卡读写单元。

在步骤456，判断是否控制卡已经重新插入IC卡读写单元。如果在步骤456判断：已经重新插入控制卡，就在步骤458，读出存于控制卡中的数据，因为在车载设备30中把R/W标志设置成R。在步骤460，判断的那些存于控制卡的数据是否已被准确地存入车载设备30的存储单元48中。如果在步骤460判断：已经准确地存储数据，则公路上设备可能异常，从而终止这一例程，以便执行一个用于找出可能异常的公路上设备的未示出的例程。

如果在步骤460判断：尚未准确地存储数据，则数据写系统可能异常，即至少下列单元之一可能异常：信号处理单元46，IC卡读写单元60，和存储单元48。从而在步骤462，指令司机更换车载设备30。

图7示出车载设备30的一个例程。在步骤400，判断是否车载设备30处于通信状态。如果在步骤400判断：车载设备30处于通信状态，就在步骤402，执行图8所示的上述通信处理。

在步骤404，判断限制开关58的状态是否已从OFF转换到ON，以便判断指示不存在IC卡的状态是否已经变到指示存在IC卡的状态，即是否已经插入IC卡。如果在步骤404判断：已插入IC卡，就在步骤406，从IC卡读出卡型信息，以便判断所插入的卡是通用卡还是控制卡。步骤404和406相当于由本发明的判断装置作出的判断。

如果在步骤406判断：所插入的IC卡是一个通用卡，就在步骤408，进行一个常规处理。如果在步骤406判断：所插入的IC卡是一个控制卡，就在步骤410，从控制卡读出R/W标志。在步骤412，判断是否所读出的R/W标志是W，以便判断是否控制卡需要一个数据写入。步骤410和412相当于由本发明的识别装置进行的处理和判断。

因为R/W标志最初设置成R，故把处理从步骤412转到步骤418。在步骤418，读出存于车载设备30的存储单元48中的数据，即从存储单元48读出车辆类型信息，执照号，卡值余额，在进口100检测的车辆类型代码，进口信息，检验关卡信息，通信差错信息等。此外，还把读出的数据写入控制卡的工作区。

如果在步骤412判断：已把R/W标志设置成W，它指示控制卡需要一个数据写入，就在步骤414，读出存于控制卡工作区中的数据(预计要存储的信息)，并把读出的数据写入车载设备30的存储单元48。在步骤416，把R/W标志变成R。然后在步骤418，读出存于车载设备30的存储单元48中的数据，这些数据包括已在步骤414中从控制卡读出的数据，并且把读出的数据写入控制卡的工作区中。这样，把预期要存储的信息写入存储单元48，从而把车载设备30恢复到正常状态。

步骤418(当在步骤412判断R已被设置时处理可转到的步骤)和步骤414(当在步骤412判断W已被设置时处理可转到的步骤)相当于由本发明的处理装置进行的处理。

如上所述，把已从控制卡复写到车载设备30的数据重新写入控制卡。这样，通过从控制卡的工作区读出数据，公路上设备能够检验(图11所示的步骤458和460)从控制卡写到车载设备30中的数据的结果。根据这种检验结果，公路上设备能够判断哪一个设备异常：是公路上设备还是车载设备30。此外，因为公路上设备能够收集关于车载设备30中异常情况的信息，就有可能使同样的问题不致重现。此外，因为公路上设备能够检验存于车载设备30中的数据，使发现使用者不正当的作法变得更容易。这样，在人工管理口和控制局的操作员就能够更有效地防止做错事。

控制卡除了用于出口300之外，还能够用于进口100或检验关卡200，在此把控制卡插入公路上设备的IC卡读写单元，以便能够把预期要存储的数据写入控制卡中。

根据本实施例，当发生通信差错时，把存于车载设备中的数据写入控制卡，以便把数据传送到公路上设备。这样，当公路上设备与车载设备之间不能够通信时，有可能通过控制卡而在车载设备与公路上设备之间，传送那种本来要通过无线电通信传送的信息。此外，当存在某一个发生通信差错的位置时，能够只在这样一个位置通过控制卡而在公路上设备与车载设备之间传送信息，并不影响其他的位置。因此，总之，在自动收费系统中，可通过车载设备与公路上设备之间的无线电通信而顺利地传送数据。

虽然参照对收费公路的自动收费系统的应用描述了本发明，但本发明不限这一种应用。本发明可以用于一种旨在对一个停车场或类似场所进行无人管理收费或导引的通信系统，并证明它在这样一种应用中是有效的。在上述停车场中，可能在门口附近不但有进行交款的车辆，而且有停车持续时间和类型不同的其他车辆。此外，某些车辆可能还没有安装车载设备。

当本发明用于这样一种停车场时，在车载设备与公路上设备之间交换的信息中可能包括作为停车信息的进入停车场的时间。此外，本发明可以用于一种用来引导车辆或向车辆提供信息以及收费的通信系统。

Claims (14)

1.一种用于公路车辆通信的车载设备包括：

存储装置，用于存储关于同一个在公路上配置的公路上设备进行通信的数据；

判断装置，用于判断一个有着存储数据用的存储部分的控制卡是否插入所述的公路上设备；

识别装置，用于识别是否插入所述公路上设备的所述控制卡请求至少，或者从所述存储装置读出数据或者把数据写入所述控制卡的存储部分，或者识别是否插入所述公路上设备的所述控制卡请求至少，或者把数据写入所述存储装置或者从所述控制卡的存储部分读出数据；和

处理装置，用于进行第一种处理，以便当所述控制卡请求至少或者从所述存储装置读出数据或者把数据写入所述控制卡的存储部分时，从所述存储装置读出数据和把读出的数据写入所述控制卡的存储部分；和用于进行第二种处理，以便当所述控制卡请求至少或者把数据写入所述存储装置或者从所述控制卡的存储部分读出数据时，从所述控制卡的存储部分读出数据和把读出的数据写入所述存储装置。

2.根据权利要求1所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述控制卡是一个IC卡。

3.根据权利要求1所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述车载设备还包括通信差错判断装置，用于判断是否在所述公路上设备与所述车载设备之间已发生某种通信差错，并且当所述通信差错判断装置判断已发生某种通信差错时，把关于所述通信差错的信息存入所述存储装置中。

4.根据权利要求3所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述车载设备还包括一个显示单元，并且当所述通信差错判断装置判断已发生某种通信差错时，在所述显示单元上显示通信差错的发生。

5.根据权利要求3所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述通信差错判断装置以预定的时间间隔进行关于通信差错发生的判断。

6.根据权利要求1所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述控制卡存储一个R/W标志，用于规定一个要进行的操作是数据写入还是数据读出；并且包括一个工作区，它能够对存于所述车载设备的所述存储装置中的全部信息进行存储。

7.根据权利要求2所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述处理装置包括一个IC卡读写单元，用于从所述IC卡的存储部分读出数据，并且把从所述存储装置读出的数据写入所述IC卡的存储部分中。

8.一种用于公路车辆通信的车载设备包括：

存储装置，用于存储关于同一个在公路上配置的公路上设备进行通信的数据；

判断装置，用于判断一个有着存储数据用的存储部分的控制卡是否插入所述的公路上设备；

识别装置，用于识别是否插入所述公路上设备的所述控制卡请求至少，或者把数据写入所述存储装置或者从所述控制卡的存储部分读出数据；和

处理装置，用于进行第一种处理，以便从所述控制卡的存储部分读出数据和把读出的数据写入所述存储装置，并且随后进行第二种处理，以便当所述控制卡请求至少或者把数据写入所述存储装置或者从所述控制卡的存储部分读出数据时，读出存于所述存储装置中的数据和把读出的数据写入所述控制卡的存储部分。

9.根据权利要求8所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述控制卡是一个IC卡。

10.根据权利要求8所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述车载设备还包括通信差错判断装置，用于判断是否在所述公路上设备与所述车载设备之间已发生某种通信差错，并且当所述通信差错判断装置判断已发生某种通信差错时，把关于所述通信差错的信息存入所述存储装置中。

11.根据权利要求10所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述车载设备包括一个显示单元，并且当所述通信差错判断装置判断已发生某种通信差错时，在所述显示单元上显示通信差错的发生。

12.根据权利要求10所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述通信差错判断装置以预定的时间间隔进行关于通信差错发生的判断。

13.根据权利要求8所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述控制卡存储一个R/W标志，用于规定一个要进行的操作是数据写入还是数据读出；并且包括一个工作区，它能够对存于所述车载设备的所述存储装置中的全部信息进行存储。

14.根据权利要求9所述的用于公路车辆通信的车载设备，其中所述处理装置包括一个IC卡读写单元，用于从所述IC的存储部分读出数据，并且把从所述存储装置读出的数据写入所述IC卡的存储部分中。

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