[发明专利]LED可见光通信ETC系统

说明书

技术领域

本发明涉及LED可见光通信ETC系统，具体是一种基于LED可见光通信的高速公路ETC收费系统。

背景技术

随着世界人口数量的不断增长，经济的快速发展，工业化进程的不断提高，加快了汽车产业发展的步伐，道路上的车辆越来越多，当汽车通过收费站等电子不停车收费(Electronic Toll Collection，ETC)系统时，不可避免的会产生交通拥堵，使人们花费大量的时间去排队等候，无法提高ETC系统的工作效率。为了解决上述问题，提高ETC系统的工作效率，对ETC系统的无线通信方式做了大量研究工作。现有的ETC系统的无线通信方式主要以射频通信为主，射频通信不仅占用了大量频谱资源，还需要另外安装车载发射设备和天线等接收设备，同时还会产生电磁干扰。

近年来LED照明技术的发展越来越快，基于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的可见光无线通信技术(Visible Light Communication，VLC)已经成为一种新兴的无线通信技术，不像无线射频通信会对人体产生危害，甚至引发癌症，或者无线红外通信造成人类眼角膜的损伤，可见光无线通信安全环保，由于可见光的波长在380nm～780nm之间，所以不受到任何管制。和射频通信需要占用频谱资源不同，可见光较高的频率使得可见光通信避免了对射频等无线通信频谱资源的占用，从而有效的避免了传统无线通信设备之间产生的多节点于扰现象，使得信号传输变得更加可靠。

发明内容

本发明是基于LED可见光通信的ETC电子不停车收费系统，车载单元采用LED可见光，路侧单元采用DSRC协议的接收单元，可以兼容原ETC车载单元。原ETC通信协议DSRC的物理层不适用于可见光无线通信，但是数据链路层及应用层是由适合LED可见光无线通信的数据链路层和应用层协议组成，仍然适用于LED可见光无线通信的要求。因此，本发明基于LED可见光的ETC无线通信接入方法解决可见光通信在ETC通信协议中的物理层规范定义，无缝接入其数据链路层及应用层，从而完成LED可见光与ETC无线通信的接入。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

汽车照明灯基本都采用LED灯，可以组成汽车与ETC系统的链路。这也是LED可见光通信在ETC系统的发展方向。

作为本发明的进一步改善，从ETC电子不停车收费系统的射频无线通信的实际情况出发，为了解决射频无线通信方式需要另外安装发射设备，占用大量的频谱资源，产生电磁干扰等问题，设计了基于汽车LED前照灯可见光无线通信的ETC电子不停车收费系统，从而使车辆在照明的同时完成电子不停车收费功能。

作为本发明的进一步改善，对基于汽车LED前照灯的ETC系统可见光接入协议进行了设计。首先对原有的ETC系统的通信协议DSRC进行了裁剪和改进，保留了原DSRC协议SSCS子层及以上部分，对裁剪后的物理层进行了规范，使其满足汽车LED前照灯的技术指标。通过各层之间的服务原语完成了裁剪和改进前后各层之间的连接，从而实现了基于汽车LED前照灯的ETC系统的可见光接入，使汽车LED前照灯在ETC系统中照明的同时实现可见光通信，可以通过车辆自带的汽车LED前照灯完成ETC系统的电子不停车收费功能。

作为本发明的进一步改善，在不改变汽车LED前照灯驱动电路的条件下，设计了调制信号加载接入到汽车LED前照灯的驱动电路的调制电路。对汽车LED前照灯驱动电路的组成进行了分析，设计了OOK调制电路，通过汽车LED前照灯驱动电路的主控制芯片实现了已调信号的无缝接入，解决了车载用户信息接入汽车LED前照灯的问题。

作为本发明的进一步改善，将设计的ETC可见光接入协议与新出台的IEEE802. 15. 7可见光标准进行对照比较，发现与IEEE802. 15. 7标准的PHY I完全兼容。通过对IEEE802. 15. 7的物理层PHY I模式的分析，发现设计的ETC系统可见光接入协议与IEEE802. 15. 7的物理层PHYI模式兼容。

本发明的益处是：

解决了LED光通信与ETC通信协议的适配问题，可以直接利用LED可见光进行短距离无线通信，在照明的同时实现了可见光通信，不需另外安装设备，避免射频通信的电磁干扰，实现了可见光的低成本、低功耗通信。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的通信示意图。

具体实施方式