[发明专利]一种车辆身份识别和费用支付的车灯通信系统

说明书

本发明公开了一种车辆身份识别和费用支付的车灯通信系统，包括车辆灯光通信系统，其为单向通信系统，发送方为车辆，接收方为门禁系统；在车辆通过各种场合门禁系统时使用车辆近光灯进行车辆身份信息和支付信息的传输。设计了光电接收器和标志线的安装位置和设置方法以保证光信号传输时能可靠接收。设计了车辆灯光通信系统的车辆端和接收端系统结构和功能模块，使得信号能快速可靠的传输。引入了RSA加密方法来保障信息安全。设计了整个系统的详细通信方法，使得各个模块有序地发挥作用，共同完成车辆识别和费用支付的过程。无需在车辆上安装额外设备，通过门禁系统时车辆也无需停车，使得车辆通过门禁系统的过程更方便，快捷和经济。

技术领域

本发明属于无线光通信技术领域，具体为一种车辆身份识别和费用支付的车灯通信系统。

背景技术

在当今社会，车辆的普及率已经达到了一个很高的程度。为了有效管理车辆，小区，收费站和各类停车场均需要进行车辆身份识别和收费。现行的车辆身份识别方法主要为摄像头图像处理，收费方式主要为人工收费。通过采用车辆大灯进行可见光通信可以同时完成车辆身份识别和支付的功能，能够有效降低车辆身份识别和收费系统的复杂度并降低系统成本。使用该系统时车辆无需停车，只需低速即可通过门禁挡杆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆身份识别和费用支付的车灯通信系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种车辆身份识别和费用支付的车灯通信系统，包括车辆灯光通信系统，其为单向通信系统，发送方为车辆，接收方为门禁系统；

车辆的车辆灯光通信系统发送模块由主控芯片，蓝牙通信模块，编码调制电路和驱动电路组成，主控芯片用于数据收发，信息加密和逻辑控制，蓝牙通信模块用于接收手机支付软件的支付信息，编码调制电路负责将待发送信息调制为OOK制式的通信信号，驱动电路负责将信号加载到车辆灯光上发送出去；

门禁系统的车辆灯光通信系统接收模块由光电接收器，放大滤波电路，判决解调电路和主控芯片组成，光电接收器用于将接收的的可见光信号转换为电信号，放大滤波电路的作用是将信号进行放大和去噪便于后续处理，判决解调电路对放大后的信号进行判决解调，主控芯片需要对接收到的信号进行解密，并根据恢复出的信息进行挡杆控制和扣款操作。

根据车辆近光灯离地高度和光束角度确定出标志线到门禁系统的距离，使车辆在标志线位置时近光灯光束照射到门禁系统地面处，使光束被光电接收器接收到；

车辆进入标志线范围内后，司机按下信息发送按钮，车辆端主控芯片收到该信号后通过蓝牙模块向关联的手机发送请求信息，手机收到信息后由支付软件产生支付信息，支付信息中包括授权扣款信息和加密公钥，并由蓝牙模块发送给车辆端主控芯片；

车辆端主控芯片查询本车的身份信息，将该身份信息和授权扣款信息组成原始信息，车辆端主控芯片根据RSA加密算法，使用获得的公钥对该原始信息进行加密进而得到密文；

车辆端主控芯片将密文转为二进制编码并输出到调制电路，调制电路将二进制编码调制为OOK信号，OOK信号由驱动电路加载到车辆近光灯上发送出去；

光束将照射到门禁系统两边的光电接收器上，至少有1个或多个光电接收器能输出有效的电流信号，采用加法器对6路光电转换后的信号进行合并，合并的电流信号经过电流电压转换后由自动增益放大器进行放大，以保证输出信号的幅值处与相对固定的状态，采用OOK调制方式，直接使用电压比较器实现判决解调；

解调后信号送入接收端主控芯片，主控芯片使用私钥进行解密，根据解密信息可以获得车辆身份信息和授权扣款信息，将该信息送入门禁系统，由门禁系统执行扣款和打开挡杆的操作。

作为本发明进一步的方案，主控芯片型号均为STM32F103。