專利名稱：路面天線裝置及其陣列的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及信號裝置，尤其涉及道路車輛的交通控制系統(tǒng)中的信號裝 置，特別涉及車輛識別用信號裝置。
背景技術：
在道路車輛的交通控制系統(tǒng)中，往往借助于設置與車輛上的電子設備與設 置道路上的電子設備之間的聯(lián)絡，以實現(xiàn)有關交通控制管理，在車輛上的電子 設備上通常包括電子標簽，在道路上的電子設備相應地包括電子標簽的讀寫器。
如，中國專利CN1936966所公開的一種基于射頻識別的高速公路車輛行駛路徑 識別系統(tǒng)，主要將主動式(Active)RFID技術應用于高速公路車輛路徑識別系統(tǒng) 中，系統(tǒng)可以向高速公路收費系統(tǒng)提供收費依據等作用。首先，在必要的高速 公路的路徑上安裝RFID路側標識站讀寫設備，當車輛進入高速公路收費口，車 輛的司機會收到一個RFID主動式標簽，RFID主動式標簽被寫入高速公路入口信 息，司機把RFID主動式標簽放到車輛里或掛放在車外，當車輛經過RFID路側 標識站讀寫設備時，RFID主動式標簽首先被喚醒，該RFID主動式標簽會把標簽 內的信息發(fā)送給RFID路側標識站讀寫設備，或者RFID路側標識站讀寫設備會 把路側標識站標識、當前時間等信息一并記錄到RFID主動式標簽里，當車輛離 開RFID路側標識站讀寫設備信號覆蓋區(qū)域后，RFID主動式標簽又進入休眠狀態(tài)， RFID路側標識站讀寫設備可以把讀取到的RFID主動式標簽信息通過有線或無線 網絡發(fā)送到應用服務器，當車輛駛出高速公路進入收費口，可以通過RFID主動 式標簽中記錄的路徑信息或者車輛所經過的RFID路側標識站讀寫設備所發(fā)回的 信息得出本車輛實際經過的高速公路的詳細路徑，從而達到精確識別并準確拆 分的目的；又如，中國專利CN1862619所公開的一種基于射頻識別技術的車輛 超速自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括射頻識別標簽、射頻識別讀取器、信息傳 輸單元、監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)；射頻識別標簽存儲車輛的信息，并設置在對應 車輛上；射頻識別讀取器用于完成對車輛信息記錄；射頻識別讀取器與信息傳 輸單元連接并通過信息傳輸單元發(fā)送和接收信息，將信息發(fā)送到監(jiān)測中心的計 算機系統(tǒng)；監(jiān)測中心計算機系統(tǒng)存儲射頻識別讀取器發(fā)送來的信息并做相應處
理，同時發(fā)送控制射頻識別讀取器的指令；再如，中國專利CN1670783所公開 的一種基于射頻識別的車輛交通監(jiān)控系統(tǒng)，由射頻識別電路、射頻感應收發(fā)裝 置、通信網絡、計算機車輛和交通管理中心組成，射頻識別電路設置在車輛上; 射頻感應收發(fā)裝置設置在路口或路面，用于讀出每一經過車輛的射頻識別電路 中的數(shù)據，并通過通信網絡把該數(shù)據發(fā)送給計算機車輛和交通管理中心。
然而，如何有效地在路口或路面等處構建道路上的電子設備，以配合車輛 上設置的電子車牌，現(xiàn)有技術并沒有給出較佳的解決方案。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于避免上述現(xiàn)有技術的不足之處，而給出 一種新的道路上的電子設備結構，以很好地適應RFID技術在道路交通控制方面 的應用需要。
本實用新型解決上述技術問題的技術方案是，生產制造一種路面天線裝置， 一殼體，固定于地面上，其強度足以承受行駛于其上的車輛的壓碾；至少一天 線機構，置于該殼體內；和，至少一射頻端口，設于該殼體上，各射頻端口對 應一天線機構，用以將該些天線機構與外部設備電連接。
在一個天線機構的時候，其構成外部設備發(fā)射/接收天線。
在兩個天線機構的時候，射頻端口的數(shù)目也為二，其中一天線機構及對應 的射頻端口構成該外部設備的發(fā)射天線，其中另一天線機構及對應的射頻端口 構成該外部設備的接收天線。
還可包括一調節(jié)機構，置于該殼體內，用以調節(jié)該些天線機構的姿態(tài)。
各天線機構包括一天線或天線陣列，該天線或天線陣列的覆蓋范圍是單向 的，該天線或天線陣列的覆蓋范圍通過該調節(jié)機構予以調整。
該天線/天線陣列的方向指向位于路面天線裝置旁側的車輛的車牌，以配合 車牌上的RFID (電子標簽)工作，具體地有
該路面天線裝置可橫向地置于車輛行駛的方向上的路面，來讀寫正面行駛 過來的車輛車牌上的電子標簽信息；這時，該殼體呈減速路障狀，橫向安裝于 車輛行使的路面中；該天線/天線陣列的天線覆蓋范圍為一扁錐體，在離地面IO 厘米到1. 5米范圍內的任何一個水平切面，該天線/天線陣列的半功率覆蓋范圍 為縱向l米至6米、橫向6米；或者，
該路面天線裝置也可縱向地置于車輛行駛的方向上的車道旁或者兩個車道 之間的路面，來讀寫側面行駛過來的車輛車牌上的電子標簽信息；這時，該殼
體呈分道標志狀，縱向安裝于車輛行使的路面旁/兩個車道之間；該天線/天線 陣列的天線覆蓋范圍為一扁錐體，在離地面10厘米到1. 5米范圍內的任何一個 水平切面，該天線/天線陣列的半功率覆蓋范圍為橫向l米至6米、縱向6米； 該扁錐體主軸偏向所要檢測的道路方向呈5到75度，該偏向角度可以調節(jié)的。
該調節(jié)機構可以是手動的，如設置多個不同位置的天線固定結構，通過 調節(jié)天線/天線陣列所處的天線固定結構可調節(jié)天線/天線陣列的方向。
該調節(jié)機構也可以是自動的，如設置一與所述天線/天線陣列相連的天線 姿態(tài)控制裝置，通過操控該天線姿態(tài)控制裝置可調節(jié)天線/天線陣列的方向；這 時，可在殼體上設置一天線姿態(tài)控制端口，用以將天線姿態(tài)控制裝置與外部設 備電連接。
進一步地，還可包括一車輛感應裝置，于車輛經過該車輛感應裝置時給出 相應的感測電信號；和， 一感應信號端口，用以將該車輛感應裝置與外部設備 電連接。該車輛感應裝置可以是，但不限于電感變化感應器、超聲感應器、 壓力感應器、紅外線感應器或光感應器。顯然，通常用來進行車輛感應檢測的 線圈屬于電感變化感應器。
該車輛感應裝置可與天線平行放置并封裝在同一外殼內，也可分開封裝。該 車輛感應裝置可以和天線放在靠近的位置使用也可放在有一定間隔距離的同一 地點使用，借助該車輛感應裝置，可探測車輛的存在，通過探測到車輛的時間 和讀取到電子車牌的時間進行比對，可以判斷有無帶電子車牌的車輛駛過特定 地點。
再進一步，多個上述結構的路面天線裝置和一射頻切換開關可構成一陣列， 該些裝置橫向地安裝于車輛行使的路面中，和/或，縱向地安裝于車輛行使的路 面旁/兩個車道之間；射頻切換開關包括至少一組射頻連接端口，每組包含多 個射頻連接端口；至少一公共信號端口，各公共信號端口對應一組射頻連接端 口；和， 一控制端口，用以接收控制信號而選擇性地將各組射頻連接端口分別 與一公共信號端口連通；其中，該些路面天線裝置的各射頻端口分別與該射頻 切換開關中的一組射頻連接端口中的一個射頻連接端口電連接，該射頻切換開 關中的公共信號端口與外部設備電連接。
在一個天線機構的時候，其構成外部設備發(fā)射/接收天線，相應的切換，是 針對單個天線機構進行。
而，在各所述路面天線裝置包括兩個天線機構和兩個射頻端口的時候，其 中一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的發(fā)射天線，其中另一天線機
構及對應的射頻端口構成該外部設備的接收天線；相應的切換，是針對兩個天 線機構進行。
這種陣列結構，該些路面天線裝置中的天線可以以不同的算法進行分時連 接到同一外部設備，比如讀寫器。
同現(xiàn)有技術相比，采用本實用新型的路面天線裝置及其陣列，可以方便地 構建其上設有電子標簽的車牌的車輛管理應用系統(tǒng)。


圖1為本實用新型的路面天線裝置實施例示意圖2為本實用新型的路面天線裝置陣列實施例示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作進一步詳述。
本實用新型的路面天線裝置實施例，如圖1所示，該路面天線裝置l包括 一殼體11，可通過螺釘?shù)裙潭潭ò惭b于地面，其強度足以承受行駛于其 上的車輛的壓碾； 一天線機構12,置于殼體ll內； 一調節(jié)機構13，置于殼體 11內，用以調節(jié)天線機構12的姿態(tài)；和， 一射頻端口14，設于殼體ll上，用 以通過第一電纜16將天線機構12與外部設備電連接。
顯然，針對實際的應用情況，該路面天線裝置可以包括兩個天線機構和兩 個射頻端口，其中一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的發(fā)射天線， 其中另一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的接收天線。這種收/發(fā)分 別設置天線的方式，在配合被動式RFID工作時，相比于單一天線而言，效果會 更好。
該殼體ll為壩形，可以是類似于橫向安置于路面的減速路障狀，也可是類 似于縱向安置于車道旁或兩車道之間的分道標志狀。
該天線機構12為單向天線，可以是單一的天線，也可以是天線陣列，對于 天線陣列的情況，相比單一天線而言，外部設備需添置天線開關和開關控制來 配合工作；調節(jié)機構13用以調節(jié)單向天線的方向，調節(jié)機構13可以是一自動 機構，由承載天線12的受控臺面133，天線姿態(tài)控制裝置131和連接于受控臺 面133與天線姿態(tài)控制裝置131之間的傳動部分132組成，而在殼體11上設有 第二端口 15，用以通過第二電纜17將天線姿態(tài)控制裝置131與外部設備電連接。
實際應用時，該單向天線的方向指向位于路面天線裝置旁側的車輛的車牌，
以配合車牌上的RFID工作。
顯然，由于內部置有天線，為了不妨礙天線的正常工作，在天線12的工作 方向上，殼體11不能存在對電磁波傳輸?shù)母蓴_。因而，該殼體11建議用高強
度的橡膠或其它非導體材料制成，當然，在不妨礙天線工作的前提下，部分結 構采用金屬也是允許的。
上述的調節(jié)機構13的構成，也可以用其它的手動方式來替代，比如設置
多個不同位置的天線固定結構，通過調節(jié)天線所處的天線固定結構可調節(jié)天線 的方向。
顯然，還可設置一車輛感應裝置，于車輛經過該車輛感應裝置時給出相應
的感測電信號；和， 一感應信號端口，用以將該車輛感應裝置與外部設備電連 接。該車輛感應裝置可以是，但不限于電感變化感應器、超聲感應器、壓力 感應器、紅外線感應器或光感應器。顯然，通常用來進行車輛感應檢測的線圈 屬于電感變化感應器。
該車輛感應裝置可與天線平行放置并封裝在同一外殼內，也可分開封裝。該 車輛感應裝置可以和天線放在靠近的位置使用也可放在有一定間隔距離的同一 地點使用，借助該車輛感應裝置，可探測車輛的存在，通過探測到車輛的時間 和讀取到電子車牌的時間進行比對，可以判斷有無帶電子車牌的車輛駛過特定 地點。
如圖2所示，本實用新型的路面天線裝置陣列的一個實施例，其中，多個 上述結構的路面天線裝置1和一射頻切換開關2可構成一陣列，該些裝置部分 是橫向地安裝于車輛行使的路面中，部分是縱向地安裝于車輛行使的路面旁/兩 個車道之間，其中三個縱向布置在兩車道中間的路面天線裝置1針對第一車道 Dl，另一個布置在第二車道D2旁的路面天線裝置1針對該第二車道D2;該射頻 切換開關2包括多個射頻連接端口； 一公共信號端口；和， 一控制端口，用 以接收控制信號而選擇性地將多個射頻連接端口中的一個與該公共信號端口連 通；該些路面天線裝置的射頻端口分別與一射頻連接端口電連接，該公共信號 端口與外部設備3電連接。在該陣列中，車輛感應裝置ll是分離于路面天線裝 置1而設置的。
顯然，針對該路面天線裝置設有兩個天線機構和兩個射頻端口的情況，可 以用增多一射頻切換開關實現(xiàn)，也可以用一帶兩組射頻連接端口和兩個公共信 號端口來實現(xiàn)。其目的在于用一個射頻切換開關或一組射頻連接端口及公共 信號端口來實現(xiàn)發(fā)射天線的切換，用另一個射頻切換開關或另一組射頻連接端
口及公共信號端口來實現(xiàn)接收天線的切換。
為了很好地與路面實際情況配合，橫向安裝于車輛行使的路面中的路面天 線裝置1，其殼體可以呈減速路障狀，其內部的天線/天線陣列的天線覆蓋范圍
為一扁錐體，在離地面10厘米到1.5米范圍內的任何一個水平切面，該天線/ 天線陣列的半功率覆蓋范圍為縱向1米至6米、橫向6米，也就是相當于一個 縱向延伸5米、橫向延伸一個車道；而，縱向地置于車輛行駛的方向上的車道 旁或者兩個車道之間的路面的路面天線裝置l，其殼體可以呈分道標志狀，其天 線/天線陣列的天線覆蓋范圍為一扁錐體，在離地面10厘米到1.5米范圍內的 任何一個水平切面，該天線/天線陣列的半功率覆蓋范圍為橫向l米至6米、縱 向6米，也就是相當于縱向延伸5米、橫向延伸一個車道。
本實用新型的路面天線裝置及其陣列，可以廣泛應用各種具電子車牌的車 輛的管理，比如
1、 將該路面天線裝置橫向地置于車輛行駛的方向上的路面，可讀寫正面行 駛過來的車輛車牌上的電子標簽信息。
2、 將該路面天線裝置也可縱向地置于車輛行駛的方向上的兩個車道之間的 路面，可讀寫側面行駛過來的車輛車牌上的電子標簽信息。
3、 在設定距離的不同位置設置多個路面天線裝置，配合其它電子設備，可 計算出被檢測車輛的車速，結合該路段的限速要求，以判斷是否超速。
4、 在停車位上設置路面天線裝置，配合其它電子設備，可判斷特定的停車 位上是否有車，以及所停放車輛的信息。
5、 在各個車道上設置路面天線裝置，配合其它電子設備，可判斷特定的車 輛的行駛動態(tài)，結合該路段的換道限制要求，以判斷是否存在違章變道行駛。
6、 在特定場合，如在加油站設置路面天線裝置，配合其它電子設備，可將 特定場合所能提供的服務，如加油站所能提供的加油服務與具特定身份信息的 車輛相捆綁，而為具特定身份信息的車輛提供個性化服務。
當然，為了使本實用新型的路面天線裝置及其陣列能夠充分發(fā)揮作用，將 橫向放置的路面天線裝置的天線的作用范圍限定在一個車道內、將縱向放置的 路面天線裝置的天線的作用范圍限定在一個車道或半個車道內是有必要的，而 當一個路面天線裝置不足以覆蓋一個車道或半個車道(縱向放置時)，則可以采 用多個路面天線裝置的組合結構來實現(xiàn)，這時，外部電子設備將需要配置天線 轉換開關以及相應的開關控制機構，以做到用同一讀寫器來處理該多個路面天 線裝置。
以上所述之最佳實施例意在具體說明本實用新型的思路在路面上，于類 似減速路障狀的殼體或類似于分道標志狀的殼體內封裝的天線而構成一路面天 線裝置，配合外接的設備用以讀寫行駛而過的車輛上的電子車牌的有關信息， 進一步的，可將車輛感應裝置封裝于上述殼體內或布置于上述殼體附近，再進 一步地，可將多個上述路面天線裝置與一射頻開關相結合而構成一陣列，以大 大地簡化其上設有電子標簽的車牌的車輛管理應用系統(tǒng)的構建。本實用新型之 實施，并不限于以上最佳實施例所公開的方式，凡基于上述設計思路，進行簡 單推演與替換，得到的具體的路面天線裝置及其陣列，都屬于本實用新型的實施。
權利要求1、一種路面天線裝置，其特征在于，包括一殼體，固定于地面上，其強度足以承受行駛于其上的車輛的壓碾；至少一天線機構，置于該殼體內；和，至少一射頻端口，設于該殼體上，各射頻端口對應一天線機構，用以將該些天線機構與外部設備電連接。
2、 如權利要求1所述的路面天線裝置，其特征在于:天線機構的數(shù)目為二， 射頻端口的數(shù)目也為二，其中一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的 發(fā)射天線，其中另一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的接收天線。
3、 如權利要求1或2所述的路面天線裝置，其特征在于還包括一調節(jié)機 構，置于該殼體內，用以調節(jié)該些天線機構的姿態(tài)；各天線機構包括一天線或天線陣列，該天線或天線陣列的覆蓋范圍是單向 的，該天線或天線陣列的覆蓋范圍通過該調節(jié)機構予以調整。
4、 如權利要求3所述的路面天線裝置，其特征在于該殼體呈減速路障狀， 橫向安裝于車輛行使的路面中；該天線/天線陣列的天線覆蓋范圍為一扁錐體， 在離地面10厘米到1. 5米范圍內的任何一個水平切面，該天線/天線陣列的半 功傘覆蓋范圍為縱向l米至6米、橫向6米。
5、 如權利要求3所述的路面天線裝置，其特征在于:該殼體呈分道標志狀， 縱向安裝于車輛行使的路面旁/兩個車道之間；該天線/天線陣列的天線覆蓋范 圍為一扁錐體，在離地面10厘米到1. 5米范圍內的任何一個水平切面，該天線 /天線陣列的半功率覆蓋范圍為縱向1米至6米、橫向6米；該扁錐體主軸偏向 所要檢測的道路方向呈5到75度。
6、 如權利要求3所述的路面天線裝置，其特征在于該調節(jié)機構包括多個 不同位置的天線固定結構，該天線或天線陣列的覆蓋范圍的調節(jié)是通過使該天 線/天線陣列在該天線固定結構中處于不同的位置來進行的。
7、 如權利要求3所述的路面天線裝置，其特征在于該調節(jié)機構包括一天 線姿態(tài)控制裝置，與該天線/天線陣列相連，用以調節(jié)該天線/天線陣列的覆蓋 范圍；和， 一天線姿態(tài)控制端口，設于該殼體上，用以將該天線姿態(tài)控制裝置 與外部設備電連接。
8、 如權利要求1至7任一所述的路面天線裝置，其特征在于還包括一車 輛感應裝置，該車輛感應裝置包括電感變化感應器、超聲感應器、壓力感應器、紅外線感應器或光感應器，于車輛經過該車輛感應裝置時該感應器給出相應的感測電信號；和， 一感應信號端口，用以將該車輛感應裝置與外部設備電連接。
9、 一種路面天線裝置陣列，其特征在于，包括-多個路面天線裝置，橫向地安裝于車輛行使的路面中，和/或，縱向地 安裝于車輛行使的路面旁/兩個車道之間，各路面天線裝置包括一殼體，固定于地面上，其強度足以承受行駛于其上的車輛的壓碾; 至少一個天線機構，置于該殼體內；和，至少一個射頻端口，設于該殼體上，各射頻端口對應一天線機構； 以及，一射頻切換開關，包括-至少一組射頻連接端口，每組包含多個射頻連接端口； 至少一公共信號端口 ，各公共信號端口對應一組射頻連接端口 ；和， 一控制端口 ，用以接收控制信號而選擇性地將各組射頻連接端口分別與一公共信號端口連通；其中，該些路面天線裝置的各射頻端口分別與該射頻切換開關中的一 組射頻連接端口中的一個射頻連接端口電連接，該射頻切換開關中的公共信號 端口與外部設備電連接。
10、 如權利要求9所述的路面天線裝置陣列，其特征在于 各所述路面天線裝置包括兩個天線機構和兩個射頻端口，設于該殼體上，各射頻端口對應一天線機構，其中一天線機構及對應的射頻端口構成該外 部設備的發(fā)射天線，其中另一天線機構及對應的射頻端口構成該外部設備的接 收天線；所述射頻切換開關包括兩組射頻連接端口和兩公共信號端口。
專利摘要一種路面天線裝置及其陣列，該裝置包括一殼體，固定于地面上，其強度足以承受行駛于其上的車輛的壓碾；至少一天線機構，置于該殼體內；和，至少一射頻端口，設于該殼體上，各射頻端口對應一天線機構，用以將該些天線機構與外部設備電連接；該陣列包括多個上述裝置和一射頻切換開關，該些裝置橫向地安裝于車輛行使的路面中，和/或，縱向地安裝于車輛行使的路面旁/兩個車道之間；該射頻切換開關包括至少一組射頻連接端口；至少一公共信號端口，各公共信號端口對應一組射頻連接端口；和，一控制端口，用以接收控制信號而選擇性地將各組射頻連接端口分別與一公共信號端口連通?？煞奖愕貥嫿ㄆ渖显O有電子標簽的車牌的車輛管理應用系統(tǒng)。
文檔編號G07B15/06GK201066716SQ20072012229
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權日2007年8月17日
發(fā)明者張洪艷 申請人:張洪艷