一種車載智能電源的設計

智能交通系統(IntelligentTransportSystem,簡稱ITS) 研究領域，是未來交通系統的發展方向，其是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。

　　1 ETC系統介紹

　　電子不停車收費(ElectronicTollCollection,ETC)設計成由路邊讀寫設備(Road Side Unit,簡稱RSU)、車載單元(OnBoardUnit,簡稱OBU)、IC卡、計算機安全控管技術、網絡及賬務等幾大部分組成。

　　其組成由圖1.1 所示：

　　圖1. 1 ETC系統組成圖

　　OBU 中存有車輛的識別信息，如車牌號、汽車ID號，一般安裝于車輛前面的擋風玻璃上，RSU安裝于收費站旁邊，環路感應器安裝于車道地面下。中心管理系統有大型的數據庫，存儲大量注冊車輛和用戶的信息。當車輛通過收費站口時，環路感應器感知車輛，路邊單元發出詢問信號，車載單元做出響應。并進行雙向通信和數據交換，中心管理系統獲取車輛識別、車型等信息并和數據庫中相應信息進行比較判斷，根據不同情況來控制管理系統產生不同的動作。通過路邊單元與車載單元進行相互通信和信息交換，以達到對車輛的自動識別，并自動從該用戶的專用帳戶中扣除通行費，從而實現自動收費。

　　因為OBU在整個ETC 系統中起著非常重要的作用，而電源模塊的性能直接關系著OBU能否正常工作。現有的OBU供電方式一般有兩種，但各有缺憾。據此，新的低功耗電源設計方法應該產生。

　　2 低功耗智能電源在電子不停車收費系統中應用設計方案

　　如OBU這種以嵌入式處理器為核心的系統，其功耗主要由處理器功耗和外圍電路功耗組成。考慮實際的運行情況，汽車在公路上行駛的整個過程中，經過收費站的時間是非常短的，OBU只需要在汽車經過收費站時工作，而且工作時間不到一秒鐘，其他絕大部分時間都不需要工作。OBU智能電源管理采用電池供電的方法，控制OBU 工作在兩種模式，睡眠模式和激活模式;當車進入收費站時，OBU被激活，開始工作，處于激活模式;當交易完成，車離開收費站后，OBU馬上停止工作進入睡眠模式。根據這種特點，對電源采用分級管理的策略，即分為待機電源與工作電源，如圖2.1。

　　圖2. 1 OBU電源管理分級模塊結構圖

　　同時，為實現進一步的分時供電控制，工作電源模塊又按功能模塊劃分獨立電源回路，各個模塊電源獨立可控，由主控制器統一協調。

　　激活的MCU,使用中斷編寫方式，對各個I/O 進行判斷后分時控制，輸出各個耗電模塊的DC/DC使能高電平信號，分時為射頻接收、射頻發送、基帶電路、IC卡讀寫、賬戶管理及人機接口供電;在任一時刻，系統除主控制器外最多只為2 個模塊供電，大大減少了系統的功耗。