АНТЕННАЯ ПАНЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ДЛЯ СИСТЕМЫ ОПЛАТЫ ДОРОЖНЫХ СБОРОВ
VEHICLE ANTENNA PANEL FOR ROAD CHARGES PAYMENT SYSTEM

Изобретение относится к антенной панели транспортного средства, системе оплаты дорожных сборов и способу работы системы оплаты дорожных сборов.
Современные системы регистрации (учета) дорожных сборов и оплаты дорожных сборов, как правило, основаны на двух принципах: регистрация дорожных сборов, которая непрерывно фиксирует положение транспортного средства посредством глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) и рассчитывает дорожный сбор по участкам пути, пройденным по определенным трассам. Альтернативные системы взимания дорожных сборов используют контрольно-пропускные пункты с так называемыми дорожными знаками платного участка, согласно которым въезд в определенную зону трассы зависит от оплаты дорожных сборов. Дорожные знаки платного участка используют радиосигналы ближней зоны действия, например, в соответствии со стандартом DSRC (Dedicated Short Range Communication - выделенная связь ближней зоны действия) для связи с мобильным блоком обнаружения (On Board Unit - бортовой блок, OBU). Такие мобильные блоки обнаружения известны, например, из DE 10 2005 055 835 A1.
Эти системы часто имеют тот недостаток, что для них требуется конкретный блок обнаружения, выдаваемый оператором пункта взимания платы, и при прохождении нескольких пунктов взимания платы, при обстоятельствах, может потребоваться несколько блоков обнаружения с различными системами.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованной антенной панели транспортного средства для работы с системой оплаты дорожных сборов, которая позволяет легко оплачивать дорожные сборы с несколькими системами пунктов взимания платы.
Задача настоящего изобретения решается в соответствии с изобретением антенной панелью транспортного средства в соответствии с независимым пунктом 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. Другой аспект изобретения включает в себя систему оплаты дорожных сборов, в которой процесс электронной оплаты осуществляется посредством устройства мобильной связи.
Устройства мобильной радиосвязи, такие как смартфоны или портативные компьютеры с поддержкой Интернета, не пригодны для того, чтобы напрямую взаимодействовать с системой взимания дорожных сборов с электронной системой оплаты. Изобретение заключается в создании антенной панели транспортного средства, которая имеет функцию ретрансляции и позволяет осуществлять обмен данными между радиосвязью ближней зоны действия системы взимания дорожных сборов и устройством мобильной радиосвязи. При этом антенная панель транспортного средства не зависит от собственно системы пункта взимания платы. Только программное обеспечение устройства мобильной радиосвязи должно быть адаптировано к соответствующей системе пункта взимания платы. При этом собственно процесс оплаты может осуществляться путем прямого расчета с оператором пункта взимания платы или простым способом через расчет мобильной радиосвязи.
Изобретение включает в себя систему антенной панели транспортного средства, которая упоминается далее кратко как антенная панель транспортного средства. Соответствующая изобретению антенная панель транспортного средства для системы оплаты дорожных сборов включает в себя по меньшей мере следующие элементы:
- панель,
- первый приемник для приема первого сигнала, который передается передатчиком пункта взимания платы,
- преобразователь сигналов для преобразования первого сигнала во второй сигнал и для преобразования третьего сигнала в четвертый сигнал,
- второй передатчик для передачи второго сигнала на устройство мобильной радиосвязи,
- второй приемник для приема третьего сигнала, который передается устройством мобильной радиосвязи,
- первый передатчик для передачи четвертого сигнала на приемник пункта взимания платы,
- причем первый и второй приемники и первый и второй передатчики выполнены с возможностью приема и передачи радиосигналов ближней зоны действия.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, первый приемник и первый передатчик сконфигурированы для приема и передачи первого и четвертого сигналов в диапазоне DSRC (выделенная связь ближней зоны действия), предпочтительно μWave- (микроволновой) DSRC в соответствии с EN 12253, специфицированным для 5,8 ГГц, или EN 302 571, специфицированным для 5,9 ГГц, или в диапазоне WLAN (беспроводная локальная сеть), предпочтительно в соответствии с IEEE 802.11, специфицированным для 2,4 ГГц, 5 ГГц или 60 ГГц, особенно предпочтительно в соответствии с IEEE 802.11р.
Применение диапазона DSRC особенно предпочтительно, поскольку такие приемники и передатчики имеют подходящую дальность действия и широко используются в уже существующих системах взимания оплаты дорожных сборов.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, второй приемник и второй передатчик сконфигурированы для приема и передачи второго и третьего сигналов в диапазоне NFC (связь в ближней зоне), предпочтительно в соответствии с ISO/IEC 13157, ISO/IEC 16353, ISO/IEC 22536 или ISO/IEC 28361, в диапазоне WLAN (беспроводная локальная сеть), предпочтительно в соответствии с IEEE 802.11, специфицированным для 2,4 ГГц, 5 ГГц или 60 ГГц, или в Bluetooth, предпочтительно в соответствии с IEEE 802.15.1.
Применение диапазона NFC особенно предпочтительно, поскольку такие приемники и передатчики имеют лишь малую дальность действия, предпочтительно менее 50 см, и поэтому особенно защищены от манипуляций со стороны третьих лиц.
Само собой разумеется, что соответствующий изобретению преобразователь сигналов может также иметь два структурно независимых преобразователя сигналов: один для преобразования первого сигнала во второй сигнал и один для преобразования третьего сигнала в четвертый сигнал.
В предпочтительном варианте осуществления, первый приемник и первый передатчик расположены в общем структурном блоке и предпочтительно имеют одну и ту же первую антенну для приема и передачи. В предпочтительном варианте осуществления, второй приемник и второй передатчик расположены в общем структурном блоке и предпочтительно имеют одну и ту же вторую антенну для приема и передачи. В еще одном предпочтительном варианте осуществления, первый приемник, первый передатчик, второй приемник и второй передатчик расположены в общем структурном блоке.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, панель представляет собой композитную (многослойную) панель для отделения внутреннего пространства (салона) транспортного средства от внешней среды и включает в себя по меньшей мере:
- внутреннюю панель с поверхностью (III) внешней стороны и поверхностью (IV) внутренней стороны,
- внешнюю панель с поверхностью (I) внешней стороны и поверхностью (II) внутренней стороны
- и по меньшей мере один промежуточный слой, который по плоскости соединяет поверхность (II) внутренней стороны внешней панели с поверхностью (III) внешней стороны внутренней панели.
Соответствующая изобретению антенная панель транспортного средства предназначена для отделения внутреннего пространства транспортного средства от внешней среды. Тем самым определены поверхности (II, IV) внутренней стороны антенной панели транспортного средства, которые обращены к внутреннему пространству транспортного средства, и поверхности (I, III) внешней стороны, которые обращены в сторону от внутреннего пространства транспортного средства.
В качестве (одиночной) панели, внутренней панели и внешней панели, в принципе, пригодны все электроизолирующие подложки, которые являются термически и химически стабильными и обладают стабильностью размеров в условиях изготовления и применения соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства.
(Одиночная) панель, внутренняя панель и/или внешняя панель предпочтительно содержат стекло, особенно предпочтительно листовое стекло, термополированное стекло (флоат-стекло), кварцевое стекло, боросиликатное стекло, натриево-кальциевое стекло, или прозрачные пластики, предпочтительно жесткие прозрачные пластики, особенно полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, полиэстер, поливинилхлорид и/или их смеси. (Одиночная) панель, внутренняя панель и/или внешняя панель предпочтительно являются прозрачными, особенно для применения антенной панели транспортного средства в качестве ветрового стекла или заднего стекла транспортного средства или других применений, при которых желательно высокое пропускание света. В качестве прозрачной, в контексте настоящего изобретения понимается панель, которая имеет пропускание в видимом спектральном диапазоне больше 70%. Для антенных панелей транспортных средств, которые не находятся в релевантном для движения поле зрения водителя, например, для панелей крыши, пропускание может быть значительно ниже, например, больше или равно 5%.
2
2
Толщина (одиночной) панели, внутренней панели и/или внешней панели может изменяться в широких пределах и, таким образом, очень хорошо адаптироваться к требованиям конкретного случая. Предпочтительно, стандартные толщины от 1,0 мм до 25 мм, предпочтительно от 1,4 мм до 2,5 мм, применяются для автомобильного стекла. Размер (одиночной) панели, внутренней панели и/или внешней панели может варьироваться в широких пределах и зависит от масштаба соответствующего изобретению применения. Обычные площади (одиночной) панели, внутренней панели и/или внешней панели составляют, например, в автомобилестроении, от 200 см до 3 м.
Панель может иметь любую трехмерную форму. Предпочтительно, трехмерная форма не имеет теневых зон, так что на нее может быть нанесено покрытие, например, путем катодного распыления. (Одиночная) панель, внутренняя панель и внешняя панель предпочтительно являются плоскими или слегка или сильно изогнутыми в одном направлении или в нескольких направлениях в пространстве. В частности, используются плоские панели. Панели могут быть бесцветными или окрашенными.
Внутренняя панель и/или внешняя панель по меньшей мере через один промежуточный слой соединены друг с другом. Промежуточный слой предпочтительно является прозрачным. Промежуточный слой предпочтительно содержит по меньшей мере один пластик, предпочтительно поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA) и/или полиэтилентерефталат (PET). Однако промежуточный слой может также содержать, например, полиуретан (PU), полипропилен (PP), полиакрилат, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированные этилен-пропилены, поливинилфторид и/или этилен-тетрафторэтилен или сополимеры или их смеси. Промежуточный слой может быть образован одной или несколькими наложенными друг на друга или расположенными рядом пленками, причем толщина пленки предпочтительно составляет от 0,025 мм до 1 мм, обычно 0,38 мм или 0,76 мм. Промежуточные слои могут быть предпочтительно термопластичными, и после ламинирования внутренняя панель и внешняя панель и, при необходимости, любые промежуточные слои склеиваются друг с другом.
Ламинирование, то есть соединение внутренней панели и внешней панели через промежуточный слой предпочтительно осуществляется под действием тепла, вакуума и/или давления. Могут применяться известные способы для изготовления многослойной панели, например, так называемые автоклавные способы, способы формования вакуумным мешком или вакуумным кольцом, способы каландрирования или вакуумные ламинаторы.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, первый приемник установлен так, что может приниматься первый сигнал, который поступает снаружи на поверхность (I) внешней стороны панели, первый передатчик установлен так, что четвертый сигнал от панели может передаваться наружу, второй приемник установлен так, что может приниматься третий сигнал, который поступает изнутри на поверхность (I) внутренней стороны панели, и второй передатчик установлен так, что второй сигнал от панели может передаваться внутрь. Внутрь здесь означает во внутренне пространство транспортного средства, то есть от панели в направлении нормали к поверхности (IV) внутренней стороны. Наружу здесь означает в окружающую среду транспортного средства и, в частности, от панели в направлении нормали к поверхности (I) внешней стороны панели. Это позволяет осуществлять связь между блоком передачи и приема в окружении, таким как передатчик и приемник пункта взимания платы, и блоком передачи и приема в салоне транспортного средства, таким как устройство мобильной радиосвязи.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, первый приемник, первый передатчик, второй приемник и второй передатчик расположены на поверхности (IV) внутренней стороны панели.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, первый приемник, первый передатчик, второй приемник и второй передатчик расположены между внутренней панелью и внешней панелью упомянутой панели. Это особенно предпочтительно, потому что благодаря этому первый приемник, первый передатчик, второй приемник и второй передатчик особенно хорошо защищены от внешних воздействий, таких как влажность, повреждения и манипуляции.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, первый приемник и первый передатчик расположены между внутренней панелью и внешней панелью упомянутой панели, а второй приемник и второй передатчик расположены на поверхности (IV) внутренней стороны панели.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, преобразователь сигналов расположен на поверхности (IV) внутренней стороны панели. В альтернативном предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, преобразователь сигналов расположен между внутренней панелью и внешней панелью. Это особенно предпочтительно, поскольку благодаря этому преобразователь сигналов особенно хорошо защищен от внешних воздействий, таких как влажность, повреждения и манипуляции.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, панель представляет собой ветровое стекло транспортного средства. В предпочтительном дальнейшем развитии, второй приемник и второй передатчик расположены в области нижнего края панели. Предпочтительно, расстояние между вторым приемником и/или вторым передатчиком и нижним краем панели меньше или равно 30 см. Это особенно предпочтительно при использовании сигнала NFC для связи между устройством мобильной радиосвязи и вторым приемником или вторым передатчиком, поскольку сигнал NFC имеет только малую дальность действия, и устройство мобильной радиосвязи можно легко разместить на приборной панели. Таким образом, устройство мобильной радиосвязи находится в пределах дальности действия второго приемника и второго передатчика и в то же время легко доступно для водителя или пассажиров транспортного средства.
В предпочтительном варианте осуществления, соответствующая изобретению антенная панель транспортного средства имеет деблокирующий переключатель. Деблокирующий переключатель может представлять собой переключатель или кнопку, предпочтительно емкостной сенсорный датчик. Деблокирующий переключатель предпочтительно соединен с электроникой преобразователя сигналов, так что состояние переключения деблокирующего переключателя может передаваться посредством второго сигнала на устройство мобильной радиосвязи.
В предпочтительном варианте осуществления, деблокирующий переключатель расположен на или в соответствующей изобретению панели.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления, деблокирующий переключатель расположен вне панели и, например, на или около приборной панели.
В еще одном альтернативном предпочтительном варианте осуществления, деблокирующий переключатель представляет собой по меньшей мере одну кнопку или по меньшей мере часть сенсорного дисплея устройства мобильной радиосвязи. Это особенно предпочтительно, потому что для этого не требуются никакие дополнительные технические устройства, и также никакой отдельный сигнал не требуется посылать на устройство мобильной радиосвязи, поскольку состояние переключения деблокирующего переключателя может определяться и оцениваться непосредственно в устройстве мобильной радиосвязи.
Как уже упоминалось, первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель могут быть расположены внутри панели в случае многослойной панели. Если панель состоит из внутренней панели, по меньшей мере одного промежуточного слоя и внешней панели, то первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель могут располагаться или ламинироваться между внутренней панелью и промежуточным слоем, между промежуточным слоем и внешней панелью или между двумя или несколькими промежуточными слоями.
Первый и второй передатчики и приемники в соответствии с изобретением могут содержать пассивные и активные электрические компоненты или состоять из простых антенных структур.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель содержат нанесенную печатью и вжиганием электропроводную пасту, предпочтительно серебросодержащую пасту трафаретной печати. Понятно, что первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель также могут состоять из нанесенной печатью и вжиганием электропроводной пасты. Нанесенная печатью и вжиганием электропроводная паста предпочтительно имеет толщину от 3 мкм до 20 мкм и поверхностное сопротивление от 0,001 Ом/квадрат до 0,03 Ом/квадрат, предпочтительно от 0,002 Ом/квадрат до 0,018 Ом/квадрат. Такие электропроводные структуры могут быть легко интегрированы в промышленный процесс производства и изготовлены экономичным образом.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель содержат электропроводную пленку, предпочтительно металлическую пленку и, в частности, медную , серебряную, золотую или алюминиевую пленку или состоят из них. Понятно, что такие пленки также могут располагаться на несущих пленках, например, полимерных несущих пленках, таких как полиимид или полиэтилентерефталат (PET). Подобные первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель на несущих пленках являются особенно предпочтительными, так как они могут быть изготовлены из одного блока и в процессе производства могут быть удобно и точно позиционированы в получаемой позже антенной панели транспортного средства.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальные проводники и/или деблокирующий переключатель содержат электропроводную структуру, которая состоит из электропроводного слоя, электрически изолированного от окружающего слоя посредством не имеющей покрытия разделительной области, в частности, не имеющей покрытия разделительной линии. Понятно, что первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальный проводник и/или деблокирующий переключатель также могут состоять из такого электропроводного слоя, снабженного разделительными областями.
Подобные первый приемник, первый передатчик, второй приемник, второй передатчик, сигнальный проводник и/или деблокирующий переключатель являются особенно предпочтительными, если на панели уже расположены электропроводные слои, как это обычно имеет место, например, в панелях с электрическим нагревом и панелях со встроенным фильтром для солнечного излучения.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства, ширина разделительных линий составляет от 30 мкм до 200 мкм и предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм. Такие тонкие разделительные линии позволяют осуществлять надежную и достаточно высокую электрическую изоляцию, и в то же время не мешают или мешают лишь в незначительной степени обзору через антенную панель транспортного средства.
Соответствующие изобретению электропроводные слои известны, например, из DE 20 2008 017 611 U1, ЕР 0 847 965 В1 или WO2012/052315 А1. Как правило, они содержат один или несколько, например, два, три или четыре электропроводных функциональных слоя. Функциональные слои предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, например серебро, золото, медь, никель и/или хром, или металлический сплав. Функциональные слои могут состоять из металла или металлического сплава. Функциональные слои особенно предпочтительно содержат серебро или серебросодержащий сплав. Такие функциональные слои имеют особенно предпочтительную электропроводность при одновременно высоком пропускании в видимом спектральном диапазоне. Толщина функционального слоя предпочтительно составляет от 5 нм до 50 нм, особенно предпочтительно от 8 нм до 25 нм. В этом диапазоне для толщины функционального слоя достигается предпочтительно высокое пропускание в видимом спектральном диапазоне и особенно предпочтительная электропроводность. Как правило, между соответствующими двумя соседними функциональными слоями расположен по меньшей мере один диэлектрический слой. Эту слоистую структуру, как правило, получают посредством последовательности процессов осаждения, которые выполняются с помощью вакуумного способа, такого как катодное распыление в магнитном поле.
2
Другие подходящие электропроводные слои предпочтительно содержат оксид индия-олова (ITO), легированный фтором оксид олова (SnO:F) или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al).
Электропроводный слой может представлять собой любое покрытие, которое в принципе обеспечивает возможность электрического контакта. Если соответствующая изобретению панель должна обеспечивать возможность обзора, как это имеет место с панелями в области окна, то электропроводный слой предпочтительно является прозрачным. В предпочтительном варианте осуществления, электропроводный слой является слоем или слоистой структурой из нескольких отдельных слоев с общей толщиной, меньшей или равной 2 мкм, особенно предпочтительно меньшей или равной 1 мкм.
Предпочтительный соответствующий изобретению прозрачный электропроводный слой имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 200 Ом/квадрат. В особенно предпочтительном варианте осуществления, соответствующий изобретению электропроводный слой имеет поверхностное сопротивление от 0,5 Ом/квадрат до 20 Ом/квадрат. Слои с такими поверхностными сопротивлениями являются особенно подходящим для обогрева панелей (стекол) транспортного средства при типовых бортовых напряжениях от 12 В до 48 В или в электрических транспортных средствах с типовыми бортовыми напряжениями до 500 В. Однако такие электропроводные слои могут также использоваться без электрической проводки и, например, ввиду их свойств поглощения или отражения инфракрасного излучения.
Еще одним аспектом изобретения является система оплаты дорожных сборов, которая включает в себя по меньшей мере
- соответствующую изобретению антенную панель транспортного средства,
- передатчик пункта взимания платы, который передает первый сигнал на первый приемник антенной панели транспортного средства,
- приемник пункта взимания платы, который принимает четвертый сигнал, переданный первым передатчиком антенной панели транспортного средства, и
- устройство мобильной радиосвязи, которое принимает второй сигнал, переданный вторым передатчиком антенной панели транспортного средства, и передает третий сигнал на второй приемник антенной панели транспортного средства,
причем устройство мобильной радиосвязи в качестве третьего сигнала передает сигнал ʺоплаченоʺ на второй приемник, когда процесс оплаты был выполнен, то есть деблокирован.
Приемник пункта взимания платы и передатчик пункта взимания платы являются, например, компонентами системы взимания дорожных сборов и образуют дорожный знак платного участка.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению системы оплаты дорожных сборов, деблокирующий переключатель электропроводно соединен с преобразователем сигналов. При срабатывании деблокирующего переключателя сигнал ʺдеблокированияʺ передается как второй сигнал от второго передатчика.
Другим аспектом изобретения является способ работы системы оплаты дорожных сборов, причем:
а) первый сигнал передается передатчиком пункта взимания платы,
b) первый сигнал принимается первым приемником антенной панели транспортного средства и направляется на преобразователь сигналов,
c) первый сигнал преобразуется преобразователем сигналов во второй сигнал и направляется на второй передатчик,
d) второй сигнал передается вторым передатчиком и принимается устройством мобильной радиосвязи,
e) посредством программы обработки данных в устройстве мобильной радиосвязи выполняется процесс оплаты, и при успешном завершении процесса оплаты сигнал ʺоплаченоʺ в качестве третьего сигнала передается устройством мобильной радиосвязи,
f) третий сигнал принимается вторым приемником и направляется на преобразователь сигналов,
g) третий сигнал преобразуется преобразователем сигналов в четвертый сигнал и направляется на первый передатчик,
h) четвертый сигнал передается первым передатчиком, и
i) четвертый сигнал принимается приемником пункта взимания платы.
В предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению способа, на следующем этапе j) проверяется, является ли четвертый сигнал сигналом ʺоплаченоʺ, и только если четвертый сигнал является сигналом ʺоплаченоʺ, обеспечивается возможность проезда через пункт взимания платы.
В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа, на этапе е) проверяется, был ли в течение временного интервала t, меньшего или равного 300 с, предпочтительно меньшего или равного 30 с, перед приемом второго сигнала приведен в действие деблокирующий переключатель , и только если деблокирующий переключатель  был приведен в действие, выполняется процесс оплаты.
Другой аспект изобретения включает в себя программу обработки данных на устройстве мобильной радиосвязи, с помощью которой выполняется расчет процесса оплаты в системе оплаты дорожных сборов. Программа обработки данных установлена на устройстве мобильной радиосвязи и выполняется в нем.
Сначала оценивается принятый в устройстве мобильной радиосвязи второй сигнал. Если вторым сигналом является идентификационное кодирование системы оплаты дорожных сборов, известное программе обработки данных, то выполняется процесс оплаты. Процесс оплаты может осуществляться, например, посредством расчета по тарифу мобильной связи (предоплата или постоплата).
Если процесс оплаты был успешно завершен, от устройства мобильной радиосвязи передается третий сигнал с кодированием ʺоплаченоʺ, который может приниматься вторым приемником.
Если процесс оплаты не завершен успешно, то третий сигнал либо не отправляется, либо третий сигнал отправляется с кодированием ʺне оплаченоʺ.
В предпочтительном дальнейшем усовершенствованном варианте соответствующей изобретению программы обработки данных, с помощью третьего сигнала от устройства мобильной радиосвязи ко второму приемнику передается идентификационное кодирование, которое делает устройство мобильной радиосвязи (и, таким образом, пользователя транспортного средства) идентифицируемым для системы оплаты дорожных сборов.
В еще одном предпочтительном дальнейшем усовершенствованном варианте соответствующей изобретению программы обработки данных, перед или во время процесса оплаты проверяется, был ли активирован деблокирующий выключатель. Это может осуществляться с помощью кодирования ʺдеблокированияʺ второго сигнала, например, когда деблокирующий переключатель электропроводно соединен с преобразователем сигналов. В качестве альтернативы, деблокирование может быть выполнено путем опроса кнопок или дисплея устройства мобильной радиосвязи, причем эта информация запрашивается программой обработки данных. В этом случае кнопки или дисплей устройства мобильной радиосвязи являются деблокирующим переключателем. Этот дальнейший усовершенствованный вариант соответствующей изобретению программы обработки данных имеет особое преимущество, состоящее в том, что процесс оплаты дополнительно легитимируется (удостоверяется) операцией деблокирующего переключателя, и, таким образом, процесс оплаты защищается от злоупотреблений и манипуляций.
Это, в частности, имеет место в случае, если процесс оплаты инициируется только тогда, когда приведение в действие деблокирующего переключателя находится во временной связи с поступлением сигнала от передатчика пункта взимания платы. Например, переключатель запуска может приводиться в действие при начале движения и, таким образом, деблокироваться для оплаты во всех ожидаемых пунктах взимания платы.
В качестве альтернативы, деблокирующий переключатель может приводиться в действие непосредственно перед въездом транспортного средства в зону передачи передатчика пункта взимания платы, например, в течение временного интервала, меньшего или равного 300 с, предпочтительно меньшего или равного 30 с, перед приемом второго сигнала в устройстве мобильной радиосвязи. Это имеет особое преимущество, состоящее в том, что процесс оплаты дополнительно защищен от злоупотреблений и манипуляций.
В другой альтернативе, после приема второго сигнала устройством мобильной радиосвязи, оператору предлагается привести в действие деблокирующий переключатель и авторизовать процесс оплаты. Это также имеет особое преимущество, состоящее в том, что процесс оплаты дополнительно защищен от злоупотреблений и манипуляций.
Понятно, что описанная здесь соответствующая изобретению антенная панель транспортного средства или описанная здесь соответствующая изобретению система оплаты дорожных сборов могут иметь дополнительные приемники и передатчики, например, для системы оплаты дорожных сборов, основанной на GNSS (глобальной навигационной спутниковой системе).
Другой аспект настоящего изобретения включает в себя применение соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства в средствах транспортировки для движения на суше или по воде, особенно в поездах, судах и автомобилях, например, в качестве ветрового стекла, заднего стекла, боковых стекол и/или стекла крыши.
В дальнейшем изобретение поясняется более подробно со ссылкой на чертежи и примеры выполнения. Чертежи представляют собой схематичное изображение, выполненное не в масштабе. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение.
На чертежах показано следующее:
Фиг. 1А - вид в плане варианта осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства,
Фиг. 1В - вид в поперечном сечении вдоль секущей линии А-А' на фиг. 1А,
Фиг. 2А - вид в плане альтернативного варианта осуществления соответствующей изобретению антенной панели транспортного средства;
Фиг. 2В - вид в поперечном сечении вдоль секущей линии А-А' на фиг. 2В, и
Фиг. 3 - подробная блок-схема последовательности операций варианта выполнения соответствующего изобретению способа работы соответствующей изобретению системы оплаты дорожных сборов.
На фиг. 1А показан вид в плане примерного варианта осуществления соответствующей изобретению антенной панели 100 транспортного средства. Фиг. 1B показывает вид в поперечном сечении вдоль секущей линии А-А' соответствующей изобретению антенной панели 100 транспортного средства согласно фиг. 1А. Антенная панель 100 транспортного средства включает в себя здесь, например, панель 1, которая выполнена как многослойная панель из внутренней панели и внешней панели, которые соединены между собой через промежуточный слой. Антенная панель 100 транспортного средства представляет собой, например, ветровое стекло легкового автомобиля. Размеры антенной панели 100 транспортного средства равны, например, 0,9 м × 1,5 м.
Вид в плане на фиг. 1А ориентирован на поверхность (I) внешней стороны панели 1, то есть на поверхность (I) внешней стороны внешней панели, при наблюдении снаружи транспортного средства. Внутренняя панель 1 и внешняя панель 2 состоят, например, из натриево-кальциевого стекла. Толщина внутренней панели составляет, например, 1,6 мм, и толщина внешней панели составляет 2,1 мм. Понятно, что внутренняя панель и внешняя панель также могут быть выполнены с одной и той же толщиной. Промежуточный слой представляет собой термопластичный промежуточный слой и состоит, например, из поливинилбутираля (PVB) с толщиной 0,76 мм.
На фиг. 1B также показана система 300 оплаты дорожных сборов, которая включает в себя соответствующую изобретению антенную панель 100 транспортного средства. Система 300 оплаты дорожных сборов также включает в себя приемник 30 пункта взимания платы и передатчик 31 пункта взимания платы. Понятно, что приемник 30 пункта взимания платы и передатчик 31 пункта взимания платы могут также быть выполнены в одном устройстве с общей передающей и приемной антенной. Приемник 30 пункта взимания платы и передатчик 31 пункта взимания платы установлены, например, в дорожном знаке платного участка над дорожным полотном, причем характеристика приема и излучения приемника 30 пункта взимания платы и передатчика 31 пункта взимания платы ориентированы таким образом, что возможна радиосвязь с транспортными средствами на дорожном полотне. Передатчик 31 пункта взимания платы сконфигурирован, чтобы передавать первый сигнал S1. Первый сигнал S1 содержит, например, кодирование пункта взимания платы. Приемник 30 пункта взимания платы сконфигурирован, чтобы принимать четвертый сигнал S4. Приемник 30 пункта взимания платы и передатчик 31 пункта взимания платы являются частями системы учета дорожных сборов и связаны с соответствующей системой обработки данных и с установкой контроля проезда, например, шлагбаумом (здесь не показан).
Панель 100 антенны транспортного средства содержит в верхней области первый приемник 10 и первый передатчик 11. В этом примере, первый приемник 10 и первый передатчик 11 выполнены как устройство с общей антенной. Первый приемник 10 сконфигурирован, чтобы принимать первый сигнал S1 от передатчика 31 пункта взимания платы; первый передатчик 11 сконфигурирован, чтобы передавать четвертый сигнал S4 на передатчик 31 пункта взимания платы. Первый сигнал S1 и четвертый сигнал S4 представляют собой радиосигналы ближней зоны действия и в этом примере сигнал DSRC, например, согласно стандарту μWave в соответствии с EN 12253 с несущей частотой 5,8 ГГц.
Антенная панель 100 транспортного средства содержит в нижней области второй приемник 20 и второй передатчик 21. В этом примере, второй приемник 20 и второй передатчик 21 выполнены как устройство с общей антенной. Первый приемник 20 сконфигурирован, чтобы принимать третий сигнал S3 от устройства 6 мобильной радиосвязи; второй передатчик 21 сконфигурирован, чтобы передавать второй сигнал S2 на устройство 6 мобильной радиосвязи. Второй сигнал S2 и третий сигнал S3 представляют собой радиосигналы ближней зоны действия и в этом примере сигнал NFC, например, с несущей частотой 13,56 МГц. Второй приемник 20 и второй приемник 21 расположены, например, на максимальном расстоянии 25 см от нижнего края U антенной панели 100 транспортного средства. Это имеет преимущество, состоящее в том, что устройство 6 мобильной радиосвязи может легко размещаться около приборной панели транспортного средства или на ней и, таким образом, находится в пределах малой дальности действия сигнала NFC.
В этом примере, устройство 6 мобильной радиосвязи имеет блок передачи и приема для сигнала NFC. Понятно, что устройство 6 мобильной радиосвязи также может осуществлять связь с антенной панелью 100 транспортного средства посредством других частотных диапазонов и стандартов передачи, например, WLAN или Bluetooth. Осуществление связи посредством NFC особенно предпочтительно, поскольку, ввиду малой дальности действия сигнала NFC, манипулирование связью между устройством 6 мобильной радиосвязи и антенной панелью 100 транспортного средства может быть в значительной степени исключено, и поэтому процесс оплаты может быть выполнен безопасно и защищен от злоупотреблений.
Первый приемник 10, первый передатчик 11, второй приемник 20 и второй передатчик 21 электропроводно соединены через один или несколько сигнальных проводников 8 с преобразователем 5 сигналов. Преобразователь 5 сигналов электрически соединен с источником питания 9. Преобразователь сигналов 5 преобразует первый сигнал S1 (здесь сигнал DSRC с частотой 5,8 ГГц) во второй сигнал S2 (здесь сигнал NFC с частотой 13,56 МГц). Кроме того, преобразователь 5 сигналов преобразует третий сигнал S3 (здесь сигнал NFC с частотой 13,56 МГц) в четвертый сигнал S4 (здесь сигнал DSRC с частотой 5,8 ГГц). Преобразователь 5 сигналов, таким образом, обеспечивает возможность осуществления связи между системой пункта взимания платы оператора пункта взимания платы и устройством 6 мобильной радиосвязи пользователя транспортного средства.
В примере, показанном на фиг. 1А и 1В, первый приемник 10, первый передатчик 11, второй приемник 20 и второй передатчик 21, соответственно, ламинированы внутри панели 1, то есть размещены между внутренней панелью и внешней панелью. Преобразователь 5 сигналов расположен, например, на поверхности (IV) внутренней стороны панели 1 и скрыт, например, крышкой камеры, крышкой окна связи или зеркалом заднего вида. Сигнальные проводники 8, которые электрически соединяют приемники 10, 20 с передатчиками 11, 21, представляют собой, например, микрополосковые проводники, каждый из которых состоит из двух медных плоских проводников. Понятно, что первый приемник 10, первый передатчик 11, второй приемник 20 и/или второй передатчик 21 также могут быть расположены на поверхности (IV) внутренней стороны панели 1. Преобразователь 5 сигналов, при подходящей плоской конструкции, также может ламинироваться внутри панели 1.
На фиг. 2А показан вид в плане альтернативного варианта осуществления соответствующей изобретению антенной панели 100 транспортного средства, а на фиг. 2В показан вид в поперечном сечении вдоль секущей линии А-А' на фиг. 2А. Фиг. 2А и 2В по форме и материалу в основном соответствуют варианту согласно фиг. 1А и 1В, поэтому ниже будут рассмотрены только различия.
В приведенном здесь примерном варианте осуществления, первый приемник 10, первый передатчик 11, второй приемник 20, так и второй передатчик 21, а также преобразователь 5 сигналов расположены совместно в одном структурном блоке в нижней области панели 1 на поверхности IV внутренней стороны панели 1. Это имеет особое преимущество, заключающееся в том, что сигнальные проводники 8, которые соединяют друг с другом приемники 10, 20, передатчики 11, 21 и преобразователь 5 сигналов, могут быть короткими или даже могут отсутствовать.
Кроме того, панель 1 имеет деблокирующий переключатель 7. В этом примере деблокирующий переключатель 7 является емкостным сенсорным датчиком, встроенным в панель 1. Емкостной сенсорный датчик включает в себя, например, проводящий контур, который вставлен, приклеен или выполнен печатью между внутренней панелью и внешней панелью или на поверхности III внутренней стороны панели 1. Емкостной сенсорный датчик также может быть областью электропроводного покрытия панели 1, которая электрически изолирована от окружающего электропроводного покрытия, например, посредством лазерной абляции. Деблокирующий переключатель 7 электрически соединен с преобразователем 5 сигналов. В этом примере, электроника преобразователя 5 сигналов выполнена таким образом, что сигнал переключения деблокирующего переключателя 7 преобразуется во второй сигнал S2, например, с кодированием ʺдеблокированияʺ и передается на устройство 6 мобильной радиосвязи. В устройстве 6 мобильной радиосвязи, с помощью информации о том, был ли включен деблокирующий переключатель 7 (то есть, посредством ввода кодирования ʺдеблокированияʺ) или нет, может затем инициироваться или нет процесс оплаты.
На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций формы выполнения соответствующего изобретению способа работы соответствующей изобретению системы 300 взимания дорожных сборов.
На этапе а), первый сигнал S1 передается от передатчика 31 пункта взимания платы дорожного знака платного участка. Как правило, передатчики 31 пункта взимания платы передают периодические сигналы, так называемые ʺмаякиʺ, которые сообщают соответствующим приемникам о присутствии передатчика. Первый сигнал S1 может включать в себя, например, кодирование, с помощью которого пункт взимания платы может быть однозначно идентифицирован.
На этапе b), первый сигнал S1 принимается первым приемником 10 антенной панели 100 транспортного средства и направляется на преобразователь 5 сигналов, например, через сигнальный проводник 8. Если транспортное средство с соответствующей изобретению антенной панелью 100 транспортного средства входит в зону передачи передатчика 31 пункта взимания платы, то первый приемник 10 может принимать первый сигнал S1, переданный передатчиком 31 пункта взимания платы. Первый сигнал S1 затем подается на преобразователь 5 сигналов через сигнальный проводник 8.
На этапе c), первый сигнал S1 преобразуется преобразователем 5 сигналов во второй сигнал S2 и направляется на второй передатчик 21. С помощью преобразователя 5 сигналов обеспечивается возможность связи между пунктом взимания платы и устройством 6 мобильной радиосвязи, несмотря на то, что друг с другом комбинируются различные частотные диапазоны, стандарты связи и дальности действия радиосигналов. Второй сигнал S2 содержит, например, кодирование первого сигнала S1, но использует другую несущую частоту.
На этапе d), второй сигнал S2 передается вторым передатчиком 21 и принимается устройством 6 мобильной радиосвязи, например смартфоном. Устройство 6 мобильной радиосвязи имеет подходящий блок приема для частотного диапазона и стандарта связи второго сигнала S2 и, например, интерфейс NFC. Кроме того, устройство 6 мобильной радиосвязи имеет соответствующую программу обработки данных, например, в форме прикладного программного обеспечения (Application Program - прикладной программы, кратко ʺAppʺ).
На этапе е), выполняется процесс оплаты с помощью программы обработки данных в устройстве 6 мобильной радиосвязи, и после успешного завершения процесса оплаты сигнал ʺоплаченоʺ отправляется как третий сигнал S3 от устройства 6 мобильной радиосвязи на второй приемник 20. Сигнал ʺоплаченоʺ представляет собой, например, кодирование, которое содержит идентификацию устройства 6 мобильной радиосвязи и/или положительное завершение процесса оплаты.
На этапе f), третий сигнал S3 принимается вторым приемником 20 и направляется на преобразователь 5 сигналов.
На этапе g), третий сигнал S3 преобразуется преобразователем 5 сигналов в четвертый сигнал S4 и направляется на первый передатчик 11. Четвертый сигнал S4 содержит, например, кодирование третьего сигнала S3, но использует другую несущую частоту.
На этапе h), четвертый сигнал S4 передается первым передатчиком 11.
На этапе i), четвертый сигнал S4 принимается приемником 30 пункта взимания платы. Принятый сигнал S4 затем подается от приемника 30 пункта взимания платы в систему обработки данных, которая оценивает четвертый сигнал S4. Если четвертый сигнал S4 содержит кодирование для успешного процесса оплаты (сигнал ʺоплаченоʺ), то обеспечивается возможность проезда через пункт взимания платы. Это означает, что проезд через пункт взимания платы разрешается, например, путем поднятия шлагбаума или устранения другого подходящего барьера.
В другом варианте осуществления, на этапе e), проверяется, был ли ранее приведен в действие деблокирующий переключатель 7, предпочтительно, в течение временного интервала t, меньшего или равного 300 с, особенно предпочтительно, меньшего или равного 30 с, перед выполнением этапа e), если деблокирующий переключатель 7 был приведен в действие. Только если деблокирующий переключатель 7 был приведен в действие, выполняется процесс оплаты, и при успешном процессе оплаты передается сигнал ʺоплаченоʺ в качестве третьего сигнала S3.
Перечень ссылочных позиций
1 панель
5 преобразователь сигналов
6 устройство мобильной радиосвязи
7 деблокирующий переключатель
8 сигнальный проводник
9 источник питания
10 первый приемник
11 первый передатчик
20 второй приемник
21 второй передатчик
30 приемник пункта взимания платы
31 передатчик пункта взимания платы
100 антенная панель транспортного средства
300 система оплаты дорожных сборов
А-А' секущая линия
S1 первый сигнал
S2 второй сигнал
S3 третий сигнал
S4 четвертый сигнал
U нижний край
I поверхность внешней стороны панели 1
IV поверхность внутренней стороны панели 1.