Etc車載單元的發行設備、系統及發行方法
2023-06-12 21:22:16
專利名稱：Etc車載單元的發行設備、系統及發行方法
技術領域：
本發明涉及微波通信技術，特別是涉及ETC (Electronic Toll Collection不停車 電子收費系統)車載單元的發行設備、系統及發行方法。
背景技術：
ETC是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電 子標籤(On-Board Units，簡稱0BU)與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短 程通訊，利用計算機聯網技術與銀行進行後臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不 需停車而能繳納路橋費的目的。ETC系統主要包括路側單元和車載單元。路側單元(Road-Side Units，簡稱RSU) 由微波天線和讀寫控制器組成，其中，微波天線是一個微波收發模塊，用於信號和數據的接 收/發送、調製/解調、編碼/解碼、加密/解密；讀寫控制器是控制發射和接收數據以及處 理向上位機收發信息的模塊。車載單元主要包括車載電子標籤(OBU)，是基於DSRC短程無 線通訊國家標準研發的ETC系統關鍵車載設備，它的作用是接收入口站RSU寫入的入口站 信息，在出口站將收到的入口站信息發送給出口站RSU，根據入口站信息計算收費額，並由 出口站RSU對車載單元按照金融交易安全規範進行扣款，安全快速完成整個交易。在ETC系統中，車載單元(OBU)的發行是ETC系統的重要組成部分。OBU的發行主 要指OBU的信息初始化，包括向OBU中載入密鑰、寫入系統信息和用戶車輛信息等。目前，現有OBU的發行設備全部採用一對一發行的方式，即一臺發行設備一次只 能發行一臺0BU，而一般OBU的包裝為10個OBU —箱，採用現有技術發行，需拆箱後逐個取 出0BU，使用發行設備逐個對OBU進行發行，發行效率低下。隨著ETC系統應用越來越廣泛， OBU的用戶也越來越多，這種OBU發行方式造成很大的發行壓力。
發明內容
本發明提供一種ETC車載單元的發行設備、系統及發行方法，以解決現有技術發 行效率低的問題。為了解決上述問題，本發明公開了一種ETC車載單元的發行設備，包括微波天線 陣列、微波電路模塊和主控制模塊，其中，主控制模塊，用於接收發行數據和發行指令，並根據所述發行指令控制微波電路 模塊將發行數據發送到微波天線陣列；微波電路模塊，分別與微波天線陣列和主控制模塊通訊，用於調製和解調微波信 號；微波天線陣列，用於與多個車載單元進行通訊，將發行數據批量寫入所述多個車 載單元。其中，所述微波天線陣列包括多個微波天線單元，每個微波天線單元與一個車載 單元通訊，各微波天線單元連續將發行數據寫入對應的車載單元中。
優選的，所述發行設備還包括外部通訊模塊，分別與所述主控制模塊和上位機連 接，用於從所述上位機接收發行指令，並傳給所述主控制模塊。優選的，所述外部通訊模塊通過USB接口採用HID人機對話接口設備協議與所述 上位機連接通訊。優選的，所述發行設備還包括數據讀取模塊，分別與所述主控制模塊和智慧卡連 接，用於從所述智慧卡讀取發行數據，並傳給所述主控制模塊。優選的，所述主控制模塊還用於通過外部通訊模塊從所述上位機接收需要批量發 行的多個車載單元ID ；所述微波天線陣列還用於搜索與各車載單元ID對應的車載單元，並 將發行數據批量寫入對應的車載單元中。本發明還提供了一種ETC車載單元的發行系統，包括上位機和如上所述的發行 設備，其中，所述上位機包括自動控制模塊，用於向所述發行設備發送發行指令；所述發行設備用於根據發行指令批量發行多個車載單元。優選的，所述發行系統還包括智慧卡，用於存儲發行數據；則所述發行設備從所 述智慧卡讀取發行數據。本發明還提供了一種ETC車載單元的發行方法，包括接收發行數據、發行指令以及需要批量發行的多個車載單元ID ；根據所述發行指令，搜索與各車載單元ID對應的車載單元；根據所述發行指令，將發行數據批量寫入與各車載單元ID對應的車載單元中。其中，所述發行數據包括車載單元的密鑰、系統信息和用戶車輛信息。與現有技術相比，本發明具有以下優點首先，本發明提供的OBU發行設備主要包括微波天線陣列、微波電路模塊和主控 制模塊，其中主控制模塊用於控制微波電路模塊將發行數據發送到微波天線陣列，微波天 線陣列可自動依次將發行數據批量寫入多個0BU，從而完成OBU的批量發行。因此使用本發 明所述的發行設備，可以將整箱OBU放在發行設備的微波天線陣列上進行批量發行，節省 了逐個取出、放回OBU的操作，從而有效地節省了發行時間，減少了發行員的操作步驟，使 發行過程更簡潔高效。其次，本發明提供的OBU發行方法採用鎖定ID的方式，提高了發行的穩定性。再次，所述發行設備通過USB接口採用HID (Human Interface Device，人機對話接 口設備)協議與上位機通訊，可以免安裝驅動，通訊速率是通用串口的兩倍以上。
圖1是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行系統結構圖；圖2是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行設備結構圖；圖3是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
為了提高OBU的發行效率，本發明提出一種可批量發行OBU (車載單元)的發行設 備及發行系統，通過微波天線陣列可連續對多個OBU進行發行數據的寫入，大大提高了發 行效率。下面通過實施例進行詳細說明。參照圖1，是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行系統結構圖。所述OBU發行系統主要包括發行設備11和上位機12。所述上位機12中主要包括 自動控制模塊121，用於向所述發行設備11發送發行指令。所述發行設備11用於根據發行 指令批量發行多個0BU，即將發行數據寫入每個OBU中。所述發行數據主要包括OBU的密 鑰、系統信息(如發行方代碼、發行時間等)，還可以包括用戶車輛信息等。所述發行設備 11可在上位機自動控制模塊121的控制下自動連續發行0BU。其中，所述上位機12可以是眾多通用或專用的計算系統，例如多處理器系統、服 務器、網絡PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統或設備的分布式計算環境等等。此外，所述上位機的自動控制模塊121還可以將整個發行過程的相關信息發送給 資料庫系統進行存儲，所述相關信息如發行的OBU信息、發行成功與否等。在實際應用中，上述發行數據通常由專門的機構提供，發行設備11需要從該機構 中讀取出發行數據才能用於OBU的發行。該機構一般將發行數據存儲在各種智慧卡中，如 SAM卡(Secure Access Module，安全存取模塊)等。SAM卡是一種具有特殊性能的智慧卡， 用於存放密鑰和加密算法，可完成交易中的相互認證、密碼驗證和加密、解密運算，一般用 作身份標誌。因此，優選的，所述發行系統還可以包括智慧卡13，用於存儲發行數據。所述發行 設備11需從所述智慧卡13中讀取發行數據。所述智慧卡13包括但不限於SAM卡。所述發行設備11的具體結構可參照下面圖2所示。參照圖2，是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行設備結構圖。所述發行設備主要包括微波天線陣列21、微波電路模塊22和主控制模塊23，其 中，主控制模塊23，用於接收發行數據和發行指令，並根據所述發行指令控制微波電 路模塊22將發行數據發送到微波天線陣列21 ；其中，所述主控制模塊^從智慧卡接收發 行數據，從上位機接收發行指令；微波電路模塊22，分別與微波天線陣列21和主控制模塊23通訊，用於調製和解調 微波信號，即將主控制模塊M發給微波天線陣列21的數位訊號轉換為微波信號，或者將微 波天線陣列21發給主控制模塊23的微波信號轉換為數位訊號；微波天線陣列21，用於與多個車載單元(OBU)進行通訊，將發行數據批量寫入所 述多個0BU。具體的，所述微波天線陣列21包括多個微波天線單元，每個微波天線單元與一個 OBU通訊，各微波天線單元可連續將發行數據寫入各自對應的OBU中，從而完成OBU的批量 發行。上述結構中，主控制模塊23可根據上位機下發的操作指令控制發行設備中的各 個模塊自動連續發行0BU。此外，為了與上位機通訊，所述發行設備還可以包括
外部通訊模塊對，分別與所述主控制模塊23和上位機連接，用於從所述上位機接 收發行指令，並傳給所述主控制模塊23。所述外部通訊模塊M可以採用有線或無線連接方式，如USB(UniversalSerial Bus，通用串行總線)、藍牙、WiFi等等。本實施例優選的，所述外部通訊模塊M可通過USB 接口採用HID (Human Interface Device，人機對話接口設備)協議與所述上位機連接通訊， 這樣可以免安裝驅動，通訊速率是通用串口的兩倍以上。相應的，為了與智慧卡通訊，所述發行設備還可以包括數據讀取模塊25，分別與所述主控制模塊23和智慧卡連接，用於從所述智慧卡讀 取發行數據，並傳給所述主控制模塊23。在實際應用中，OBU的包裝為10個OBU —箱，使用本發明實施例所述的發行設備， 就可以將整箱OBU放在發行器的微波天線陣列上，微波天線陣列的每個微波天線單元對應 一個OBU的位置。當發行設備接收到上位機下發的發行指令後，可控制微波天線陣列的各 個微波天線單元將發行數據寫入各自對應的OBU中。由於發行數據中包含了 OBU的應用密鑰，根據一卡一密鑰的規定，寫入每個OBU的 發行數據都有所區別。為了將不同的發行數據寫入相對應的OBU中，本實施例採用以下方 式由OBU廠商提供OBU ID (即車載單元ID)號、OBU產品外殼絲印號等信息的對應 表。上位機根據對應表提取需要發行的OBU ID號，並通過外部通訊模塊發送給發行設備。 發行設備根據得到的ID號，搜索發行區域中的0BU，當找到對應ID的OBU以後進行正常的 發行流程。如果未找到對應ID的0BU，則產生提示信息，相應的OBU發行失敗。這樣根據廠 商提供的對應表可以自動地連續發行多個0BU，不用人為控制，既節省了人力，又節省了時 間。因此，所述主控制模塊23還可用於通過外部通訊模塊M從所述上位機接收需要 批量發行的多個車載單元ID ；所述微波天線陣列21還可用於搜索與各車載單元ID對應的 車載單元，並將發行數據批量寫入對應的車載單元中。基於上述OBU發行設備和發行系統，本發明還提供了 一種批量發行OBU的方法實 施例。參照圖3，是本發明實施例所述一種ETC車載單元(OBU)的發行方法流程圖。步驟301，接收發行數據、發行指令以及需要批量發行的多個OBU ID；發行設備的主控制模塊通過數據讀取模塊從智慧卡讀取發行數據，通過外部通訊 模塊從上位機接收發行指令及需要批量發行的多個OBU ID ；步驟302，根據所述發行指令，搜索與各OBU ID對應的OBU ；發行設備的主控制模塊根據所述發行指令控制微波電路模塊將發行數據發送到 微波天線陣列，微波天線陣列在發行區域內搜索與各OBU ID對應的OBU ；步驟303，根據所述發行指令，將發行數據批量寫入與各OBU ID對應的OBU中。如果這一批需要發行的所有OBU都搜索到，則微波天線陣列的每個微波天線單元 與對應位置的OBU進行微波通訊，將對應各個OBU的發行數據連續寫入這一批OBU中。綜上所述，本發明可以將整箱OBU放在發行設備的微波天線陣列上進行批量發 行，節省了逐個取出、放回OBU的操作，從而有效地節省了發行時間，減少了發行員的操作步驟，使發行過程更簡潔高效。而且，本發明提供的OBU發行方法採用鎖定ID的方式，提高 了發行的穩定性。對於上述方法實施例而言，由於其與圖1和圖2所示實施例基本相似，所以描述的 比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的一種ETC車載單元的發行設備、系統及發行方法，進行了 詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依 據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容 不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種ETC車載單元的發行設備，其特徵在於，包括微波天線陣列、微波電路模塊和 主控制模塊，其中，主控制模塊，用於接收發行數據和發行指令，並根據所述發行指令控制微波電路模塊 將發行數據發送到微波天線陣列；微波電路模塊，分別與微波天線陣列和主控制模塊通訊，用於調製和解調微波信號； 微波天線陣列，用於與多個車載單元進行通訊，將發行數據批量寫入所述多個車載單兀。
2.根據權利要求1所述的發行設備，其特徵在於所述微波天線陣列包括多個微波天線單元，每個微波天線單元與一個車載單元通訊， 各微波天線單元連續將發行數據寫入對應的車載單元中。
3.根據權利要求1或2所述的發行設備，其特徵在於，還包括外部通訊模塊，分別與所述主控制模塊和上位機連接，用於從所述上位機接收發行指 令，並傳給所述主控制模塊。
4.根據權利要求3所述的發行設備，其特徵在於所述外部通訊模塊通過USB接口採用HID人機對話接口設備協議與所述上位機連接通訊。
5.根據權利要求1或2所述的發行設備，其特徵在於，還包括數據讀取模塊，分別與所述主控制模塊和智慧卡連接，用於從所述智慧卡讀取發行數 據，並傳給所述主控制模塊。
6.根據權利要求3所述的發行設備，其特徵在於所述主控制模塊還用於通過外部通訊模塊從所述上位機接收需要批量發行的多個車 載單元ID ；所述微波天線陣列還用於搜索與各車載單元ID對應的車載單元，並將發行數據批量 寫入對應的車載單元中。
7.一種ETC車載單元的發行系統，其特徵在於，包括上位機和如權利要求1至6任一 權利要求所述的發行設備，其中，所述上位機包括自動控制模塊，用於向所述發行設備發送發行指令； 所述發行設備用於根據發行指令批量發行多個車載單元。
8.根據權利要求7所述的發行系統，其特徵在於，還包括 智慧卡，用於存儲發行數據；則所述發行設備從所述智慧卡讀取發行數據。
9.一種ETC車載單元的發行方法，其特徵在於，包括接收發行數據、發行指令以及需要批量發行的多個車載單元ID ；根據所述發行指令，搜索與各車載單元ID對應的車載單元；根據所述發行指令，將發行數據批量寫入與各車載單元ID對應的車載單元中。
10.根據權利要求9所述的發行方法，其特徵在於所述發行數據包括車載單元的密鑰、系統信息和用戶車輛信息。
全文摘要
本發明提供了一種ETC車載單元的發行設備、系統及發行方法，以解決現有技術發行效率低的問題。所述ETC車載單元的發行設備包括微波天線陣列、微波電路模塊和主控制模塊，其中，主控制模塊，用於接收發行數據和發行指令，並根據所述發行指令控制微波電路模塊將發行數據發送到微波天線陣列；微波電路模塊，分別與微波天線陣列和主控制模塊通訊，用於調製和解調微波信號；微波天線陣列，用於與多個車載單元進行通訊，將發行數據批量寫入所述多個車載單元。本發明有效地節省了發行時間，減少了發行員的操作步驟，使發行過程更簡潔高效。
文檔編號G07B15/06GK102136161SQ20111002501
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者劉雪進, 周雙全, 夏曙東, 張志平, 趙志泳 申請人:北京北大千方科技有限公司