兼容多种 ETC 标准的电子不停车收费的方法和设备 技术领域 本发明涉及电子不停车收费 (ETC) 技术领域, 具体是指一种能够兼容处理多种 ETC 标准的电子不停车收费的实现方法和设备。
背景技术 电子不停车收费 (Electronic Toll Collection, 简称 ETC) : 是指利用安装在车辆 上的车载设备与安装在路侧的路边设备, 在需要收费的地点在车辆行驶过程中进行信息交 换, 从而全自动不停车完成整个收费过程。
路侧读写设备 (RSU) : 是指安装在收费站等处, 通过无线微波通信技术读写车载单 元装置中电子标签, 即卡片存储信息的装置。
车载单元装置 (OBU) : 是指安装在车辆上、 存储车辆信息, 用以标记车辆的设备。
密钥体系 : 包括发行总控卡、 业务总控卡、 中心主密钥卡、 中心主密钥分散卡、 通行 母卡、 身份母卡、 公务母卡、 粤通卡母卡、 PSAM 母卡、 ISAM 母卡、 PSAM 卡、 通行卡。
目前的全国电子不停车收费的形势是各省自成一个 ETC 系统, 实行一套 ETC 标准。 广东是实行的广东地标, 其它省份是实行的国标。一套 ETC 标准包括卡片格式、 车载单元装 置格式、 车载单元装置与路侧读写设备的通信格式、 密钥体系。多个标准之间, 在标准的各 个组成部分上都可能会有差异, 如: (1) 多个标准之间, 卡片格式不一样 (如 : 广东地标与国标) 或部分字段定义不一样 (如 : 不同省份的国标之间) 。
(2) 多个标准之间, 车载单元装置格式不一样 (如 : 广东地标与国标) 。
(3) 多个标准之间, 密钥体系不一样。
(4) 多个标准之间, 路侧读写设备与车载单元装置通信的协议不一样。
长远地看, ETC 会形成全国统一联网的局面。那么在以后的发展过程中, 就肯定会 出现, 地标向国标切换过渡、 各省独立向跨省联网收费切换过渡等情况。 在上述切换过渡过 程中, 会遇到如下问题 : (1) 各个 ETC 标准之间的差异兼容性 ; (2) 出现各个 ETC 标准共存 的情况。 (3) 在多标准切换过渡期间, 会出现同一台车上安装有多个不同标准的车载单元装 置的情况, 这种情况会干扰 ETC 的交易流程, 影响交易的准确性。
发明内容
本发明提供一种能够兼容处理多种 ETC 标准的电子不停车收费的方法和路侧读 写设备。
本发明提供的一种兼容多种 ETC 标准的电子不停车收费的实现方法, 是在主控机 逻辑处理中, 或在路侧读写设备中, 或在车载单元装置中增加兼容处理不同 ETC 标准的数 据处理软件和对应的硬件。
具体的, 当在主控机中增加兼容处理不同 ETC 标准的数据处理软件和对应的硬件 芯片时, 在车道同时部署多台符合不同 ETC 标准的路侧读写设备, 均连接至车道系统的主控机。 相应的车辆放行流程如下 : 车辆驶入车道时, 不同标准的车载单元装置会与匹配的同 标准路侧读写设备进行无线通信, 路侧读写设备将数据都发送给主控机, 所述主控机兼容 读取多个标准的路侧读写设备发来的数据 ; 当有车带有第一标准的车载单元装置驶入车道时, 主控机根据车道逻辑需要向车载卡 片写入信息, 会控制选用符合第一标准的路侧读写设备来发送数据给第一标准的车载单元 装置, 进行车辆扣费放行。
当在路侧读写设备中增加兼容处理不同 ETC 标准的数据处理软件和对应的硬件 芯片时, 在车道中部署一个兼容多种标准车载单元装置的路侧读写设备。
相应的车辆放行流程如下 : 车辆驶入车道时, 不同标准的车载单元装置会与所述 路侧读写设备进行无线通信, 所述路侧读写设备自动判断、 选择符合其标准的协议与对应 标准的车载单元装置通信, 路侧读写设备会将数据发送给主控机 ; 当根据车道逻辑需要向车载卡片写入信息时, 主控机会向路侧读写设备发送数据, 所 述路侧读写设备根据对车载单元装置唯一标识的存储数据, 选用符合该车载单元装置的标 准的协议与对应标准的车载单元装置通信, 进行车辆扣费放行。
当在车载单元装置中增加兼容处理不同 ETC 标准的数据处理软件和对应的硬件 芯片时, 在车辆上安装兼容多种标准卡片的车载单元装置 ; 相应的车辆放行流程如下 : 车 辆驶入车道时, 车载单元装置自动判断卡片的 ETC 标准并按照对应该标准的格式读取卡片 内容, 与路侧读写设备进行无线通信, 路侧读写设备将数据发送给主控机 ; 当根据车道逻辑 需要向所述卡片写入信息时, 主控机会向路侧读写设备发送数据, 路侧读写设备与车载单 元装置通信, 车载单元装置按对应该 ETC 标准的格式将数据写入卡片, 进行车辆扣费放行。
上述在系统不同设备中的 3 种处理方式可以作为多种 ETC 标准向单一 ETC 标准统 一的平滑过渡技术路线。 可以分别在主控机逻辑处理中, 或在路侧读写设备中, 或在车载单 元装置中单独应用 ; 也可以任意 2 种处理方式结合起来应用, 或 3 种处理方式结合起来应 用, 共同实现兼容多种 ETC 标准的电子不停车收费。
本发明还提供一种兼容处理多种 ETC 标准的路侧读写设备, 包括 : 微波天线连接 端子、 微波调制发射接收器、 微波通讯控制器、 通讯控制器、 直流稳压电源, 其中 微波调制发射接收器利用微波天线连接端子连接微波天线, 将交易指令发射给车载单 元装置, 并接收车载单元装置返回的交易指令执行结果信息 ; 微波通讯控制器的一端与微波调制发射接收器连接, 另一端与通讯控制器连接, 所述 微波通讯控制器控制路侧读写设备与车载单元装置的微波通信数据交互逻辑, 自动判断、 选择符合其标准的协议与对应标准的车载单元装置通信, 并控制路侧读写设备与车道主控 机的数据交互逻辑 ; 通讯控制器与车道主控机连接, 进行信息传输和交换, 接收车道主控机发送给路侧读 写设备的指令, 并发送路侧读写设备的执行结果信息给车道主控机 ; 直流稳压电源, 用于向整个路侧读写设备提供稳定的电源。
进一步, 所述的路侧读写设备还包括边带滤波器 / 调制解调器、 编码解码器、 HDLC 通讯接口 ; 整个所述路侧读写设备包括依次连接的微波天线连接端子、 微波调制发射接收 器、 边带滤波器 / 调制解调器、 编码解码器、 HDLC 通讯接口、 微波通讯控制器、 通讯控制器 ; 所述直流稳压电源分别连接微波调制发射接收器、 边带滤波器 / 调制解调器、 编码解码器、微波通讯控制器、 通讯控制器。
进一步, 所述微波通讯控制器还分别与多个不同 ETC 标准的 PSAM 卡连接, 兼容处 理不同 ETC 标准的数据, 将收到的车载单元装置信息进行解析, 自动匹配选择正确的 ETC 标 准; 在交易认证时根据 ETC 标准选择 PSAM 卡进行密钥计算、 安全认证、 电子钱包扣款交易认 证操作。
进一步, 所述微波通讯控制器记录识别出的任意车载单元装置的 ETC 标准, 在整 个 ETC 交易流程中作为参考 ; 在通信链路建立及应用信息获取阶段中, 所述微波通讯控制 器兼容处理多种不同标准的 VST 响应, 并根据 VST 中携带的信息, 确定车载单元装置所属的 ETC 标准 ; 当车载单元装置中放有通行卡时, 微波通讯控制器能根据 VST 中携带的信息, 确 定通行卡所属的 ETC 标准。
采用本发明的方法, 可以很好的兼容不同 ETC 标准的收费模式, 能克服多标准切 换过渡过程中遇到的卡片、 车载单元装置、 密钥体系不一样的困难, 可进行不同 ETC 标准的 数据自动识别并转换处理, 将收费方式统一起来, 另外本发明提供的路侧读写设备兼容性 好, 抗干扰性强, 操作简单, 建设成本低。 附图说明
图 1 是本发明实施例方法中的处理方式一方框示意图。 图 2 是本发明实施例方法中的处理方式二方框示意图。 图 3 是本发明实施例方法中的处理方式三方框示意图。 图 4 是本发明实施例提供的兼容处理多种 ETC 标准的路侧读写设备示意图。 图 5 是本发明实施例提供路侧读写设备的数据处理图。具体实施方式
为使本发明更加容易理解, 下面结合附图对本发明作进一步阐述, 但附图中的实 施例不构成对本发明的任何限制。
本发明实施例提供的一种兼容多种 ETC 标准的电子不停车收费的实现方法, 是在 主控机逻辑处理中, 或在路侧读写设备中, 或在车载单元装置中增加兼容处理不同 ETC 标 准的数据处理软件和对应的硬件。
具体的, 其中处理方式一如图 1 所示, 当在主控机增加兼容处理不同 ETC 标准的数 据处理软件和对应的硬件芯片时, 可以在车道同时部署多台符合不同 ETC 标准的路侧读写 设备, 均连接至车道系统的主控机。这些路侧读写设备之间采用频道隔离技术保证互不干 扰。
相应的车辆放行流程如下 : 车辆驶入车道时, 不同标准的车载单元装置会与匹配 的同标准路侧读写设备进行无线通信, 路侧读写设备将数据都发送给主控机, 所述主控机 兼容读取多个标准的路侧读写设备发来的数据 ; 当有车带有第一标准的车载单元装置驶入车道时, 主控机根据车道逻辑需要向车载卡 片写入信息, 会控制选用符合第一标准的路侧读写设备来发送数据给第一标准的车载单元 装置, 进行车辆扣费放行。
对应本发明方法中的处理方式一, 本发明还提供一种兼容多种 ETC 标准的电子不停车收费车道系统, 包括 : 主控机、 自动栏杆机、 费额显示器、 多台符合不同 ETC 标准的路侧 读写设备、 车辆检测器 ; 其中自动栏杆机、 费额显示器、 路侧读写设备、 车辆检测器均与主控 机连接通信。当多车连续通行时, 交易流程描述如下 : 1、 多台车辆先后驶入车道, 触发车辆检测器, 路侧读写设备打开。
2、 主控机根据车辆检测器的感应变化, 分辨出车辆的数量, 构造车辆队列。
3、 每个路侧读写设备按自己的 ETC 标准的协议寻找匹配的车载单元装置进行通 信。每个路侧读写设备依次将数据发送给主控机。
4、 主控机收到路侧读写设备发送的车载单元装置数据后, 依次与构造的车辆队列 一一匹配。
5、 经过标准 ETC 交易逻辑的处理, 主控机选用符合车载单元装置的标准的路侧读 写设备, 发送操作对应车载单元装置的数据, 路侧读写设备与车载单元装置进行通信, 下发 操作数据。
6、 对于无线通信交易流程完成的车辆, 主控机记录在车辆队列中。
7、 主控机根据车辆队列依次抬杆放行交易完成的车辆。
本发明方法的处理方式二如图 2 所示, 当在路侧读写设备中增加兼容处理不同 ETC 标准的数据处理软件和对应的硬件芯片时, 在车道中部署一个兼容多种标准车载单元 装置的路侧读写设备 RSU1。 该路侧读写设备采用防碰撞技术以支持同时与多个车载单元装 置交易。 相应的车辆放行流程如下 : 车辆驶入车道时, 不同标准的车载单元装置会与所述 路侧读写设备进行无线通信, 所述路侧读写设备 RSU1 自动判断、 选择符合其标准的协议与 对应标准的车载单元装置通信, 路侧读写设备会将数据发送给主控机 ; 当根据车道逻辑需 要向车载卡片写入信息时, 主控机会向路侧读写设备发送数据, 所述路侧读写设备根据对 车载单元装置唯一标识的存储数据, 选用符合该车载单元装置的标准的协议与对应标准的 车载单元装置通信, 进行车辆扣费放行。
对应本发明方法的处理方式二, 本发明还提供一种兼容多种 ETC 标准的电子不停 车收费车道系统, 包括 : 主控机、 自动栏杆机、 费额显示器、 一个兼容处理不同 ETC 标准的路 侧读写设备、 车牌识别仪、 车辆检测器 ; 其中自动栏杆机、 费额显示器、 路侧读写设备、 车牌 识别仪、 车辆检测器均与主控机连接通信。当一台车辆中装有多个不同标准的车载单元装 置时, 交易流程描述如下 : 1、 当车辆驶入车道时, 触发车辆检测器, 控制将路侧读写设备打开。
2、 车辆装载有多个车载单元装置, 这些车载单元装置的信息都会发送给所述路侧 读写设备。
3、 路侧读写设备可以自动分析, 选择合适的协议与不同标准的车载单元装置进行 匹配通信, 匹配后存储车载单元装置唯一标识和车载单元装置所属 ETC 标准。路侧读写设 备将车载单元装置的数据发送给主控机。
4、 主控机收到车载单元装置的数据后, 再调取车牌识别仪的识别结果, 与数据中 的车牌进行智能模糊匹配, 只留下一组匹配成功的数据继续处理, 将其它的视作无效数据。 当车牌匹配多于一组时, 根据选择 ETC 标准的优先级排序选择一组数据, 将其它的视作无 效数据。
5、 经过标准 ETC 交易逻辑的处理, 主控机向路侧读写设备发送操作车载单元装置 的数据, 路侧读写设备选择合适的协议与车载单元装置进行通信, 下发操作数据。
6、 无线通信交易流程完成后, 主控机操作自动栏杆抬起。
7、 车辆前行驶离车道, 栏杆降下。
本发明方法的处理方式三如图 3 所示, 当在车载单元装置中增加兼容处理不同 ETC 标准的数据处理软件和对应的硬件芯片时, 在车辆上安装一个兼容多种标准卡片的车 载单元装置。
相应的车辆放行流程如下 : 车辆驶入车道时, 车载单元装置自动判断卡片的 ETC 标准并按照对应该 ETC 标准的格式读取卡片内容, 与路侧读写设备进行无线通信, 路侧读 写设备将数据发送给主控机 ; 当根据车道逻辑需要向所述卡片写入信息时, 主控机会向路 侧读写设备发送数据, 路侧读写设备与车载单元装置通信, 车载单元装置按对应该 ETC 标 准的格式将数据写入卡片, 进行车辆扣费放行。
对应本发明方法的处理方式三, 本发明还提供一种兼容多种 ETC 标准的电子不停 车收费车道系统, 包括 : 主控机、 自动栏杆机、 费额显示器、 路侧读写设备、 车辆检测器 ; 其 中自动栏杆机、 费额显示器、 路侧读写设备、 车辆检测器均与主控机连接通信。当多车连续 通行且有车辆装有多个车载单元装置时, 交易流程描述如下 : 1、 多台车辆先后驶入车道, 触发车辆检测器, 路侧读写设备打开。 2、 主控机根据车辆检测器的感应变化, 分辨出车辆的数量, 构造车辆队列。
3、 路侧读写设备与车载单元装置进行通信。
4、 车载单元装置自动判断卡片的 ETC 标准并按照对应该 ETC 标准的格式读取卡片 内容, 与路侧读写设备进行无线通信, 路侧读写设备将数据发送给主控机。
5、 主控机收到路侧读写设备发送的车载单元装置数据后, 依次与构造的车辆队列 一一匹配。
6、 主控机在依次解析车载单元装置的数据时, 与已经收到的数据进行比较, 如果 发现车牌、 车型一样的数据, 只留下一组继续处理, 将其它的视作无效数据。当数据比较结 果多于一组时, 根据选择 ETC 标准的优先级排序选择一组数据, 将其它的视作无效数据。
7、 主控机根据 ETC 标准的不同, 经过不同的交易逻辑处理, 向路侧读写设备发送 操作车载单元装置的数据, 路侧读写设备下发操作数据给车载单元装置。
8、 车载单元装置按对应该 ETC 标准的格式将数据写入卡片。 对于无线通信交易 流程完成的车辆, 主控机记录在车辆队列中, 主控机根据车辆队列依次抬杆放行交易完成 的车辆。
需要说明的是, 上述方法对于不同设备中的 3 种处理方式可以分别在主控机逻辑 处理中, 或在路侧读写设备中, 或在车载单元装置中单独应用 ; 也可以任意 2 种处理方式结 合起来应用, 或 3 种处理方式结合起来应用, 共同实现兼容多种 ETC 标准的电子不停车收 费。
如图 4 所示, 本发明实施例还提供一种兼容处理多种 ETC 标准的路侧读写设备, 包 括: 微波天线连接端子、 微波调制发射接收器、 微波通讯控制器、 通讯控制器 (可采用 RS422 技术的 RS422 通讯控制器) 、 直流稳压电源, 其中 微波调制发射接收器利用微波天线连接端子连接微波天线, 将交易指令发射给车载单
元装置, 并接收车载单元装置返回的交易指令执行结果信息 ; 微波通讯控制器的一端与微波调制发射接收器连接, 另一端与通讯控制器连接, 所述 微波通讯控制器控制路侧读写设备与车载单元装置的 DSRC 微波通信数据交互逻辑, 自动 判断、 选择符合其标准的协议与对应标准的车载单元装置通信, 并控制路侧读写设备与车 道主控机的 RS422 数据交互逻辑 ; RS422 通讯控制器与车道主控机连接, 进行信息传输和交换, 接收车道主控机发送给路 侧读写设备的指令, 并发送路侧读写设备的执行结果信息给车道主控机 ; 直流稳压电源, 用于向整个路侧读写设备提供稳定的电源。
作为一种改进, 所述的路侧读写设备还包括边带滤波器 / 调制解调器、 编码解码 器、 HDLC 通讯接口 ; 整个所述路侧读写设备包括依次连接的微波天线连接端子、 微波调 制发射接收器、 边带滤波器 / 调制解调器、 编码解码器、 HDLC 通讯接口、 微波通讯控制器、 RS422 通讯控制器 ; 所述直流稳压电源分别连接微波调制发射接收器、 边带滤波器 / 调制解 调器、 编码解码器、 微波通讯控制器、 RS422 通讯控制器。
所述微波通讯控制器还分别与多个不同 ETC 标准的 PSAM 卡连接, 兼容处理不同 ETC 标准的数据, 如图 5 所示, 路侧读写设备将收到的多个车载单元装置信息进行解析, 根 据车载单元装置中的车牌、 车型等数据, 自动匹配选择正确的 ETC 标准, 传送数据给主控 机。在交易认证时根据 ETC 标准选择对应的 PSAM 卡进行密钥计算、 安全认证、 电子钱包扣 款交易认证操作。
所述微波通讯控制器记录识别出的任意车载单元装置的 ETC 标准, 在整个 ETC 交 易流程中作为参考 ; 在通信链路建立及应用信息获取阶段中, 所述微波通讯控制器兼容处 理多种不同标准的 VST 响应, 并根据 VST 中携带的信息, 确定车载单元装置所属的 ETC 标 准; 当车载单元装置中放有通行卡时, 微波通讯控制器能根据 VST 中携带的信息, 确定通行 卡所属的 ETC 标准。
在通信链路建立及应用信息获取阶段中, 微波通讯控制器控制微波调制发射接收 器向通信区域进行多种不同 ETC 标准的 BST 广播。通信区域内的 OBU 收到 BST 广播后, 反 馈相应 ETC 标准的 VST 响应。微波调制发射接收器收到 VST 响应后转发给微波通讯控制 器, 微波通讯控制器能够兼容处理多种不同标准的 VST 响应, 并根据 VST 中携带的信息, 确 定 OBU 所属的 ETC 标准。微波通讯控制器会记录此 OBU 的 ETC 标准, 在后续的交流流程中, 会选择正确的通信协议与 OBU 传递数据。
在 ICC-PSAM 消费交易阶段阶段中, 微波通讯控制器根据记录的 ETC 标准, 选择匹 配的 PSAM 卡进行认证操作。
采用本发明的兼容多种 ETC 标准的路侧读写设备, 可以很好的兼容不同 ETC 标准 的收费模式, 能克服多标准切换过渡过程中遇到的卡片、 OBU、 密钥体系不一样的困难, 其系 统抗干扰性强, 操作简单, 建设成本低。
以上所述是本发明的实施方式而已, 当然不能以此来限定本发明之权利范围, 应 当指出, 对于本技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以做出 若干改进, 这些改进和变动也视为本发明的保护范围。