專利名稱：一種具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備 技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于車輛自動登記、 自動識別和不停車收費(fèi)系統(tǒng)的具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi) 路側(cè)設(shè)備。
技術(shù)背景
在現(xiàn)有的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，極大多數(shù)系統(tǒng)仍采用MTC (Manual Semi-automatic Toll Collection :人工半自動收費(fèi))。近幾年隨著國民經(jīng)濟(jì)和交通
運(yùn)輸業(yè)務(wù)的快速增長，特別是都市圈交通擁堵和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，ITS系 統(tǒng)包括ETC技術(shù)的應(yīng)用受到越來越多的國家和地區(qū)的相關(guān)部門的關(guān)注。ETC (Electronic Toll Collection:電子不停車收費(fèi)系統(tǒng))是智能交通系統(tǒng)(ITS)的重 要組成部分，是國際上正在努力開發(fā)并推廣普及的一種用于公路、大橋、隧道 等的電子自動收費(fèi)系統(tǒng)。它通過路側(cè)設(shè)備與車載電子標(biāo)簽之間的專用短程通信， 在不需要停車及收費(fèi)人員采取任何操作的情況下自動實(shí)現(xiàn)收費(fèi)處理全過程。在 收費(fèi)站采用ETC不停車電子收費(fèi)技術(shù)，可提高高速公路收費(fèi)站的通行能力，緩 解乃至解決收費(fèi)站擁堵問題；在多義性路段布設(shè)ETC標(biāo)識站，可實(shí)現(xiàn)ETC通行 車輛按照精確行駛路徑計(jì)費(fèi)和彈性收費(fèi)，并以此來均衡高速公路的路網(wǎng)流量， 提高高速公路的運(yùn)行效率。實(shí)施ETC系統(tǒng)工程也將為交通信息服務(wù)、城市停車 管理、重大活動及區(qū)域交通管理和城市交通綜合管理提供了基礎(chǔ)條件。
我國國情及道路使用者的行為特點(diǎn)決定了在我國各地實(shí)施ETC模式各不相同。以車道部分為例，有專用車道、混合車道兩種模式，有收費(fèi)員值班管理和 無人值班管理兩種模式，有設(shè)高速欄桿和不設(shè)欄桿兩種模式，有低速通行模式
和高速通行模式。如果ETC運(yùn)營模式不能很好地提供免停車快速通行服務(wù)、不
能減少營運(yùn)成本，將無法體現(xiàn)出明顯的吸引力，推廣應(yīng)用的前景無疑將受到影
響。而相應(yīng)的ETC設(shè)備不僅要適應(yīng)不同ETC運(yùn)營模式的需求，而且還要適應(yīng)運(yùn) 營一段時(shí)間后ETC運(yùn)營模式的發(fā)展和調(diào)整。目前，國內(nèi)已建有不少ETC系統(tǒng)， 路側(cè)設(shè)備的接口均采用集成應(yīng)用模式，即ETC應(yīng)用交易流程由路側(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)， 僅將交易結(jié)果通過接口傳遞給車道控制PC。該模式的優(yōu)點(diǎn)在于ETC交易流程固 定，車道PC程序?qū)崿F(xiàn)簡單。但一旦ETC運(yùn)營模式有變化，必須由路側(cè)設(shè)備廠 商根據(jù)新的需求對路側(cè)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)升級，ETC應(yīng)用流程的實(shí)現(xiàn)由設(shè)備廠商控 制，將嚴(yán)重影響ETC系統(tǒng)的運(yùn)營并制約ETC系統(tǒng)的發(fā)展。
本電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備是用于不停車收費(fèi)的專用設(shè)備，同時(shí)具有透明傳輸和 集成應(yīng)用兩種接口模式可供選擇。透明傳輸接口模式能實(shí)現(xiàn)ETC應(yīng)用交易流程 通過透明傳輸通道由車道控制PC完成，所有交易指令都由車道控制PC發(fā)起， 有效解決了目前ETC系統(tǒng)建設(shè)對設(shè)備廠商的依賴性，很大程度解決了大規(guī)模路 網(wǎng)內(nèi)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)施所面臨的問題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子 收費(fèi)路側(cè)設(shè)備。該設(shè)備在現(xiàn)有的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上通過對相關(guān)硬件及 應(yīng)用軟件的改進(jìn)與創(chuàng)新，從而能夠支持不同接口模式的使用，可以通過透明傳 輸接口由車道控制PC實(shí)現(xiàn)ETC交易流程，也可以通過集成應(yīng)用接口由路側(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)ETC交易流程。這兩種接口模式的使用可由用戶自行選擇。 根據(jù)上述實(shí)用新型意圖，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下 一種具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在
于，該電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備包括
——主控模塊主控模塊根據(jù)接口模式的不同，采用不同的交易處理流程-
集成應(yīng)用模式下，主控模塊控制微波發(fā)射和接收模塊與車載電子標(biāo)簽進(jìn)行DSRC
微波通信，將收到的車載電子標(biāo)簽信息進(jìn)行解析，根據(jù)預(yù)定的處理流程直接與
車載電子標(biāo)簽進(jìn)行交易，直接通過SAM卡認(rèn)證處理模塊獲取交易的安全認(rèn)證碼， 與電子標(biāo)簽中的IC卡進(jìn)行交易，最后將交易結(jié)果通過通訊模塊發(fā)送給車道主控 PC，透明傳輸模式下，主控模塊接受車道主控PC發(fā)送的交易指令，以DSRC 通信數(shù)據(jù)幀形式通過微波發(fā)射模塊發(fā)送到車載電子標(biāo)簽，將微波接收模塊收到 的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換回交易信息返回指令，或者將PC發(fā)送的指令轉(zhuǎn)發(fā)到SAM卡認(rèn)證 處理模塊獲取交易的安全認(rèn)證碼，這些返回信息發(fā)送到車道主控PC，并接收車 道主控PC發(fā)送的下一指令，直到交易結(jié)束；
——通訊模塊與車道主控PC進(jìn)行信息傳輸和交換，接受PC發(fā)送給路側(cè) 設(shè)備的指令，返回ETC交易的結(jié)果信息；
——DSRC微波發(fā)射模塊:與通信區(qū)域內(nèi)的車載電子標(biāo)簽建立5.8GHz DSRC 微波連接，將交易指令信息安全、正確地發(fā)射給車載電子標(biāo)簽；
——DSRC微波接收模塊接收車載電子標(biāo)簽返回的交易指令執(zhí)行結(jié)果信 息，供主控模塊處理；
——SAM認(rèn)證模塊同時(shí)支持最多6個(gè)接觸式高速PSAM卡；工作時(shí)由主 控模塊選擇需操作的PSAM，向PSAM發(fā)送密鑰計(jì)算指令，獲得安全認(rèn)證的報(bào)文或者電子錢包扣款交易的安全認(rèn)證碼；計(jì)算結(jié)果返回主控模塊； ——電源模塊向路側(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。
本實(shí)用新型的有益效果為本設(shè)備同時(shí)具有透明傳輸和集成應(yīng)用兩種接口 模式可供選擇，能適應(yīng)各地不同條件要求下的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)需求， 同時(shí)，透明傳輸模式的引入，簡化了電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的升級，使得路側(cè)設(shè) 備能完全兼容ETC未來的需求，無需對路側(cè)設(shè)備進(jìn)行召回升級。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明。 圖l是原理結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特征與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn) 一步闡述本發(fā)明。
圖1所示，本實(shí)用新型所述的包括以下部分主控模塊、通訊模塊、DSRC 微波發(fā)射模塊、DSRC微波接收模塊、SAM認(rèn)證模塊、電源模塊。 其具體實(shí)施方案如下-
圖2所示，在實(shí)際應(yīng)用中，ETC的交易流程的控制可以通過選擇兩種接口 模式之一來實(shí)現(xiàn)
*集成應(yīng)用模式主控模塊中含有對ETC應(yīng)用交易流程處理的系統(tǒng)程序，該系統(tǒng)程序控制整個(gè)ETC交易的實(shí)現(xiàn)。 一次典型的ETC交易處理流程如下
(1) 主控模塊控制DSRC微波發(fā)射和接收模塊與微波通信區(qū)域中的車載電 子標(biāo)簽建立DSRC微波通信鏈接，對收到的車載電子標(biāo)簽系統(tǒng)信息進(jìn) 行解析，并通過SAM認(rèn)證模塊調(diào)用指定的PSAM卡對電子標(biāo)簽進(jìn)行 認(rèn)證；
(2) 認(rèn)證通過后，調(diào)用DSRC微波發(fā)射和接收模塊向車載電子標(biāo)簽中的IC 卡發(fā)送讀卡操作指令，獲得IC卡基本信息；
(3) 主控模塊將電子標(biāo)簽系統(tǒng)信息和IC卡基本信息通過通訊模塊發(fā)送給車 道控制PC，由車道PC確認(rèn)電子標(biāo)簽和IC卡，并決定是否繼續(xù)交易以 及繼續(xù)交易中需寫入IC卡的信息和需從IC卡電子錢包中扣款的數(shù)額；
(4) 主控模塊根據(jù)車道PC發(fā)送的繼續(xù)交易信息，通過SAM認(rèn)證模塊調(diào)用 指定的PSAM卡計(jì)算IC卡安全認(rèn)證的報(bào)文或者電子錢包扣款交易的安 全認(rèn)證碼；調(diào)用DSRC微波發(fā)射和接收模塊向車載電子標(biāo)簽中的IC卡 發(fā)送寫卡和錢包扣款操作指令，獲得IC卡操作結(jié)果后釋放與車載電子 標(biāo)簽的微波鏈接；
(5) 主控模塊將IC卡操作結(jié)果發(fā)送給車道控制PC，完成一次ETC交易流 程。
透明傳輸模式主控模塊負(fù)責(zé)通過通訊模塊接受車道PC的交易指令，通過 DSRC微波發(fā)射模塊將交易指令發(fā)送到車載電子標(biāo)簽，并通過DSRC微波接 收模塊接收電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)信息，然后通過通訊模塊發(fā)送到車道PC， 并接收車道主控PC發(fā)送的下一指令，直到交易結(jié)束。車道PC程序控制整 個(gè)ETC交易的實(shí)現(xiàn)，主控模塊起到指令和信息透明轉(zhuǎn)發(fā)的功能。 一次典型的ETC交易處理流程如下
(1) 主控模塊接受車道PC發(fā)送的交易初始化指令，建立與車載電子標(biāo)簽的 微波鏈接，接收到電子標(biāo)簽的基本信息數(shù)據(jù)幀，將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給車 道PC;
(2) 車道PC發(fā)送獲取電子標(biāo)簽系統(tǒng)信息的指令，主控模塊轉(zhuǎn)發(fā)到電子標(biāo)
簽，接收到電子標(biāo)簽的系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)幀，將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給車道PC;
(3) 車道PC發(fā)送PSAM認(rèn)證指令，主控模塊轉(zhuǎn)發(fā)到SAM認(rèn)證模塊進(jìn)行 PSAM安全認(rèn)證，將PSAM執(zhí)行結(jié)果發(fā)送到車道PC;
(4) 車道PC發(fā)送操作電子標(biāo)簽中IC卡的指令，主控模塊轉(zhuǎn)發(fā)到電子標(biāo)簽， 接收到電子標(biāo)簽的IC卡指令執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)幀，將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給車道
PC;
(5) 重復(fù)第4步，直到對電子標(biāo)簽中IC卡操作結(jié)束(其中還將根據(jù)IC卡 安全交易要求，穿插類似第3步的PSAM卡操作指令)；
(6) 車道PC發(fā)送電子標(biāo)簽人機(jī)交互的指令，主控模塊轉(zhuǎn)發(fā)到電子標(biāo)簽，接 收到電子標(biāo)簽的指令執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)幀，將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給車道PC;
(7) 車道PC發(fā)送釋放電子標(biāo)簽的指令，主控模塊轉(zhuǎn)發(fā)到電子標(biāo)簽，完成一 次ETC交易。
以上是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，對于本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員，不花 費(fèi)創(chuàng)造性的勞動，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上可以做多種變化，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明的目的。但是，這種變化顯然應(yīng)該在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，該電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備包括——主控模塊主控模塊根據(jù)接口模式的不同，采用不同的交易處理流程集成應(yīng)用模式下，主控模塊控制微波發(fā)射和接收模塊與車載電子標(biāo)簽進(jìn)行DSRC微波通信，將收到的車載電子標(biāo)簽信息進(jìn)行解析，根據(jù)預(yù)定的處理流程直接與車載電子標(biāo)簽進(jìn)行交易，直接通過SAM卡認(rèn)證處理模塊獲取交易的安全認(rèn)證碼，與電子標(biāo)簽中的IC卡進(jìn)行交易，最后將交易結(jié)果通過通訊模塊發(fā)送給車道主控PC，透明傳輸模式下，主控模塊接受車道主控PC發(fā)送的交易指令，以DSRC通信數(shù)據(jù)幀形式通過微波發(fā)射模塊發(fā)送到車載電子標(biāo)簽，將微波接收模塊收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換回交易信息返回指令，或者將PC發(fā)送的指令轉(zhuǎn)發(fā)到SAM卡認(rèn)證處理模塊獲取交易的安全認(rèn)證碼，這些返回信息發(fā)送到車道主控PC，并接收車道主控PC發(fā)送的下一指令，直到交易結(jié)束；——通訊模塊與車道主控PC進(jìn)行信息傳輸和交換，接受PC發(fā)送給路側(cè)設(shè)備的指令，返回ETC交易的結(jié)果信息；——DSRC微波發(fā)射模塊與通信區(qū)域內(nèi)的車載電子標(biāo)簽建立5.8GHzDSRC微波連接，將交易指令信息安全、正確地發(fā)射給車載電子標(biāo)簽；——DSRC微波接收模塊接收車載電子標(biāo)簽返回的交易指令執(zhí)行結(jié)果信息，供主控模塊處理；——SAM認(rèn)證模塊同時(shí)支持最多6個(gè)接觸式高速PSAM卡；工作時(shí)由主控模塊選擇需操作的PSAM，向PSAM發(fā)送密鑰計(jì)算指令，獲得安全認(rèn)證的報(bào)文或者電子錢包扣款交易的安全認(rèn)證碼；計(jì)算結(jié)果返回主控模塊；——電源模塊向路側(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。
專利摘要一種應(yīng)用于車輛自動登記、自動識別和不停車收費(fèi)系統(tǒng)的具有透明傳輸和集成應(yīng)用雙接口模式的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備。該電子標(biāo)簽包括主控模塊、通信模塊、DSRC微波發(fā)射模塊、DSRC微波接收模塊、SAM認(rèn)證模塊、電源模塊，該設(shè)備在現(xiàn)有的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上通過對相關(guān)硬件及應(yīng)用軟件的改進(jìn)與創(chuàng)新，從而能夠支持不同接口模式的使用，可以通過透明傳輸接口由車道控制PC實(shí)現(xiàn)ETC交易流程，也可以通過集成應(yīng)用接口由路側(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)ETC交易流程。這兩種接口模式的使用可由用戶自行選擇，能適應(yīng)各地不同條件要求下的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)需求。
文檔編號G06K17/00GK201322948SQ200820152908
公開日2009年10月7日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者權(quán)建國, 李益祥, 勇 潘, 榮 王, 陳燮奇 申請人:上海東海電腦股份有限公司;長江計(jì)算機(jī)(集團(tuán))公司