专利名称：一种车载电子标签的防拆卸方法
技术领域：
本发明涉及智能交通领域电子收费系统中的车载电子标签应用技术，更具体地说，涉及车载电子标签的防拆卸方法。
背景技术：
电子不停车收费(Electronic Toll Collection, ETC)系统是智能交通系统(Intelligent Transport Systems, ITS)的一项重要应用。ETC系统是由ETC天线和车载电子标签通过无线通信的方式实现计费交易的，通信协议采用专用短程通信(DedicatedShort Range Communication,简称 DSRC)协议,其处理过程为:ETC 天线(Road Side Unit,简称RSU)发射周期性的下行BST (Beacon Service Table,信标服务表)信号,安装有车载电子标签(或车载单元，On-Board Unit，简称0BU)的车辆驶入ETC收费区域时，收到BST信号，返回VST (Vehicle Service Table，车辆服务表)信号。VST信号中包含有车载电子标签的MAC (Media Access Control,媒体访问控制)地址、序列号和其他信息。天线收到VST信号之后，首先与车载电子标签进行加密认证，认证通过后进行ETC收费交易，完成计费操作并控制车道栏杆动作。ETC交易通信结束后，天线发射结束指令，然后继续发射周期性的下行BST信号，等待后续车辆的驶入。整个电子收费过程在很短的时间内自动完成，车辆无需停车即可完成收费交易。在电子收费系统中，只有发行后的车载电子标签才能够和车道天线进行收费交易。发行是指给车载电子标签建立必要的文件系统、替换密钥数据、写入所安装的车辆信息和其他信息。在车载电子标签安装完成后，还需要激活电子标签，方法是采用专用设备将电子标签安全(Embedded Secure Access Module,简称ESAM)模块存储区的防拆卸字节设置为“激活”状态，电子标签即可使用。在使用过程中，如果车载电子标签被非法安装到其他车辆使用，或者从安装位置脱落，则电子标签自带的防拆卸装置复位，触发电子标签的微处理器将安全模块的防拆 卸字节信息设置为“已拆卸”状态。拆卸信息字节为“已拆卸”状态的电子标签所安装车辆时经过ETC车道收费站时，无法正常工作，需要重新确认激活才能继续使用。。目前车载电子标签的防拆卸方式主要为机械方式，防拆卸装置有“微动开关”或“键程感应模块”等形式。图1给出一种电子标签的杆式防拆装置的原理示意图，001为电子标签壳体，电子标签内置杆002、按键003、键程感应模块004，其中键程感应模块能够分辨按键的按下与松开两种状态。标签安装到车辆上之后，杆002的外侧端顶在车辆前挡风玻璃和标签壳体的粘胶上，内侧按压标签内的按键003，触发键程感应模块004电路连通。当电子标签被拆卸时，杆向外弹出，标签内的按键被放开，此时键程感应模块断开，触发电子标签的微处理器005，将电子标签安全模块(ESAM模块)006的拆卸信息字节变为已拆卸状态对应的数值，电子标签变为已拆卸状态。车载电子标签在初次安装时，由粘胶贴并固定到前车窗玻璃内侧，之后安装人员通过专业设备将电子标签激活，激活后电子标签的安全模块的防拆卸字节为激活状态，电子标签可正常使用。激活后的车载电子标签在于车道天线进行ETC交易时，防拆卸字节会包含在VST数据中返回给车道天线，车道天线根据防拆卸字节的内容判断车载电子标签是否被拆卸。如果防拆卸字节为激活状态，则正常进行ETC收费交易。如果电子标签被拆卸，或者从安装位置脱落，则防拆卸装置复位，触发微处理器将电子标签安全模块的防拆字节设置为拆卸状态，车道天线收到该字节信息时，认为该电子标签被非法拆卸，无法进行正常的ETC交易，应该重新激活才能使用。电子标签安装时，拆卸字节的激活是通过专用设备以加密DSRC通信的方式实现的；而电子标签被拆卸时，拆卸字节的复位由机械装置触发微处理器设置，无加密步骤。处于已拆卸状态的电子标签，其防拆装置失效，只能在此激活后，防拆装置才起作用。车载电子标签目前的机械防拆方式，在车载电子标签安装不牢固、粘胶由于人为无意碰撞等因素导致电子标签脱落时，触发电子标签拆卸字节被设置为“已拆卸”状态。为了避免这种无意动作导致的误提示信息，需要设计更可靠的防拆方案。应该注意，上面对目前常规技术的说明只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载电子标签的防拆卸方法，以解决有效避免车载电子标签被非法使用或者非法拆卸以及使用中出现误提示信息等技术问题。为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下:—种车载电子标签 的防拆卸方法，在车载电子标签的基础上，增加一个与该车载电子标签通过无线通信方式交换数据的防拆装置，其中，所述车载电子标签为电子收费车载通信单元，安装在汽车前部玻璃内侧；所述防拆装置的核心为易碎纸基板的集成电路，易碎纸基板上有芯片的连接线圈，该易碎纸基板被粘贴在车载电子标签附近；车载电子标签安装时，防拆装置也一同安装，电子标签确认与防拆装置的绑定关系；车载电子标签在进行电子收费交易时，先与防拆装置通信，读取防拆装置的数据，如果验证正确，确认绑定关系后进行正常交易；如果防拆装置被破坏，或者与车载电子标签的距离超过设定的范围，车载电子标签读取防拆装置验证数据失败，车载电子标签被认为处于拆卸状态，无法进行正常的电子收费交易。所述车载电子标签和防拆卸装置通过无线方式进行通信，通信接口包括900MHz、433M、13.56M的RFID方式，蓝牙，红外，2.4GHz和5.8GHZ频段的WLAN等；所述车载电子标签和防拆卸装置的绑定是在安装时在电子标签内部存储区预置绑定信息实现的，绑定信息可以是防拆卸装置的集成电路序列号，或者预存的固定数据。所述车载电子标签在交易时，读取防拆卸装置的绑定信息并验证，可以是明文数据验证,或者密文数据验证。明文验证的方法是，电子标签读取防拆装置返回的数据明文是否与电子标签安装时内存区域预置的信息一致，若一致则验证成功，否则验证失败。密文验证的方法是:车载电子标签读取防拆卸装置中的数据，并按照一定的加密算法，以读取的数据为输入，计算出验证码，将验证码和车载电子标签预存的数据进行比较，相同则认证通过，否则认证失败。如果防拆装置被破坏，或者与电子标签的距离超过设定的范围，读取防拆装置验证数据失败，电子标签处于拆卸状态，在进行电子收费交易时，电子标签返回给收费车道天线的数据中，防拆卸字节数据为“已拆卸”状态，无法进行正常交易。所述电子标签和防拆装置之间的绑定和认证方式，既可以是电子标签对防拆装置的单向绑定和认证的模式，也可以是电子标签和防拆装置双向绑定和认证的方式。双向绑定是指，防拆装置中也预置有电子标签的绑定信息，绑定信息可以是电子标签的序列号、逻辑链路地址或者唯一设定的数值，防拆卸装置收到电子标签的验证信息后，先验证其绑定信息，如果验证正确则返回对应的验证数据，否则不返回数据或者返回验证错误的信息，表示验证失败。本发明具有如下优点:1、有效避免车载电子标签被非法使用或者非法拆卸；2、防拆装置的安装和拆卸方式设计不会由于人 为无意碰撞等因素导致电子标签脱落而出现误提示信息。
图1是传统的一种车载电子标签的机械防拆方式的原理图；图2是本发明车载电子标签和防拆装置安装位置示意图；图3是本发明防拆装置结构示意图。图4是本发明的一个工作流程图。图中编号:100是汽车车辆、101是安装车载电子标签的位置、102、103、104是安装防拆装置易碎纸基板的粘贴位置、201是易碎纸基板、202是带有特定加密算法的IC集成电路、203是导电线圈。
具体实施例方式下面以一般的车载电子标签为例，参照附图来对本发明的方法和装置进行说明。但应该注意的是，本发明的应用场景不限于附图中示出的几种情形。一般车载电子标签安装在前车玻璃内侧靠近中间后视镜的地方，如图2所示的101的位置。防拆装置为易碎纸基板的集成电路，易碎纸基板粘贴在车载电子标签附近的车窗玻璃内侧102、103、104的位置，和车载电子标签的距离不超过I米。易碎纸基板也可粘贴在车辆前部玻璃内侧的平台上，防拆装置的安装以不妨碍视线和操作为宜。防拆装置的核心为无源RFID器件，其结构如图3所示，201为易碎纸基板，背面有胶，易于粘贴，202为带有特定加密算法的IC集成电路，依附与易碎纸基板的导电线圈203与集成电路芯片202连接，构成集成电路的工作回路。导电线圈在纸质基材损毁时一同损毁，线圈损毁时集成电路断路，芯片启动自毁程序，一同损毁，使防伪标的上的集成电路只能一次性使用，保密性好，安装和制造成本也较低，不影响车辆其他设备和行车安全。车载电子标签安装时，防拆装置也一同安装，电子标签确认与防拆装置的绑定关系。车载电子标签和防拆装置利用射频信号及其空间耦合、传输特性，进行非接触式通信交换数据以实现相互验证。通信方式包括:900MHz、433M、13.56M的RFID方式，蓝牙，红外，
2.4GHz 和 5.8GHZ 频段的 WLAN 等；。
防拆装置为无源设备(Passive Tag,无源标签或被动标签)，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息。 车载电子标签和防拆装置的通信原理是:车载电子标签发射特定频率的无线电信号给防拆装置，防拆装置的IC电路收到后根据预定的算法对收到的信号进行计算，并输出相应的无线信号，车载电子标签接收响应数据数据，并作相应的处理。所述车载电子标签和防拆装置的加密通信方式有三种:一种是明文序认证的方式，即车载电子标签发射验证请求数据；防拆装置收到后，返回验证码；车载电子标签收到验证响应数据，和本地存储数据进行对比，验证正确后正常工作，否则设置电子标签为已拆卸状态。第二种是明文+随机认证码的方式，即车载电子标签发射固定长度的验证请求数据(例如序列号信息)和随机生成的一串数据；防拆装置收到后，根据特定加密算法，返回计算后的数据；车载电子标签收到响应数据，和本地存储数据与发射的随机数进行对比，验证正确后正常工作，否则设置电子标签为已拆卸状态。随机生成的数据是指，在每次验证时，可以随机改变。第三种是加密验证的方式，即车载电子标签发射验证请求数据；防拆装置收到后，根据特定加密算法，返回计算后的数据；车载电子标签收到响应数据，和本地存储数据进行对比，验证正确后正常工作，否则设置电子标签为已拆卸状态。所述加密算法包括TDES/3TDES算法、MD5等标准加密算法。本发明的一种实施方式的处理流程如图4所示，描述如下:1.初始化注册301，将防拆装置芯片中的唯一识别号和 相关信息加密写入车载电子标签的特定存储区，即将电子标签和防拆装置唯一绑定。2.安装时验证302，当车载电子标签完成初始化，首次被安装到车辆上时，防拆装置一起安装到车辆内部，不粘胶牢固粘贴在车窗玻璃下部或者仪表盘上，距离电子标签不超过I米。在车载电子标签安装到车辆上时，首先用手持设备将车载电子标签防拆字节数值设置位为“未拆卸”模式，然后与电子标签进行模拟交易测试。测试方法是手持设备向电子标签发射BST无线信号，如果电子标签收到后，首先和防拆装置在交易前进行验证，验证成功后返回VST信号，手持设备收到VST信号，检验其返回的序列号是否和安装时记录的一致，若一致则安装完毕。3.工作时身份识别303，安装后的车载电子标签，在通过ETC车道，与车道天线通信时，首先进行防拆验证。电子标签收到唤醒BST信号后，首先发射验证码，读取防拆装置返回的验证信息，并和本地保存信息对比304，如果二者相同，则车载电子标签进行正常工作305 ;否则，车载电子标签进行身份识别验证失败后的异常处理306，即将电子标签的防拆卸字节设置为已拆卸状态，无法正常交易。实施例1:本实施例中，电子标签工作状态由ESAM模块中的拆卸信息用一个字节(八位比特)表示，其中高四位在本发明中不作具体的定义(默认为0000)，低四位数值的含义如表格I所示:
权利要求
1.一种车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，在车载电子标签的基础上，增加一个与该车载电子标签通过无线通信方式交换数据的防拆装置，其中，所述车载电子标签为电子收费车载通信单元，安装在汽车前部玻璃内侧；所述防拆装置为易碎纸基板的集成电路，易碎纸基板上有芯片的连接线圈，该易碎纸基板被粘贴在车载电子标签附近；车载电子标签安装时，防拆装置也一同安装，电子标签确认与防拆装置的绑定关系；车载电子标签在进行电子收费交易时，先与防拆装置通信，读取防拆装置的数据，如果验证正确，确认绑定关系后进行正常交易；如果防拆装置被破坏，或者与车载电子标签的距离超过设定的范围，车载电子标签读取防拆装置验证数据失败，车载电子标签处于拆卸状态，无法进行正常的电子收费交易。
2.根据权利要求1所述的车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，所述车载电子标签和防拆卸装置通过无线方式进行防拆数据验证通信，通信接口包括900MHz、433M、13.56M的RFID方式，蓝牙，红外，2.4GHz和5.8GHZ频段的WLAN等；
3.根据权利要求1所述的车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，所述车载电子标签和防拆卸装置的绑定是在安装时在电子标签内部存储区预置绑定信息实现的，绑定信息可以是防拆卸装置的集成电路序列号，或者预存的固定数据。
4.根据权利要求1所述的车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，所述车载电子标签在交易时，读取防拆卸装置的绑定信息并验证，可以是明文数据验证，或者密文数据验证。
5.根据权利要求4所述的车载电子标签的防拆卸方法中的验证方法，其特征在于，所述车载电子标签进行密文验证的方法是:车载电子标签读取防拆卸装置中的数据，并按照一定的加密算法，以读取的数据为输入，计算出验证码，将验证码和车载电子标签预存的数据进行比较，相同则认证通过，否则认证失败。
6.根据权利要求1所述的车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，所述电子标签和防拆装置之间的绑定和认证方式，既可以是电子标签对防拆装置的单向绑定和认证的模式，也可以是电子标签和防拆装置双向绑定和认证的方式。
7.根据权利要求1所述的车载电子标签的防拆卸方法，其特征在于，如果防拆装置被破坏，或者与电子标签的距 离超过设定的范围，读取防拆装置验证数据失败，电子标签处于拆卸状态，在进行电子收费交易时，电子标签返回给收费车道天线的数据中，防拆卸字节数据为“已拆卸”状态，无法进行正常交易。
全文摘要
本发明公开了一种车载电子标签的防拆卸方法。车载电子标签在安装时，通过防拆装置与所安装车辆唯一绑定。本发明的防拆装置为易碎纸基板的集成电路，易碎纸基板上有芯片的连接线圈，易碎纸被撕揭时线圈被破坏，电路无法工作。电子标签安装到车辆上时，防拆装置也一同安装在电子标签附近，双方通过无线通信方式确认彼此的验证码。车载电子标签进行电子收费交易时，首先与防拆装置通信，确认绑定关系后进行正常交易；如果防拆装置被破坏，或者与电子标签的距离超过设定的范围，无法进行通信验证时，电子标签处于拆卸状态。本发明可以解决有效避免车载电子标签被非法使用或者非法拆卸以及使用中出现误提示信息等技术问题。
文档编号G06K19/077GK103235968SQ20131009762
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张北海, 李剑, 薛金银, 尤鑫, 张为民, 李全发, 胡宾, 桂杰, 范士明, 岳雅峰 申请人:北京速通科技有限公司