专利名称：Etc车载单元的发行设备、系统及发行方法
技术领域：
本发明涉及微波通信技术，特别是涉及ETC (Electronic Toll Collection不停车 电子收费系统)车载单元的发行设备、系统及发行方法。
背景技术：
ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电 子标签(On-Board Units，简称0BU)与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短 程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不 需停车而能缴纳路桥费的目的。ETC系统主要包括路侧单元和车载单元。路侧单元(Road-Side Units，简称RSU) 由微波天线和读写控制器组成，其中，微波天线是一个微波收发模块，用于信号和数据的接 收/发送、调制/解调、编码/解码、加密/解密；读写控制器是控制发射和接收数据以及处 理向上位机收发信息的模块。车载单元主要包括车载电子标签(OBU)，是基于DSRC短程无 线通讯国家标准研发的ETC系统关键车载设备，它的作用是接收入口站RSU写入的入口站 信息，在出口站将收到的入口站信息发送给出口站RSU，根据入口站信息计算收费额，并由 出口站RSU对车载单元按照金融交易安全规范进行扣款，安全快速完成整个交易。在ETC系统中，车载单元(OBU)的发行是ETC系统的重要组成部分。OBU的发行主 要指OBU的信息初始化，包括向OBU中载入密钥、写入系统信息和用户车辆信息等。目前，现有OBU的发行设备全部采用一对一发行的方式，即一台发行设备一次只 能发行一台0BU，而一般OBU的包装为10个OBU —箱，采用现有技术发行，需拆箱后逐个取 出0BU，使用发行设备逐个对OBU进行发行，发行效率低下。随着ETC系统应用越来越广泛， OBU的用户也越来越多，这种OBU发行方式造成很大的发行压力。
发明内容
本发明提供一种ETC车载单元的发行设备、系统及发行方法，以解决现有技术发 行效率低的问题。为了解决上述问题，本发明公开了一种ETC车载单元的发行设备，包括微波天线 阵列、微波电路模块和主控制模块，其中，主控制模块，用于接收发行数据和发行指令，并根据所述发行指令控制微波电路 模块将发行数据发送到微波天线阵列；微波电路模块，分别与微波天线阵列和主控制模块通讯，用于调制和解调微波信 号；微波天线阵列，用于与多个车载单元进行通讯，将发行数据批量写入所述多个车 载单元。其中，所述微波天线阵列包括多个微波天线单元，每个微波天线单元与一个车载 单元通讯，各微波天线单元连续将发行数据写入对应的车载单元中。
优选的，所述发行设备还包括外部通讯模块，分别与所述主控制模块和上位机连 接，用于从所述上位机接收发行指令，并传给所述主控制模块。优选的，所述外部通讯模块通过USB接口采用HID人机对话接口设备协议与所述 上位机连接通讯。优选的，所述发行设备还包括数据读取模块，分别与所述主控制模块和智能卡连 接，用于从所述智能卡读取发行数据，并传给所述主控制模块。优选的，所述主控制模块还用于通过外部通讯模块从所述上位机接收需要批量发 行的多个车载单元ID ；所述微波天线阵列还用于搜索与各车载单元ID对应的车载单元，并 将发行数据批量写入对应的车载单元中。本发明还提供了一种ETC车载单元的发行系统，包括上位机和如上所述的发行 设备，其中，所述上位机包括自动控制模块，用于向所述发行设备发送发行指令；所述发行设备用于根据发行指令批量发行多个车载单元。优选的，所述发行系统还包括智能卡，用于存储发行数据；则所述发行设备从所 述智能卡读取发行数据。本发明还提供了一种ETC车载单元的发行方法，包括接收发行数据、发行指令以及需要批量发行的多个车载单元ID ；根据所述发行指令，搜索与各车载单元ID对应的车载单元；根据所述发行指令，将发行数据批量写入与各车载单元ID对应的车载单元中。其中，所述发行数据包括车载单元的密钥、系统信息和用户车辆信息。与现有技术相比，本发明具有以下优点首先，本发明提供的OBU发行设备主要包括微波天线阵列、微波电路模块和主控 制模块，其中主控制模块用于控制微波电路模块将发行数据发送到微波天线阵列，微波天 线阵列可自动依次将发行数据批量写入多个0BU，从而完成OBU的批量发行。因此使用本发 明所述的发行设备，可以将整箱OBU放在发行设备的微波天线阵列上进行批量发行，节省 了逐个取出、放回OBU的操作，从而有效地节省了发行时间，减少了发行员的操作步骤，使 发行过程更简洁高效。其次，本发明提供的OBU发行方法采用锁定ID的方式，提高了发行的稳定性。再次，所述发行设备通过USB接口采用HID (Human Interface Device，人机对话接 口设备)协议与上位机通讯，可以免安装驱动，通讯速率是通用串口的两倍以上。
图1是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行系统结构图；图2是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行设备结构图；图3是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
为了提高OBU的发行效率，本发明提出一种可批量发行OBU (车载单元)的发行设 备及发行系统，通过微波天线阵列可连续对多个OBU进行发行数据的写入，大大提高了发 行效率。下面通过实施例进行详细说明。参照图1，是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行系统结构图。所述OBU发行系统主要包括发行设备11和上位机12。所述上位机12中主要包括 自动控制模块121，用于向所述发行设备11发送发行指令。所述发行设备11用于根据发行 指令批量发行多个0BU，即将发行数据写入每个OBU中。所述发行数据主要包括OBU的密 钥、系统信息(如发行方代码、发行时间等)，还可以包括用户车辆信息等。所述发行设备 11可在上位机自动控制模块121的控制下自动连续发行0BU。其中，所述上位机12可以是众多通用或专用的计算系统，例如多处理器系统、服 务器、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。此外，所述上位机的自动控制模块121还可以将整个发行过程的相关信息发送给 数据库系统进行存储，所述相关信息如发行的OBU信息、发行成功与否等。在实际应用中，上述发行数据通常由专门的机构提供，发行设备11需要从该机构 中读取出发行数据才能用于OBU的发行。该机构一般将发行数据存储在各种智能卡中，如 SAM卡(Secure Access Module，安全存取模块)等。SAM卡是一种具有特殊性能的智能卡， 用于存放密钥和加密算法，可完成交易中的相互认证、密码验证和加密、解密运算，一般用 作身份标志。因此，优选的，所述发行系统还可以包括智能卡13，用于存储发行数据。所述发行 设备11需从所述智能卡13中读取发行数据。所述智能卡13包括但不限于SAM卡。所述发行设备11的具体结构可参照下面图2所示。参照图2，是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行设备结构图。所述发行设备主要包括微波天线阵列21、微波电路模块22和主控制模块23，其 中，主控制模块23，用于接收发行数据和发行指令，并根据所述发行指令控制微波电 路模块22将发行数据发送到微波天线阵列21 ；其中，所述主控制模块^从智能卡接收发 行数据，从上位机接收发行指令；微波电路模块22，分别与微波天线阵列21和主控制模块23通讯，用于调制和解调 微波信号，即将主控制模块M发给微波天线阵列21的数字信号转换为微波信号，或者将微 波天线阵列21发给主控制模块23的微波信号转换为数字信号；微波天线阵列21，用于与多个车载单元(OBU)进行通讯，将发行数据批量写入所 述多个0BU。具体的，所述微波天线阵列21包括多个微波天线单元，每个微波天线单元与一个 OBU通讯，各微波天线单元可连续将发行数据写入各自对应的OBU中，从而完成OBU的批量 发行。上述结构中，主控制模块23可根据上位机下发的操作指令控制发行设备中的各 个模块自动连续发行0BU。此外，为了与上位机通讯，所述发行设备还可以包括
外部通讯模块对，分别与所述主控制模块23和上位机连接，用于从所述上位机接 收发行指令，并传给所述主控制模块23。所述外部通讯模块M可以采用有线或无线连接方式，如USB(UniversalSerial Bus，通用串行总线)、蓝牙、WiFi等等。本实施例优选的，所述外部通讯模块M可通过USB 接口采用HID (Human Interface Device，人机对话接口设备)协议与所述上位机连接通讯， 这样可以免安装驱动，通讯速率是通用串口的两倍以上。相应的，为了与智能卡通讯，所述发行设备还可以包括数据读取模块25，分别与所述主控制模块23和智能卡连接，用于从所述智能卡读 取发行数据，并传给所述主控制模块23。在实际应用中，OBU的包装为10个OBU —箱，使用本发明实施例所述的发行设备， 就可以将整箱OBU放在发行器的微波天线阵列上，微波天线阵列的每个微波天线单元对应 一个OBU的位置。当发行设备接收到上位机下发的发行指令后，可控制微波天线阵列的各 个微波天线单元将发行数据写入各自对应的OBU中。由于发行数据中包含了 OBU的应用密钥，根据一卡一密钥的规定，写入每个OBU的 发行数据都有所区别。为了将不同的发行数据写入相对应的OBU中，本实施例采用以下方 式由OBU厂商提供OBU ID (即车载单元ID)号、OBU产品外壳丝印号等信息的对应 表。上位机根据对应表提取需要发行的OBU ID号，并通过外部通讯模块发送给发行设备。 发行设备根据得到的ID号，搜索发行区域中的0BU，当找到对应ID的OBU以后进行正常的 发行流程。如果未找到对应ID的0BU，则产生提示信息，相应的OBU发行失败。这样根据厂 商提供的对应表可以自动地连续发行多个0BU，不用人为控制，既节省了人力，又节省了时 间。因此，所述主控制模块23还可用于通过外部通讯模块M从所述上位机接收需要 批量发行的多个车载单元ID ；所述微波天线阵列21还可用于搜索与各车载单元ID对应的 车载单元，并将发行数据批量写入对应的车载单元中。基于上述OBU发行设备和发行系统，本发明还提供了 一种批量发行OBU的方法实 施例。参照图3，是本发明实施例所述一种ETC车载单元(OBU)的发行方法流程图。步骤301，接收发行数据、发行指令以及需要批量发行的多个OBU ID；发行设备的主控制模块通过数据读取模块从智能卡读取发行数据，通过外部通讯 模块从上位机接收发行指令及需要批量发行的多个OBU ID ；步骤302，根据所述发行指令，搜索与各OBU ID对应的OBU ；发行设备的主控制模块根据所述发行指令控制微波电路模块将发行数据发送到 微波天线阵列，微波天线阵列在发行区域内搜索与各OBU ID对应的OBU ；步骤303，根据所述发行指令，将发行数据批量写入与各OBU ID对应的OBU中。如果这一批需要发行的所有OBU都搜索到，则微波天线阵列的每个微波天线单元 与对应位置的OBU进行微波通讯，将对应各个OBU的发行数据连续写入这一批OBU中。综上所述，本发明可以将整箱OBU放在发行设备的微波天线阵列上进行批量发 行，节省了逐个取出、放回OBU的操作，从而有效地节省了发行时间，减少了发行员的操作步骤，使发行过程更简洁高效。而且，本发明提供的OBU发行方法采用锁定ID的方式，提高 了发行的稳定性。对于上述方法实施例而言，由于其与图1和图2所示实施例基本相似，所以描述的 比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本发明所提供的一种ETC车载单元的发行设备、系统及发行方法，进行了 详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的 说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依 据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种ETC车载单元的发行设备，其特征在于，包括微波天线阵列、微波电路模块和 主控制模块，其中，主控制模块，用于接收发行数据和发行指令，并根据所述发行指令控制微波电路模块 将发行数据发送到微波天线阵列；微波电路模块，分别与微波天线阵列和主控制模块通讯，用于调制和解调微波信号； 微波天线阵列，用于与多个车载单元进行通讯，将发行数据批量写入所述多个车载单兀。
2.根据权利要求1所述的发行设备，其特征在于所述微波天线阵列包括多个微波天线单元，每个微波天线单元与一个车载单元通讯， 各微波天线单元连续将发行数据写入对应的车载单元中。
3.根据权利要求1或2所述的发行设备，其特征在于，还包括外部通讯模块，分别与所述主控制模块和上位机连接，用于从所述上位机接收发行指 令，并传给所述主控制模块。
4.根据权利要求3所述的发行设备，其特征在于所述外部通讯模块通过USB接口采用HID人机对话接口设备协议与所述上位机连接通讯。
5.根据权利要求1或2所述的发行设备，其特征在于，还包括数据读取模块，分别与所述主控制模块和智能卡连接，用于从所述智能卡读取发行数 据，并传给所述主控制模块。
6.根据权利要求3所述的发行设备，其特征在于所述主控制模块还用于通过外部通讯模块从所述上位机接收需要批量发行的多个车 载单元ID ；所述微波天线阵列还用于搜索与各车载单元ID对应的车载单元，并将发行数据批量 写入对应的车载单元中。
7.一种ETC车载单元的发行系统，其特征在于，包括上位机和如权利要求1至6任一 权利要求所述的发行设备，其中，所述上位机包括自动控制模块，用于向所述发行设备发送发行指令； 所述发行设备用于根据发行指令批量发行多个车载单元。
8.根据权利要求7所述的发行系统，其特征在于，还包括 智能卡，用于存储发行数据；则所述发行设备从所述智能卡读取发行数据。
9.一种ETC车载单元的发行方法，其特征在于，包括接收发行数据、发行指令以及需要批量发行的多个车载单元ID ；根据所述发行指令，搜索与各车载单元ID对应的车载单元；根据所述发行指令，将发行数据批量写入与各车载单元ID对应的车载单元中。
10.根据权利要求9所述的发行方法，其特征在于所述发行数据包括车载单元的密钥、系统信息和用户车辆信息。
全文摘要
本发明提供了一种ETC车载单元的发行设备、系统及发行方法，以解决现有技术发行效率低的问题。所述ETC车载单元的发行设备包括微波天线阵列、微波电路模块和主控制模块，其中，主控制模块，用于接收发行数据和发行指令，并根据所述发行指令控制微波电路模块将发行数据发送到微波天线阵列；微波电路模块，分别与微波天线阵列和主控制模块通讯，用于调制和解调微波信号；微波天线阵列，用于与多个车载单元进行通讯，将发行数据批量写入所述多个车载单元。本发明有效地节省了发行时间，减少了发行员的操作步骤，使发行过程更简洁高效。
文档编号G07B15/06GK102136161SQ20111002501
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者刘雪进, 周双全, 夏曙东, 张志平, 赵志泳 申请人:北京北大千方科技有限公司