基于智能tf卡的etc车载单元多场景应用方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法及装置，方法包括使用智能TF卡作为用于标识不同应用场景的特征数据信息的安全存储模块、在ETC车载单元内增加TF卡槽和在ETC车道控制系统增加识别和处理上述数据信息的处理组件；装置包括装在车辆挡风玻璃上的与ETC车道控制系统相配合的ETC车载单元、与ETC车载单元相连接的智能TF卡，ETC车载单元包括主控制芯片U1、液晶显示器、带有发射天线的发射机、带有接收天线的接收机、防拆装置、带电可擦写可编程只读存储器EEPROM、电源电压检测电路、省电控制电路、电池，在主控制芯片U1上连接有智能TF卡插槽U2，在该智能TF卡插槽U2上插接有智能TF卡；智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚与主芯片链接通信，既简单可行，又便于使用易于推广，从而实现ETC车载装置多场景应用。
【专利说明】基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种ETC车载单元多场景应用方法及装置，特别涉及一种基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法及装置。
【背景技术】
[0002]不停车收费系统ETC( Electronic Toll Collect1n )是目前世界上较先进的路桥收费方式。该系统主要是利用车辆自动识别(AVI)技术，通过收费站ETC车道上的路侧单元(RSU)与安装在车辆挡风玻璃上的车载单元(OBU)进行相互通信和信息交换，以达到对车辆的自动识别，并自动从该用户的专用账户中扣除通行费，从而实现自动收费。系统主要由前端和后台组成，前端包括车道控制系统、RSU、OBU及其他附属电子设施；后台通过数据库系统存储注册车辆和用户信息，实现数据的管理和分析。后台系统工作任务主要为向客户发售0BU，并做OBU的初始化，接收前台收费数据文件，交易和结算，存储、管理抓拍图像等。
[0003]ETC系统的应用正慢慢地应用于各种需要不停车收费的场景中，比如城市公共停车场、旅游景区停车场等车辆管理场所的不停车收费应用；单位或社区停车场等门禁系统的不停车出入和管理应用。
[0004]但现在主流的ETC系统一般同时仅支持对一种应用场景进行不停车收费，比如一辆车上的ETC车载单元如果是应用于高速公路的ETC不停车收费场景的，通常，其在装有ETC系统的社区的停车场是不能使用的，因为社区停车场的ETC系统并不能识别车上装载的针对高速公路的ETC车载单元。这对于ETC系统应用于多场景的情况造成不利的影响。
[0005]如何改进上述问题，使其既更简单可行，又便于使用易于推广，实现ETC车载单元多场景应用，成为急需解决的问题。所述的智能TF卡是一种智能卡类产品。它采用了 MicroSD (即TF)接口的智能卡，内置智能芯片和Flash存储模块，可以为具有TF接口的设备提供密码服务(加解密、摘要、数学签名等)和安全存储，使用它可以支持本基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法的实现。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种既更简单可行，又便于使用易于推广，从而实现ETC车载单元多场景应用在智能TF卡的支持下实现ETC车载单元多场景应用的基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法及装置。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
一种基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法，其特征在于:
该方法包括使用智能TF卡作为用于标识不同应用场景的特征数据信息的安全存储模块、在ETC车载单元内增加TF卡槽及相关硬件和在ETC车道控制系统增加识别和处理上述数据信息的处理组件三个步骤；
其中所述智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起，智能TF卡的接口封装形式为TF，智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作，所述智能TF卡为所述ETC车载单元多场景应用方法提供其所需的数据安全存储支持，对于用户的不同应用场景，给用户发对应的不同的智能TF卡，每张卡内在发卡时写入用于标识不同应用场景的特征数据信息，用户通常在到不同的应用场景时，手动在ETC车载单元新增的TF卡槽内插入对应的智能TF卡。
[0008]经过上述改进的车载单元(OBU)与ETC路侧单元(RSU)进行相互通信和信息交换的具体步骤如下:
步骤I)、ETC路侧单元(RSU) —直发送寻找车载单元(OBU)的信号(BST)，等待OBU回复；
步骤2)、寻到车载单元(OBU)时，车载单元(OBU)回复车载单元(OBU)的ID设备标识号、系统信息，该信息命名为VST信息；
步骤3)、ETC路侧单元(RSU)收到信息后，对车载单元(OBU)下发读取车载单元(OBU)内如前所述新增的TF卡槽内插入的智能TF卡内的用于标识不同应用场景的特征数据信息的指令并将特征数据信息回复给ETC路侧单元(RSU)；
步骤4)、ETC路侧单元(RSU)将上述数据信息传给ETC车道控制系统，ETC车道控制系统判断该特征数据信息是不是对应本场景的；如果是，就继续下列步骤5 ;如果不是，则通过ETC路侧单元(RSU)给车载单元(OBU)发送不允许进入的信息，同时，对应车道显屏闪烁显示不允许通过的信息、栏杆机不升起；
步骤5)、ETC路侧单元(RSU)对车载单元(OBU)下发认证信息指令；
步骤6)、车载单元(OBU)收到，根据下发指令回复ETC路侧单元(RSU)想要认证的车牌、车型信息；
步骤7)、ETC路侧单元(RSU)收到信息，上位机软件认证成功，下发取CPU卡内入口、金额标识信息指令，
步骤8)、车载单元(OBU)收到后，读卡内信息，回复天线想要信息；
步骤9)、ETC路侧单元(RSU)收到回复信息，传至上位机软件，软件进行处理判断是入口还是出口；
步骤10)、若是入口下发写卡指令，记录以车辆上站信息，上站信息是指车站标识站信息；
步骤11)、若是出口，ETC路侧单元(RSU)下发一条获取一条入口信息指令；
步骤12)、车载单元(OBU)回复ETC路侧单元(RSU)，将卡片存储的入口信息上传；
步骤13)、ETC路侧单元(RSU)收到入口信息后，上位机软件根据费率软件计算出收费金额；
步骤14)、ETC路侧单元(RSU)发送扣费指令，将计算出扣费金额发送车载单元(OBU)； 步骤15)、车载单元(OBU)进行出口信息写入并回复ETC路侧单元(RSU)天线交易成功；
步骤16)、ETC路侧单元(RSU)收到车载单元(OBU)写入出口信息成功的指令，由上位机控制后续费显屏显示、栏杆机的起落。
[0009]一种基于智能TF卡的支持多场景应用的ETC车载装置，包括安装在车辆挡风玻璃上的与ETC车道控制系统相配合的ETC车载单元、与ETC车载单元相连接的智能TF卡，其特征在于:ETC车载单元包括主控制芯片U1、安装在主控制芯片Ul上的液晶显示器、主控制芯片Ul输出端上连接的带有发射天线的发射机、主控制芯片Ul输入端上连接的带有接收天线的接收机、主控制芯片Ul输入端上安装的防拆装置、安装在主控制芯片Ul上的带电可擦写可编程只读存储器EEPR0M、安装在主控制芯片Ul上的电源电压检测电路、通过防拆装置与主控制芯片Ul相连接的省电控制电路、通过供电开关与省电控制电路相连接的电池，在主控制芯片Ul上连接有智能TF卡插槽U2，在该智能TF卡插槽U2上插接有智能TF卡；智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚与主芯片链接通信，主控芯片Ul对智能TF卡通过D0UT、DIN、SCK脚进行控制。
[0010]所述智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起，智能TF卡的接口封装形式为TF，智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作。
[0011]本发明具有如下积极效果:本发明将智能TF卡应用于的ETC系统，通过使用智能TF卡，并结合本发明中提出的方法，可以实现ETC车载单元多场景应用方法。具体为:所述的智能TF卡可以为本发明所述的ETC车载单元多场景应用方法提供其所需的数据安全存储支持。对于用户的不同应用场景，给用户发对应的不同的智能TF卡，每张TF卡内在发卡时写入用于标识不同应用场景的特征数据信息。用户通常在到不同的应用场景时，手动在车载单元(OBU)新增的TF卡槽内插入对应的智能TF卡。在RSU与OBU的通信过程中，增加了 RSU对OBU下发读取OBU内如前所述新增的TF卡槽内插入的智能TF卡内的用于标识不同应用场景的特征数据信息的指令并将特征数据信息回复给RSU。RSU将上述数据信息传给ETC车道控制系统，ETC车道控制系统判断该特征数据信息是不是对应本场景的，及相应的判断步骤。从而很好地解决了 ETC系统的多场景应用问题，使上述ETC系统可以自如地应用于多个应用场景，对ETC系统的进一步推广和发展有着重要的推动作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的基本示意图。
[0013]图2为本发明的结构示意图。
[0014]图3为本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本发明公开了一种基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法，该方法包括使用智能TF卡作为用于标识不同应用场景的特征数据信息的安全存储模块、在ETC车载单元OBU内增加TF卡槽及相关硬件及软硬件驱动(用于插入前述智能TF卡并处理其中的信息)和在ETC车道控制系统增加识别和处理上述数据信息的处理组件三个步骤。
[0016]本发明所述的智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起。智能TF卡的接口封装形式为TF。智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作。所述的智能TF卡可以为本发明所述的ETC车载单元多场景应用方法提供其所需的数据安全存储支持。对于用户的不同应用场景，给用户发对应的不同的智能TF卡，每张卡内在发卡时写入用于标识不同应用场景的特征数据信息。用户通常在到不同的应用场景时，手动在车载单元(OBU)新增的TF卡槽内插入对应的智能TF卡。
[0017]经过上述改进的车载单元(OBU)与ETC路侧单元(RSU)进行相互通信和信息交换的详细步骤如下:
1、RSU —直发送BST信号(即寻找OBU的信号)，等待OBU回复。
[0018]2、寻到OBU时，OBU回复VST信息卿OBU ID设备标识号、系统信息等)。
[0019]3、RSU收到后，对OBU下发读取OBU内如前所述新增的TF卡槽内插入的智能TF卡内的用于标识不同应用场景的特征数据信息的指令并将特征数据信息回复给RSU。
[0020]4,RSU将上述数据信息传给ETC车道控制系统，ETC车道控制系统判断该特征数据信息是不是对应本场景的。如果是，就继续下列第5步；如果不是，则通过RSU给OBU发送不允许进入的信息，同时，对应车道显屏闪烁显示不允许通过的信息、栏杆机不升起等。
[0021 ] 5, RSU对OBU下发认证信息指令。
[0022]6、OBU收到，根据下发指令回复RSU想要认证信息(车牌、车型等)。
[0023]7、RSU收到信息，上位机软件认证成功，下发取CPU卡内信息指令(入口、金额、等标识信息)。
[0024]8、OBU收到后，读卡内信息，回复天线想要信息。
[0025]9、RSU收到回复信息，传至上位机软件，软件进行处理(判断是入口还是出口)。
[0026]10、若是入口下发写卡指令，记录以车辆上站信息(车站标识站等)。
[0027]11、若是出口，RSU下发一条获取一条入口信息指令。
[0028]12、OBU回复RSU，将卡片存储的入口信息上传。
[0029]13、RSU收到入口信息后，上位机软件根据费率软件等，计算出收费金额。
[0030]14、RSU发送扣费指令，将计算出扣费金额发送0BU。
[0031]15、OBU进行出口信息写入并回复RSU天线交易成功。
[0032]16、RSU收到OBU写入出口信息成功的指令，由上位机控制后续费显屏显示、栏杆机的起落。
[0033]如图1、2、3所示，一种基于智能TF卡的支持多场景应用的ETC车载装置，包括安装在车辆挡风玻璃上的与ETC车道控制系统相配合的ETC车载单元、与ETC车载单元相连接的智能TF卡，其特征在于:ETC车载单元包括主控制芯片U1、安装在主控制芯片Ul上的液晶显示器、主控制芯片Ul输出端上连接的带有发射天线的发射机、主控制芯片Ul输入端上连接的带有接收天线的接收机、主控制芯片Ul输入端上安装的防拆装置、安装在主控制芯片Ul上的带电可擦写可编程只读存储器EEPR0M、安装在主控制芯片Ul上的电源电压检测电路、通过防拆装置与主控制芯片Ul相连接的省电控制电路、通过供电开关与省电控制电路相连接的电池，在主控制芯片Ul上连接有智能TF卡插槽U2，在该智能TF卡插槽U2上插接有智能TF卡；智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚与主芯片链接通信，主控芯片Ul对智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚进行控制。
[0034]图2中为各部分连接关系图主要为主控制芯片和周边各模块链接控制关系。在原有模块基础之上追加了基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用功能模块。图3为主控芯片和TF卡链接电路原理图，Ul为主控制芯片，U2为TF卡插槽。TF卡和主芯片通过D0UT、DIN、SCK链接通信，主控芯片Ul对TF卡通过DOUT、DIN、SCK进行控制。主控芯片和TF卡通过SCK端口判断读取TF卡信息和写入TF卡信息，当需要读取TF卡信息时主控芯片和TF卡通过DIN (主控芯片输入端口)进行信息读取，当需要写入信息给TF卡时主控芯片通过DOUT (主控芯片输出端口)对TF卡进行信息写入。
[0035]所述智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起，智能TF卡的接口封装形式为TF，智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作。
【权利要求】
1.一种基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法，其特征在于: 该方法包括使用智能TF卡作为用于标识不同应用场景的特征数据信息的安全存储模块、在ETC车载单元内增加TF卡槽及相关硬件和在ETC车道控制系统增加识别和处理上述数据信息的处理组件三个步骤； 其中所述智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起，智能TF卡的接口封装形式为TF，智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作，所述智能TF卡为所述ETC车载单元多场景应用方法提供其所需的数据安全存储支持，对于用户的不同应用场景，给用户发对应的不同的智能TF卡，每张卡内在发卡时写入用于标识不同应用场景的特征数据信息，用户通常在到不同的应用场景时，手动在ETC车载单元新增的TF卡槽内插入对应的智能TF卡。
2.根据权利要求1所述的基于智能TF卡的ETC车载单元多场景应用方法，其特征在于:经过上述改进的车载单元(OBU)与ETC路侧单元(RSU)进行相互通信和信息交换的具体步骤如下: 步骤I)、ETC路侧单元(RSU) —直发送寻找车载单元(OBU)的信号(BST)，等待OBU回复； 步骤2)、寻到车载单元(OBU)时，车载单元(OBU)回复车载单元(OBU)的ID设备标识号、系统信息，该信息命名为VST信息； 步骤3)、ETC路侧单元(RSU)收到信息后，对车载单元(OBU)下发读取车载单元(OBU)内如前所述新增的TF卡槽内插入的智能TF卡内的用于标识不同应用场景的特征数据信息的指令并将特征数据信息回复给ETC路侧单元(RSU)； 步骤4)、ETC路侧单元(RSU)将上述数据信息传给ETC车道控制系统，ETC车道控制系统判断该特征数据信息是不是对应本场景的；如果是，就继续下列步骤5 ;如果不是，则通过ETC路侧单元(RSU)给车载单元(OBU)发送不允许进入的信息，同时，对应车道显屏闪烁显示不允许通过的信息、栏杆机不升起； 步骤5)、ETC路侧单元(RSU)对车载单元(OBU)下发认证信息指令； 步骤6)、车载单元(OBU)收到，根据下发指令回复ETC路侧单元(RSU)想要认证的车牌、车型信息； 步骤7)、ETC路侧单元(RSU)收到信息，上位机软件认证成功，下发取CPU卡内入口、金额标识信息指令， 步骤8)、车载单元(OBU)收到后，读卡内信息，回复天线想要信息； 步骤9)、ETC路侧单元(RSU)收到回复信息，传至上位机软件，软件进行处理判断是入口还是出口； 步骤10)、若是入口下发写卡指令，记录以车辆上站信息，上站信息是指车站标识站信息； 步骤11)、若是出口，ETC路侧单元(RSU)下发一条获取一条入口信息指令； 步骤12)、车载单元(OBU)回复ETC路侧单元(RSU)，将卡片存储的入口信息上传； 步骤13)、ETC路侧单元(RSU)收到入口信息后，上位机软件根据费率软件计算出收费金额； 步骤14)、ETC路侧单元(RSU)发送扣费指令，将计算出扣费金额发送车载单元(OBU)； 步骤15)、车载单元(OBU)进行出口信息写入并回复ETC路侧单元(RSU)天线交易成功； 步骤16)、ETC路侧单元(RSU)收到车载单元(OBU)写入出口信息成功的指令，由上位机控制后续费显屏显示、栏杆机的起落。
3.一种基于智能TF卡的支持多场景应用的ETC车载装置，包括安装在车辆挡风玻璃上的与ETC车道控制系统相配合的ETC车载单元、与ETC车载单元相连接的智能TF卡，其特征在于:ETC车载单元包括主控制芯片U1、安装在主控制芯片Ul上的液晶显示器、主控制芯片Ul输出端上连接的带有发射天线的发射机、主控制芯片Ul输入端上连接的带有接收天线的接收机、主控制芯片Ul输入端上安装的防拆装置、安装在主控制芯片Ul上的带电可擦写可编程只读存储器EEPROM、安装在主控制芯片Ul上的电源电压检测电路、通过防拆装置与主控制芯片Ul相连接的省电控制电路、通过供电开关与省电控制电路相连接的电池，在主控制芯片Ul上连接有智能TF卡插槽U2，在该智能TF卡插槽U2上插接有智能TF卡；智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚与主芯片链接通信，主控芯片Ul对智能TF卡通过DOUT、DIN、SCK脚进行控制。
4.根据权利要求3所述的基于智能TF卡的支持多场景应用的ETC车载装置，其特征在于:所述智能TF卡是一种智能卡类产品，智能TF卡选用智能芯片和Flash并封装在一起，智能TF卡的接口封装形式为TF，智能TF卡支持对称、非对称密码算法和摘要算法，存储用户证书，用于用户身份识别、提供安全控制策略和相应安全算法以及用户重要信息和交易信息的安全存储，智能TF卡为其相应的宿主系统提供对应的调用接口库，宿主系统系统通过这些接口库实现对智能TF卡的操作。
【文档编号】G07B15/06GK104361644SQ201410644704
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】平本强, 杨波 申请人:河南省安视博系统工程有限公司