一种基于北斗的车载单元的制作方法

本实用新型属于智能交通收费领域，尤其是涉及一种基于北斗的车载单元。

背景技术：

随着智能交通收费技术的快速发展，汽车持有量逐年攀升，电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection，简称ETC)成为我国大力发展并推广的自动收费系统。

目前，大多数ETC系统采用基于专用短程通信(Dedicated Short Range Communications，简称DSRC)的电子标签技术方案，利用路侧设备(Rate-Sensor Unit，简称RSU)与车载电子标签(On board Unit)通信，实现车辆行驶过程中道路通行费用自动扣取功能。随着ETC收费系统应用的不断深入，其车辆通行速率低、跟车干扰严重、硬人力物力投资过大等问题也显现出来。近年来出现了许多基于北斗的电子收费系统，例如现有公开了基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统、装置和方法，利用北斗导航卫星系统的第一定位信息，结合路测装置的定位增强信息，通过精确定位车辆准确位置缓解了ETC收费过程中跟车干扰、车辆通行速率低等问题，但这种方法和装置过于依赖于现有的ETC系统，无法解决车辆在路侧装置覆盖范围之外的离线收费区域问题。而实现对道路收费盲区的覆盖，主要需要解决在无路侧装置情况下的车辆定位收费问题，现有技术公开了基于北斗的高速公路车辆自由流电子收费系统、装置及方法，该系统利用北斗卫星导航系统转发车辆车辆行驶轨迹和虚拟收费站点信息，实现了车载装置与高速公路计费结算服务中心的通信，完成了车辆在无路侧设备情况下行驶过程中的计费扣费操作。以上技术手段在一定程度上解决了过于ETC系统之外的收费盲区问题，但是，该系统在通信方式完全依赖北斗卫星导航系统报文转发能力，一旦系统网络故 障，后台服务中心无法及

时对行驶车辆进行扣费，从而出现漏收费情况。

鉴于此，如何在不改变现有ETC系统的基础上，提供一种支持在离线收费区域的自扣费车载单元，有效解决后台服务器扣费不及时的问题，实现拥堵路况下车辆便捷缴费成为目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种基于北斗的车载单元，支持车载单元在离线收费区域的自扣费功能，有效解决后台服务器扣费不及时的问题，实现拥堵路况下车辆便捷缴费。

本实用新型解决其技术问题采用了以下技术方案：一种基于北斗的车载单元，包括中央处理模块，与所述中央处理模块连接的无线通信模块、北斗模块、IC卡模块，还包括与所述中央处理模块连接的自扣费密钥模块，所述自扣费密钥模块支持车载单元在离线收费区域的自扣费操作。

进一步，所述自扣费密钥模块包括：加密1单元和加密2单元，所述加密1单元和加密2单元通过异步串行接口与所述中央处理模块连接；

所述加密1单元存有车辆身份信息，用于对加密2单元进行安全认证，并以密文方式向加密2单元发送车辆身份信息，所述车辆身份信息为具有密钥标示的相关车型信息；

所述加密2单元用于对获取的车辆身份信息进行合法性验证，并对验证合法车辆需缴纳的金额进行加密处理，通过所述中央处理模块完成对IC卡模块的自扣费操作。

进一步，所述无线通信模块包括移动通信单元和射频通信单元，所述移动通信单元通过USB接口与所述中央处理模块连接，支持多种移动通信网络，包括TDS/TDL，WCDMA和CDMA2000网络协议，所述射频通信单元通过SPI接口与所述中央处理模块连接，支持13.56M射频识别功能、5.8G射频通信功能、Wifi功能、蓝牙功能。

进一步，所述北斗模块，通过UART接口与所述中央处理模块连接，支持区域差分修正定位，定位精度可达亚米级。

进一步，所述IC卡模块，通过SPI接口与所述中央处理模块连接。

进一步，还包括与所述中央处理模块连接的显示模块、音频模块、存储模块。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的基于北斗的车载单元，在不改变现有ETC系统的基础上，支持离线收费区域的自扣费操作，有效解决后台服务器扣费不及时的问题，实现拥堵路况下车辆便捷缴费。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于北斗的车载单元的结构图；

图2为本实用新型提供的一种基于北斗的车载单元的自扣费结构框图；

图3为本实用新型具体实施例提供的一种基于北斗的车载单元的智能交通收费系统结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型提供的一种基于北斗的车载单元的结构图，如图1所示，一种基于北斗的车载单元100，包括：中央处理模块101、北斗模块102、自扣费密钥模块103、显示模块104、音频模块105、无线通信模块106、IC卡模块107、、存储单元108；

所述车载单元100内部通信连接方式包括：

所述北斗模块102与所述中央处理模块101通过UART接口连接通 信，所述自扣费密钥模块103与所述中央处理模块101通过UART接口连接通信，所述显示模块104与所述中央处理模块101通过LCM接口连接通信，所述音频模块105与所述中央处理模块101通过MIPI接口连接通信，所述无线通信模块106包括移动通信单元109和射频通信单元110，所述移动通信单元109通过USB接口与所述中央处理模块101连接通信，所述射频通信单元110通过SPI接口与所述中央处理模块101连接通信，所述IC卡模块107通过SPI接口与所述中央处理模块101连接通信，所述存储模块108通过SD卡接口与所述中央处理模块101连接通信。

图2示出了本实用新型提供的一种基于北斗的车载单元的自扣费结构框图，如图2所示，一种基于北斗的车载单元的自扣费电路方框图包括：

车辆行驶至离线收费区域产生自扣费操作时，加密2单元112会向中央处理模块101发送通讯连接指令，中央处理模块101以安全方式与自扣费密钥模块103建立通讯链路，链路建立成功，加密2单元112即通过中央处理模块101以密文方式向加密1单元111发送车辆身份信息认证指令，加密1单元111以安全方式验证车辆身份信息认证指令合法性，验证成功，加密1单元111即通过中央处理模块101以密文方式向加密2单元发送车辆身份信息，加密2单元112对车辆身份信息的合法性进行验证，验证成功，中央处理模块101即将车辆缴纳费用数据发送至加密2单元112进行加密处理，加密的缴费数据由中央处理模块101写入IC卡模块107进行扣费交易，IC卡模块107内部扣费完成后，IC卡模块107向中央处理模块101返回扣费结果，从而完成车辆离线收费区域情况下的自扣费操作。

图3示出了本实用新型具体实施例提供的一种基于北斗的车载单元的智能交通收费系统结构图，如图3所示，本实施例提供的基于北斗的车载单元的智能交通收费系统结构图包括：

车载单元100通过北斗天线113与北斗定位卫星115、北斗差分基站 114进行无线通信，后台计费服务中心116与车载单元100通过无线通信模块106进行通信,北斗天线113接收北斗定位卫星115的车辆初始坐标信息，包括：当前时间值、卫星编号、经纬度坐标值等，通过北斗差分基站114对车辆初始坐标信息进行局域差分数据处理，获取得到差分修正信息，包括：基站区域编号、北斗车载终端地址码、差分伪距修正值等，北斗模块102利用北斗天线113接收差分修正信息，通过中央处理模块101软件算法修正后，得到车辆最终坐标信息，包括：经纬度坐标修正值、区域基站编号、当前时间值等,中央处理模块101利用无线通信模块106转发车辆最终坐标信息至拥堵地图计算单元117，拥堵地图计算单元117根据区域道路内接收的多个车载单元的最终坐标信息统计出路况计费信息，包括：道路拥堵实况地图、收费区域编号、区域通行费率值、收费区域出入节点经纬度坐标等，拥堵地图计算单元117将路况计费信息利用无线通信模块106以广播形式推送至区域内的车载单元100，车载单元100行驶至收费区域时，中央处理模块101根据路况计费信息，计算出车辆行驶通过收费区域需缴纳的费用，通过自扣费密钥模块103完成对IC卡模块107的自扣费操作，中央处理模块101通过无线通信模块106将扣费结果同步至用户信息数据库118记录保存。