一种便于应用扩展的etc阅读器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种便于应用扩展的ETC阅读器，包括阅读器主板和其上连接的安全控制模块、基础支持模块和射频子模块，所述基础支持模块包括BSU子板CPU和与其连接的FPGA，所述FPGA通过射频板接口连接射频子模块，FPGA还连接有以太网接口；所述安全控制模块包括SCU子板CPU和与其连接的EPLD和安全芯片，所述EPLD通过SPI连接FPGA。相对于现有技术，本实用新型所述具有以下优势：在阅读器中引入集成业务控制和安全系统的安全控制模块(SCU)作为阅读器的业务控制中心，阅读器提供基础的DSRC协议支持和通信支持，通过安全控制模块的统一调度和控制，来实现ETC扩展应用功能。
【专利说明】
一种便于应用扩展的ETC阅读器
技术领域
[0001]本实用新型属于ETC阅读器技术领域，尤其是涉及一种便于应用扩展的ETC阅读器。
【背景技术】
[0002]目前基于ETC系统最主要的扩展应用有高速多路径识别系统，用于高速公路不同路径跟踪和费用拆分，需要实现路径广播、非法稽查和测速等功能；；城市智能停车场，用于城市停车场的出入口收费、身份稽查和智能引导，需要实现身份认证和信息广播等功能；智能交通卡口，用于城市交通路口信息采集和交通引导，实现身份认证和与视频双基采集比对等功能；以及其他如水上ETC系统、智能加油站系统、军车管理系统等等不同的应用场景。每个应用场景都涉及到不同的业务需求、业务流程、文件系统和安全系统，阅读器如果兼容不同场景会大大增加设计的复杂性和实现效率。另一方面，针对同一应用场景，不同设备厂家的实现也会存在差异，比如指令流程组合顺序、文件操作大小、指令发送间隔、重传间隔和次数、释放链路流程处理等都会存在各自厂家的理解和实现，这样就为不同厂家设备互联互通带来困难。虽然全国ETC应用经过多年磨合实现联网，但设备兼容效率一直是限制系统效率的一个瓶颈，随着更多ETC扩展应用的展开，这个问题会更加突出。
[0003]综上可以看到，如何使ETC阅读器能快速安全的支持不同应用场景，减少设计难度，同时在相同场景下，规范不同阅读器厂家的实现方式和接口标准，便于互通互联和业务的规范性开展，并能提供安全高效的系统机制保障，是拓展ETC应用前景、深挖ETC设备市场机会的关键问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明创造旨在提出一种便于应用扩展的ETC阅读器，以解决ETC阅读器不能支持不同的扩展应用、规范不同阅读器的业务操作、提供更好的安全系统支撑的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种便于应用扩展的ETC阅读器，包括阅读器主板和其上连接的安全控制模块、基础支持模块和射频子模块，
[0007]所述基础支持模块包括BSU子板CPU和与其连接的FPGA，所述FPGA通过射频板接口连接射频子模块，FPGA还连接有以太网接口；
[0008]所述安全控制模块包括S⑶子板CPU和与其连接的EPLD和安全芯片，所述EPLD通过SPI 连接 FPGA。
[0009]进一步的，所述BSU子板CPU上还连接有FLASH、DDR和NVRAM，SCU子板CPU上还连接有FLASH、SDRAM、NVRAMο
[0010]进一步的，所述安全控制模块通过插针或USB接口与阅读器主板相连。
[0011]相对于现有技术，本实用新型所述具有以下优势:
[0012]在阅读器中引入集成业务控制和安全系统的安全控制模块(SCU)作为阅读器的业务控制中心，阅读器提供基础的DSRC协议支持和通信支持，通过安全控制模块的统一调度和控制，来实现ETC扩展应用功能。
【附图说明】
[0013]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0014]图1为本实用新型实施例所述便于应用扩展的ETC阅读器的硬件结构原理框图。
【具体实施方式】
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]RSU路侧单元是ETC系统中，安装在路侧，采用DSRC技术，与车载单元OBU进行通讯，实现车辆身份识别，电子扣分等功能的装置。RSU的设计遵循国家标准为GB20851，通讯频率为5.8GHz。
[0017]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0018]—种便于应用扩展的ETC阅读器，如图1所示，包括阅读器主板和其上连接的安全控制模块(S⑶)、基础支持模块(BSU)和射频子模块，
[0019]所述基础支持模块包括BSU子板CPU和与其连接的FPGA，所述FPGA通过射频板接口连接射频子模块，FPGA还连接有以太网接口；
[0020]所述安全控制模块包括S⑶子板CPU和与其连接的EPLD和安全芯片，所述EPLD通过SPI 连接 FPGA。
[0021]所述BSU子板CPU上还连接有FLASH、DDR和NVRAM，SCU子板CPU上还连接有FLASH、SDRAM、NVRAM0
[0022]所述安全控制模块通过插针或USB接口与阅读器主板相连。
[0023 ]所述安全控制模块(S⑶)和基础支持模块(BSU)对应的阅读器硬件模块分别为SCU子板和BSU子板，S⑶子板和BSU子板通过SPI接口相连，也可以使用高速并口或USB接口形式。
[0024]所述安全控制模块基于其实现功能对应功能模块上包括业务控制子模块、业务安全子模块、系统安全子模块，SCU子板上的S⑶子板CPU、EPLD和Flash共同构成业务控制子模块硬件载体，所述EPLD完成通信速率的调整和制式匹配;SCU子板上的SCU子板CPU和安全芯片共同构成业务安全子模块的硬件载体，安全芯片存储业务密钥、加密文件和支持安全运算；SCU子板上的S⑶子板CPU和NVRAM共同构成系统安全子模块的硬件载体，NVRAM存储SCU的密钥对、身份证书和授权信息。
[0025]所述基础支持模块基于其实现功能对应功能模块上包括DSRC短程通信模块、车道通信模块、配置模块，BSU子板上的BSU子板CPU、FPGA和Flash共同构成DSRC协议子模块的硬件载体，FPGA完成射频板控制、空口帧编解码等功能;BSU子板上的BSU子板CPU、FPGA和以太网接口共同构成车道通信子模块的硬件载体;BSU子板上的BSU子板CPU和NVRAM共同构成系统配置子模块的硬件载体，NVRAM存储BSU的密钥对和身份信息。
[0026]安全控制模块SCU，用来控制实现RSU业务流程，根据应用需求组装与OBU交互空口指令和与车道计算机交互报文，集成安全模块完成应用业务的安全运算和认证，完成SCU和阅读器的身份认证和鉴别，是阅读器的业务和安全控制中心，而阅读器的CHJ系统作为通信和协议中心。SCU硬件实体上为独立单板或模块形式，通过插针或USB接口等连接方式与阅读器主板相连，接口形式为高速并口或SPI或USB形式。
[0027]业务控制子模块，实现业务流程和协议参数控制，负责与CPU系统通信模块和协议模块交互。该模块的实现体现了不用应用场景业务流程的差异；
[0028]业务安全子模块，用来实现业务安全密钥系统，完成业务流程中与车载标签的认证鉴别、相关业务信息的加密和解密；
[0029]系统安全子模块，用来实现阅读器系统的安全密钥体系，存储SCU和阅读器的身份证书和授权信息，完成对阅读器的身份鉴别和授权；
[0030]阅读器基础支持模块BSU，用来实现DSRC短程通信协议、射频控制和与车道计算机的通信协议，作为通信和协议中心，用来实现SCU的指令协议封装、通信数据封装，通过与S⑶及车道技术交互完成业务流程。
[0031]DSRC协议子模块，实现通用DSRC协议，包括应用层、LLC层、MAC层三层指令封装、解析、指令下发和响应上报;同时控制射频单元，完成射频参数配置和射频开关控制；
[0032]车道通信子模块，用来进行与车道计算机或采集系统串口、网口等不同通信方式的支持，完成数据通信成帧封装和解析，完成指令适配；
[0033]系统配置子模块，存储阅读器的身份信息、密钥信息、系统的配置信息，完成与SCU的身份认证；
[0034]S⑶和BSU共同构成阅读器系统的两个中心，S⑶负责控制业务和安全，它体现应用场景差异的部分，通过升级SCU版本来完成对不同应用场景的支持;BSU负责协议和通信控制，提供通用的协议层和通信层支持，对不同应用场景都起到支撑作用。两个中心相互配合来完成业务流程。SCU—般由交通部或授权的营运单位提供，根据不同应用场景提供不同的SCU版本，如果版本升级也需由相关营运单位监管操作，这样也将不同场景的管理规范化；BSU由传统阅读器设制造商提供，由制造商将授权发行的SCU组装进阅读器，再提供阅读器整机供不同市场使用。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种便于应用扩展的ETC阅读器，其特征在于:包括阅读器主板和其上连接的安全控制模块、基础支持模块和射频子模块， 所述基础支持模块包括BSU子板CPU和与其连接的FPGA，所述FPGA通过射频板接口连接射频子模块，FPGA还连接有以太网接口； 所述安全控制模块包括SCU子板CPU和与其连接的EPLD和安全芯片，所述EPLD通过SPI连接FPGA。2.根据权利要求1所述的便于应用扩展的ETC阅读器，其特征在于:所述BSU子板CPU上还连接有 FLASH、DDR 和 NVRAM，SCU 子板 CPU 上还连接有 FLASH、SDRAM、NVRAM。3.根据权利要求1所述的便于应用扩展的ETC阅读器，其特征在于:所述安全控制模块通过插针或USB接口与阅读器主板相连。
【文档编号】G07B15/06GK205540969SQ201620101901
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】陈冬, 杨益起
【申请人】天津中兴智联科技有限公司