专利名称：一种车载设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子公路收费系统中的车载设备。
背景技术：
高速公路的电子公路收费系统(ERP)采用专用的通信技术实现外部服务设备与车载单元(On Board Unit, 0BU,本文称车载设备)之间的双向通信,通过无线通信方式进行数据交互，实现安全认证和消费扣款，从而能够达到不停车收费的目的。其中，外部服务设备可以是路侧单元(Roadside Unit，RSU，本文称路侧设备)，也可以是全球定位设备或第三代数据通信设备。例如，在外部服务设备为RSU吋，ERP采用专用短程通信(DedicatedShortRangeCommunication, DSRC)技术实现OBU和RSU之间的双向通信。 现有的OBU只有ー个包含中央处理器(CPU)的处理系统，所有功能都由该处理系统完成，在处理系统完成安全认证和消费扣款的同时，处理系统还负责与其他外部设备进行通信，降低了系统安全性，也使得系统的运行效率较低。
实用新型内容本实用新型提供ー种车载设备，用以提高车载设备运行效率及安全性。本实用新型提供的具体技术方案如下ー种车载设备，包括主处理器和辅处理器，所述辅处理器包括相互连接的主控芯片和智能卡操作模块，且所述主控芯片与所述主处理器相连接；所述主处理器，用干与外部服务设备和所述主控芯片进行通信，将接收到的外部服务设备发送的操作指令发送给所述主控芯片，并接收所述主控芯片返回的操作结果；所述智能卡操作模块，用于根据所述主控芯片接收到的主处理器发送的对智能卡进行操作的指令，对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给所述主控芯片。进ー步的，所述智能卡操作模块具体包括安全子模块和读写子模块，所述安全子模块和读写子模块分别连接所述主控芯片；所述安全子模块，用于存储智能卡安全认证信息，并在所述主控芯片接收到主处理器发送的对智能卡进行操作的指令时，对智能卡进行认证；所述读写子模块，用于在所述安全子模块对所述智能卡认证通过后，根据所述对智能卡进行操作的指令对所述智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给所述主控芯片。进ー步的，所述安全子模块还用于存储外部服务设备的安全认证信息，在所述主处理器与所述外部服务设备进行通信时，所述主控芯片接收所述主处理器发送的认证指示信息，所述安全子模块根据所述认证指示信息以及存储的外部服务设备的安全认证信息，对所述外部服务设备进行认证，并将认证结果信息通过主控芯片发送至所述主处理器。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的发行模块；所述发行模块用于连接第一外部设备，并获取所述第一外部设备写入的所述智能卡的安全认证信息和/或所述外部服务设备的安全认证信息，并发送给所述主控芯片；所述主控芯片还用于将所述智能卡的安全认证信息和/或所述外部服务设备的安全认证信息保存至所述智能卡操作模块的安全子模块。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的时钟模块；所述时钟模块用于获取准确时间并提供给所述主控芯片；所述主控芯片还用于将所述准确时间提供给所述智能卡操作模块的读写子模块和所述主处理器。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的专用短距离通信唤醒模块；所述专用短距离通信唤醒模块用于根据所述主控芯片从所述主处理器接收的专用短距离通信唤醒指示消息，发送专用短距离通信唤醒信号给所述主处理器中的专用短距离通信模块。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的点火启动及唤醒模块； 所述点火启动及唤醒模块用于在接收到点火检测设备发送的点火消息时，或者达到预定时刻时，生成唤醒或启动信号并发送给所述主控芯片；所述主控芯片将所述唤醒或启动信号发送给所述主处理器，以启动或唤醒所述主处理器。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的状态监测模块；所述状态监测模块用于监测车载设备的拆卸状态，并将所述车载设备的拆卸状态信息发送给所述主控芯片；所述主控芯片还用于将所述拆卸状态信息发送给所述主处理器进行显示。进ー步的，所述辅处理器还包括分别与所述主控芯片相连接的电池模块和电源监控及管理模块，且所述电源监控及管理模块与所述电池模块相连接； 所述电池模块用于向所述主控芯片供电；所述电源监控及管理模块用于监测所述电池模块的电量状态，在所述电池模块的电量低于设定阈值时，生成携带电量信息的电池使用状态消息，并发送给所述主控芯片；所述主控芯片还用于将所述电池使用状态消息发送给所述主处理器进行显示。进ー步的，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的外部设备接ロ模块；所述外部设备接ロ模块用于连接第二外部设备，以用于所述第二外部设备与所述主控芯片进行信息交互。基于上述技术方案，通过在车载设备中增设包括相互连接的主控芯片和智能卡操作模块的辅处理器，且主控芯片与主处理器相连接，主处理器将接收到的外部服务设备发送的操作指令发送给主控芯片，并接收主控芯片返回的操作结果，智能卡操作模块根据主控芯片接收到的主处理器发送的对智能卡进行操作的指令，对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给主控芯片，从而由辅处理器完成对智能卡的操作，避免了主处理器与外部服务设备进行通信的同时对智能卡进行操作，提高了系统的安全性及运行效率。
图I为本实施例中车载设备的装置结构示意图；图2为本实施例中车载设备的另一装置结构示意图。
具体实施方式
为了提高车载设备运行效率及安全性，本实用新型提供了ー种车载设备，包括相互连接的主处理器和辅处理器。
以下结合附图对本实用新型所提供的实施例进行详细说明。如附图I所示，本实施例提供的车载设备包括主处理器101和辅处理器102，辅处理器102包括相互连接的主控芯片103和智能卡操作模块104，主控芯片103与主处理器101相连接，其中，主处理器101用干与外部服务设备和主控芯片103进行通信，将接收到的外部服务设备发送的操作指令发送给主控芯片103，并接收主控芯片103返回的操作结果；智能卡操作模块104用于根据主控芯片103接收到的主处理器101发送的对智能卡进行操作的指令，对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给主控芯片103。其中，本实施例中所述的智能卡例如是用户使用的带有电子钱包和/或电子存折 并用于电子公路收费的智能卡，该智能卡可以具有接触接ロ，也可以具有非接触接ロ，或者同时具有接触接口和非接触接ロ。具体地，智能卡操作模块104包括安全子模块105和读写子模块106，安全子模块105和读写子模块106分别连接主控芯片103，其中，安全子模块105用于存储智能卡安全认证信息，并在主控芯片103接收到主处理器101发送的对智能卡进行操作的指令时，对智能卡进行认证；读写子模块106用于在安全子模块105对智能卡认证通过后，根据对智能卡进行操作的指令对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给主控芯片103。较佳地，主控芯片103通过通用串行总线(USB)、RS232接ロ或输入输出接ロ(I/0)与主处理器101相连接；安全子模块105通过IS07816标准通信接ロ与主控芯片103相连接；读写子模块106通过IS07816标准通信接ロ或SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接ロ))标准通信接ロ与主控芯片103相连接。其中，通过IS07816标准通信接ロ与主控芯片相连的读写子模块，用干与接触式智能卡进行通信；通过SPI接ロ与主控芯片相连的读写子模块，用干与非接触式智能卡进行通信。例如，主控芯片在接收到主处理器发送的对智能卡进行扣款的扣款指令吋，主控芯片通过IS07816标准通信接ロ与安全子模块进行通信，安全子模块根据本地存储的认证信息对智能卡进行认证，并在确定认证通过后，读写模块将扣款指令发送给认证通过的智能卡，按照扣款指令中携帯的扣款金额进行扣款，并将扣款结果返回给主控芯片，再由主控芯片将扣款结果发送给主处理器。下面举例介绍ー种对智能卡进行扣款的流程在需要对智能卡进行扣款吋，主控芯片首先通过读写子模块从智能卡获取计算MAC (消息认证码)所必需的数据，然后将上述数据发送给安全子模块，安全子模块进行MAC运算，然后将MAC发送给主控芯片，主控芯片通过读写子模块将MAC发送给智能卡进行认证；如果认证通过，智能卡将认证通过的信息通过读写子模块返回给主控芯片，主控芯片再次通过读写子模块获取进行扣款加密所必需的数据，然后将上述数据发送给安全子模块，安全子模块进行扣款加密运算得到加密密文，然后将加密密文、扣款金额及必需的数据通过主控芯片、读写子模块发送给智能卡进行扣款认证，如果扣款认证通过，智能卡将完成扣款并将扣款结果通过读写子模块返回给主控芯片，最后由主控芯片将扣款结果信息返回给主处理器。其中，读写子模块与接触式智能卡通过IS07816接ロ进行通信，读写子模块与非接触式智能卡通过IS014443接ロ进行通信。[0038]主处理器支持多任务并行操作，在其将扣款指令发送给辅处理器的主控芯片后，即可在等待主控芯片返回扣款结果同时，执行新的任务，提高车载设备的运行效率。其中，安全子模块I05还用于存储外部服务设备的安全认证信息，在主处理器101与外部服务设备进行通信吋，主控芯片103接收主处理器101发送的认证指示信息，安全子模块105根据认证指示信息以及存储的外部服务设备的安全认证信息，对外部服务设备进行认证，并将认证结果信息通过主控芯片发送至主处理器101 ;主处理器101接收认证结果信息，并确定认证通过时，向主控芯片发送对智能卡进行操作的指令。实际应用中，安全子模块中还可以存储有车载设备的安全认证信息，外部服务设备对车载设备进行认证时，主处理器通过辅处理器的主控芯片从安全子模块获取车载设备的安全认证信息，并将该车载设备的安全认证信息发送给外部服务设备，外部服务设备再根据获取的安全认证信息对车载设备进行认证，并在认证通过后进行后续处理。较佳地，如附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的发行模块107，该发行模块107用于连接第一外部设备，并获取第一外部设备写入的智能卡的安全认证信息和/或外部服务设备的安全认证信息，并发送给主控芯片103，再由主控芯片103将 智能卡的安全认证信息和/或外部服务设备的安全认证信息存至智能卡操作模块104的安全子模块105。具体地，发行模块107可以通过RS232接ロ或USB接ロ与主控芯片103相连接。其中，发行模块107还可以获取第一外部设备写入安全子模块的初始化信息，并发送给主控芯片103，再由主控芯片103将该初始化信息发送给安全子模块105，安全子模块105根据该初始化信息进行初始化。安全子模块105中的安全认证信息，可以预先配置在安全子模块105,也可由外部设备(第一外部设备)通过发行模块107写入安全子模块105中。并且，可以预先配置安全子模块105的初始化，也可以安全子模块105根据发行模块107获取的初始化信息进行初始化。安全认证信息例如可以为消费密钥、充值密钥、或数字签名证书等。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的时钟模块108，该时钟模块108用于获取准确时间并提供给主控芯片103 ;主控芯片103将获取的准确时间提供给智能卡操作模块104的读写子模块106和主处理器101 ;读写子模块106根据对智能卡进行操作的指令对智能卡进行相应操作时，记录主控芯片103当前提供的准确时间，主处理器101以主控芯片103提供的准确时间为參考时间进行相应操作。具体地，时 钟模块108可以通过I/O接ロ或I2C接ロ与主控芯片103相连接。时钟模块获取准确时间的方式有多种，例如时钟模块自身可以是高精度时钟，也可以是直接通过主处理器中的全球定位模块(GPS)或第三代无线数据通信模块(3G)获得准确时间。其中，时钟模块具体可以实时获取准确时间，并提供给主控芯片103，主控芯片103就可以实时提供准确时间给其他模块。实际应用中，主控芯片103可以通过主处理器101中的GPS模块或3G模块获取准确时间，并将获取的准确时间提供给读写子模块106，读写子模块在对智能卡进行相应操作时，记录主控芯片103当前提供的准确时间。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的专用短距离通信唤醒模块109。主处理器101在确定其包含的专用短距离通信模块处于休眠状态，且需要经由主处理器包含的专用短距离通信模块发送消息吋，向辅处理器102发送专用短距离通信唤醒指示消息；专用短距离通信唤醒模块109根据主控芯片103从主处理器101接收到的专用短距离通信唤醒指示消息，发送专用短距离通信唤醒信息给主处理器101中的专用短距离通信模块。具体地，专用短距离通信模块在预定时长没有通信需求时，进入休眠状态，以节省电池消耗；而在主处理器的控制芯片有通信需求吋，则生成专用短距离通信唤醒指示消息并发送给辅处理器的主控芯片，主控芯片指示专用短距离通信唤醒模块109发送专用短距离通信唤醒信号给主处理器中的专用短距离通信模块。其中，专用短距离通信唤醒模块109可以通过I/O接ロ与主控芯片103相连接。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的点火启动及唤醒模块110，该点火启动及唤醒模块110在接收到点火检测设备发送的点火消息时，或者达到预定时刻时，生成唤醒或启动信号并发送给主控芯片103 ;主控芯片103将唤醒或启动信号发送给主处理器101，以启动或唤醒主处理器101。具体地，点火启动及唤醒模块110可以通过I/O接ロ与主控芯片103相连接。主处理器在无需工作时进入关机状态或休眠状态，以节省电池消耗。点火启动及唤醒模块110可以是信号触发，也可以是定时触发，即其在检测到车辆点火消息时或者在设定的某时刻，生成唤醒或启动信号并发送给主控芯片103，主控芯片103将唤醒或启动信号发送给主处理器。若主控芯片判断主处理器为关机状态，则生成的启动信号将使主处理器的开关电路导通，从而启动主处理器，若主控芯片判断主处理器为休眠状态，则生成的唤醒信号将唤醒主处理器。实际应用中，主控芯片可以通过检测主处理器连接接ロ的电平高低判断主处理器的状态。其中，主处理器101有按键启动和点火启动两种方式，主控芯片103查询并确定主处理器101处于关机状态时，若检测到点火消息，则将启动标识存储为点火启动方式，并发送给主处理器101,否则,将启动标识存储为按键启动方式。若通过点火启动方式启动主处理器，则主控芯片可以检测到点火消息；若则主控芯片未检测到点火消息，则说明是通过按键启动方式启动主处理器。实际应用中，可以将启动方式存储在非易失性存储器中。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的状态监测模块111，状态监测模块111用于监测车载设备的拆卸状态，并将车载设备的拆卸状态信息发送给主控芯片103 ;主控芯片103将车载设备的拆卸状态信息发送给主处理器101进行显示。实际应用中，该状态监测模块111可以由连接车辆的开关元件实现。具体地，状态监测模块111可以通过I/O接ロ与主控芯片103相连接。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括分别与主控芯片103相连接的电池模块112和电源监控及管理模块113，且电源监控及管理模块113与电池模块112相连接，其中，电池模块112用于向主控芯片103供电；电源监控及管理模块113用于监测电池模块112的电量状态，在电池模块112的电量低于设定阈值时，生成携带电量信息的电池使用状态消息，并发送给主控芯片103，再由主控芯片103将电池使用状态消息发送给主处理器101进行显示。具体地，电池模块112可以通过I/O接ロ与主控芯片103相连接，电源监控及管理模块113可以通过ADC(模数转换)接ロ与主控芯片103相连接。较佳地，參见附图2所示，辅处理器102还包括与主控芯片103相连接的外部设备接ロ模块114，该外部设备接ロ模块114用于连接第二外部设备，以用于第二外部设备与主控芯片103进行信息交互。通过外部设备接ロ模块可以对车载设备的功能进行扩展。具体地，根据实际应用需要，外部设备接ロ模块可以通过RS232接ロ、USB接ロ、I/O接ロ或JTAG接ロ与主控芯片相连接。根据实际应用需求，电池模块112还分别连接安全子模块105、读写子模块106、发行模块107、外部设备接ロ模块114中的ー种或多种，用于为相连接的模块供电。实际应用中，电源监控及管理模块113还连接主处理器101中的电源模块，以监控主处理器的电源使用状态，并在主处理器的电量低于设定阈值时，生成携带电量信息的电源使用状态消息，并发送给主控芯片103，再由主控芯片103将主处理器101的电源使用状态消息发送给主处理器101。需要说明的是，本实施例中所述的连接各个模块或设备的接ロ，仅为举例说明，本领域技术人员可以使用现有的其它接ロ来代替。 基于上述技术方案，通过在车载设备中增设包括相互连接的主控芯片和智能卡操作模块的辅处理器，且主控芯片与主处理器相连接，主处理器将接收到的外部服务设备发送的操作指令发送给主控芯片，并接收主控芯片返回的操作结果，智能卡操作模块根据主控芯片接收到的主处理器发送的对智能卡进行操作的指令，对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给主控芯片，从而由辅处理器完成对智能卡的操作，避免了主处理器与外部服务设备进行通信的同时对智能卡进行读写操作，提高了系统的安全性及运行效率。并且由主处理器和辅处理器共同实现车载设备的功能，在辅处理器运行时，主处理器中无关的一些元器件可以处于休眠状态，从而降低耗电量，提高车载设备的待机时长及运行效率。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.ー种车载设备，其特征在于，包括主处理器和辅处理器，所述辅处理器包括相互连接的主控芯片和智能卡操作模块，且所述主控芯片与所述主处理器相连接； 所述主处理器，用干与外部服务设备和所述主控芯片进行通信，将接收到的外部服务设备发送的操作指令发送给所述主控芯片，并接收所述主控芯片返回的操作結果； 所述智能卡操作模块，用于根据所述主控芯片接收到的主处理器发送的对智能卡进行操作的指令，对智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给所述主控芯片。
2.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述智能卡操作模块具体包括安全子模块和读写子模块，所述安全子模块和读写子模块分别连接所述主控芯片； 所述安全子模块，用于存储智能卡安全认证信息，并在所述主控芯片接收到主处理器发送的对智能卡进行操作的指令时，对智能卡进行认证； 所述读写子模块，用于在所述安全子模块对所述智能卡认证通过后，根据所述对智能卡进行操作的指令对所述智能卡进行相应操作，并将操作结果返回给所述主控芯片。
3.如权利要求2所述的车载设备，其特征在干，所述安全子模块还用于存储外部服务设备的安全认证信息，在所述主处理器与所述外部服务设备进行通信时，所述主控芯片接收所述主处理器发送的认证指示信息，所述安全子模块根据所述认证指示信息以及存储的外部服务设备的安全认证信息，对所述外部服务设备进行认证，并将认证结果信息通过主控芯片发送至所述主处理器。
4.如权利要求2或3所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的发行模块； 所述发行模块用于连接第一外部设备，并获取所述第一外部设备写入的所述智能卡的安全认证信息和/或所述外部服务设备的安全认证信息，并发送给所述主控芯片； 所述主控芯片还用于将所述智能卡的安全认证信息和/或所述外部服务设备的安全认证信息保存至所述智能卡操作模块的安全子模块。
5.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的时钟模块； 所述时钟模块用于获取准确时间并提供给所述主控芯片； 所述主控芯片还用于将所述准确时间提供给所述智能卡操作模块的读写子模块和所述主处理器。
6.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的专用短距离通信唤醒模块； 所述专用短距离通信唤醒模块用于根据所述主控芯片从所述主处理器接收的专用短距离通信唤醒指示消息，发送专用短距离通信唤醒信号给所述主处理器中的专用短距离通信模块。
7.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的点火启动及唤醒模块； 所述点火启动及唤醒模块用于在接收到点火检测设备发送的点火消息时，或者达到预定时刻时，生成唤醒或启动信号并发送给所述主控芯片； 所述主控芯片将所述唤醒或启动信号发送给所述主处理器，以启动或唤醒所述主处理器。
8.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的状态监测模块； 所述状态监测模块用于监测车载设备的拆卸状态，并将所述车载设备的拆卸状态信息发送给所述主控芯片； 所述主控芯片还用于将所述拆卸状态信息发送给所述主处理器进行显示。
9.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括分别与所述主控芯片相连接的电池模块和电源监控及管理模块，且所述电源监控及管理模块与所述电池模块相连接； 所述电池模块用于向所述主控芯片供电； 所述电源监控及管理模块用于监测所述电池模块的电量状态，在所述电池模块的电量低于设定阈值时，生成携带电量信息的电池使用状态消息，并发送给所述主控芯片； 所述主控芯片还用于将所述电池使用状态消息发送给所述主处理器进行显示。
10.如权利要求I所述的车载设备，其特征在于，所述辅处理器还包括与所述主控芯片相连接的外部设备接ロ模块； 所述外部设备接ロ模块用于连接第二外部设备，以用于所述第二外部设备与所述主控芯片进行信息交互。
专利摘要本实用新型公开了一种车载设备，用以提高车载设备运行效率及安全性，以及提高车载设备的待机时间。该车载设备包括相互连接的主处理器和辅处理器，辅处理器包括相互连接的主控芯片和智能卡操作模块，且所述主控芯片与所述主处理器相连接。
文档编号H04L29/06GK202433968SQ201120559979
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者刘庆海 申请人:北京握奇数据系统有限公司