专利名称：一种便捷的etc电子标签的社会化发行方法
技术领域：
本发明涉及智能交通系统(ITS)中的电子不停车收费技术，更具体地说，涉及电 子不停车收费系统中车载电子标签大批量社会化发行的方法。
背景技术：
随着智能交通系统(Intelligent Transport Systems, ITS)研究的进展，电 子不停车收费系统正在迅速兴起，形成了一个规模庞大的市场和产业。电子不停车收费 (Electronic Toll Collection, ETC)系统，是一个集中了无线通信、计算机网络及信息处 理、自动控制等多项高新技术在公路自动收费系统中的综合应用。车辆通过ETC收费站时， 车载的电子标签自动和安装于车道上方龙门架的路侧设备进行通信，根据通信结果完成计 费操作，并控制车道栏杆动作。整个过程在很短的时间内自动完成，车辆无需停车即可完成 收费交易。ETC系统前端设备主要包括电子标签(0BU，0n Board Unit)、路侧单元(RSU，Road Side Unit)和车道控制系统。当车辆进入ETC车道时，路侧单元的天线与安装在汽车挡风 玻璃的电子标签进行通信，与路侧单元相连接的车道控制系统根据车辆类型和过站信息完 成收费核算，并将结果通过路侧设备天线发送给车载电子标签，同时根据通信结果控制车 道栏杆动作和计费显示屏信息。交易后的账单数据将传送到后台数据库系统中。ETC系统需要一个后端运营服务系统，运营服务系统的一项重要任务是发行电子 标签。电子标签发行是电子标签正式使用前的文件系统建立、密钥替换、信息写入和激活操 作，具体操作流程在后文描述。安装了发行后的电子标签的车辆在通过ETC车道的时候能 够被RSU正确识别并完成交易，如果是非法安装的或者没有激活的电子标签，运营系统能 够正确识别并做出相应的处理。现有的电子标签发行一般流程是车主需要将车辆开到运营服务网点，并登记个 人信息；由服务网点的专业人员将车主个人信息和车辆信息录入ETC发行系统；再进行以 下两步发行操作一次发行(初始化)是在电子标签内建立文件系统，装载运营商密钥；二次发行(个人化)是将用户和车辆信息等个性化信息写入电子标签；发行完毕后，专业人员将发行记录录入运营商后台数据库系统；然后将电子标签 安装到车辆上，激活电子标签，启动防拆装置，完成发行流程。电子标签激活后，发行完成，可以在ETC车道和路侧设备进行正常交易，收费交易 的安全性是通过电子标签内部的安全访问模块ESAM(EmbeddecKecurity Access Module, 简称安全模块)保证的，安全模块中保存有运营商发行时写入的密钥系统和电子标签的拆 卸信息等内容，交易时首先进行认证，如果密钥认证成功，且电子标签的工作状态为激活状 态，则可以进行收费交易。现有的电子标签的工作状态是由安全模块的拆卸信息表示的；工作状态只有两 种激活和已拆卸状态，其中，发行时由运营商通过安全认证方式将拆卸信息改为激活状态，具体而言，是客服人员用专用设备，如初始化编程器通过专用短程通信DSRC (Dedicated Short Range Communication)方式完成密钥认证后，将安全模块的拆卸信息改变为激活状 态；激活后的电子标签如果被用户非法拆卸，则防拆装置复位，触发电路反馈信号给微处理 器，微处理器将安全模块中的拆卸信息变为已拆卸状态，电子标签失效，无法正常交易。除了防拆装置复位触发拆卸信息变为已拆卸状态的操作之外，其他对安全模块的 拆卸信息的读写操作都需要通过加密认证后才能进行。上述发行方式必须在运营商的营业网点进行，受网点场地、人员和服务时间的限 制，无法同时进行大批量的电子标签发行任务，而且占用了车主的时间，营业网点的工作量 也比较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种便捷的ETC电子标签的社会化发行 方法，该方法可以由用户自助激活电子标签，减少了营业网点的工作量，降低发行成本，便 于电子标签的大规模社会化发行。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤1 进行一次发行通过软件指令，在电子标签内建立文件系统，装载运营商 密钥；步骤2 进行二次发行通过软件指令将用户信息和车辆信息写入电子标签；步骤3 预激活通过软件指令，对电子标签进行预激活操作，将电子标签的工作 状态设置为预激活状态；步骤4 安装将电子标签安装在车辆上；步骤5 激活把电子标签的硬件激活装置置位，触发电子标签的微处理器执行激 活操作，从而将电子标签工作状态设置为激活状态；激活后的电子标签可以正常进行电子 不停车收费交易。 所述电子标签的工作状态有已拆卸状态、预激活状态和激活状态三种。该方法的第一种具体实现方式为所述电子标签的工作状态由电子标签的安全模块内的拆卸信息的值唯一表示，该 拆卸信息存储在安全模块内特定存储区中，拆卸信息至少有三种不同取值，分别表示电子 标签的工作状态为已拆卸、预激活和激活，拆卸信息的值可以由外部软件指令通过微处理 器进行设置；所述步骤3中对电子标签进行预激活操作是指由运营商通过加密的软件指令 将电子标签的安全模块内的拆卸信息的值设置成表示预激活的值；所述步骤5中微处理器执行激活操作是指微处理器将电子标签的安全模块内 的拆卸信息的值设置成表示激活的值。该方法的第二种具体实现方式为所述电子标签的工作状态由安全模块内的拆卸信息和内部存储器内的激活信息 共同决定；拆卸信息存储在安全模块的特定存储区中，拆卸信息至少有两种取值，分别表示已拆卸和未拆卸；激活信息存储在内部存储器的特定存储区中，激活信息至少有两种取值， 分别表示预激活和激活；电子标签的工作状态由如下规则决定当拆卸信息的值表示已拆卸时，无论激活信息的取值为何种数值，电子标签的工 作状态都处于已拆卸状态；当拆卸信息的值表示未拆卸时，且激活信息的值表示预激活时，则电子标签为预 激活状态；当拆卸信息的值表示未拆卸时，且激活信息的值表示激活时，则电子标签为激活 状态；拆卸信息和激活信息的值可以由外部软件指令通过微处理器进行设置，其中拆卸 信息的设置需要通过加密认证；所述步骤3中对电子标签进行预激活操作是指由运营商通过软件加密指令将 安全模块内的拆卸信息的值设置成表示未拆卸的值，同时将电子标签的内部存储器内的激 活信息的值设置成表示预激活的值；所述步骤5中微处理器执行激活操作是指微处理器检查安全模块的拆卸信息 的值和内部存储器内的激活信息的值，如果电子标签的安全模块的拆卸信息的值已经被设置成表示未拆卸的值，并且电 子标签的内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示预激活的值，则微处理器将电子 标签的内部存储器内的激活信息的值设置成表示激活的值；此时电子标签当前的工作状态 是激活状态，如果电子标签的安全模块的拆卸信息的值没有被设置成表示未拆卸的值，或者电 子标签的内部存储器内的激活信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不改变 电子标签的内部存储器内的激活信息的值。所述步骤5中电子标签激活后，硬件防拆装置启动；如果电子标签被非法拆卸， 则硬件防拆装置复位，触发微处理器执行防拆复位操作，将电子标签的安全模块内的拆卸 信息的值设置成表示已拆卸的值，从而将电子标签的工作状态设置成已拆卸状态，已拆卸 状态的电子标签不能进行电子不停车收费交易。所述步骤4中电子标签是由用户安装在车辆上。所述电子标签的第一种具体结构为该电子标签由壳体和封装在壳体中的微处理 器以及定制的安全模块构成，壳体上安装有防拆装置，防拆装置通过触发电路与微处理器 相连，防拆装置具有复位功能，定制的安全模块特定的存储区中有用于表示电子标签工作 状态的拆卸信息，且该拆卸信息的值可以由微处理器进行设置，当防拆装置复位时，会通过触发电路触发微处理器，微处理器按照程序的设定，先 检查电子标签当前的工作状态如果安全模块内的拆卸信息的值已经被设置成表示激活的值；则微处理器将安 全模块中拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即将电子标签的工作状态设置成已拆卸状 态；如果安全模块内的拆卸信息的值没有被设置成表示激活的值；则微处理器不将安 全模块中拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，不改变电子标签的当前工作状态；
电子标签的壳体上还安装有激活装置，激活装置通过触发电路与微处理器相连， 激活装置具有置位功能；当激活装置置位时，通过触发电路触发微处理器执行激活操作，微 处理器先检查电子标签的当前工作状态如果安全模块内的拆卸信息的值已经被设置成表示预激活的值，则微处理器将安 全模块中拆卸信息的值设置成表示激活的值，即将电子标签的当前工作状态设置成激活状 态；如果安全模块内的拆卸信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不将 安全模块中拆卸信息的值设置成表示激活的值，即不改变电子标签的当前工作状态。所述电子标签的第二种具体结构为该电子标签由壳体和封装在壳体中的微处理 器、内部存储器以及安全模块构成，壳体上安装有防拆装置，防拆装置通过触发电路与微处 理器相连，防拆装置具有复位功能；安全模块的特定存储区中有用于表示电子标签拆卸状态的拆卸信息，电子标签内 部存储器中有用于表示电子标签激活状态的激活信息，电子标签的工作状态由拆卸信息和 激活信息的值共同决定，拆卸信息和激活信息的值都可以通过微处理器进行设置，其中拆 卸信息的值要通过加密的软件指令进行设置；当防拆装置复位时，通过触发电路触发微处理器，微处理器先检查电子标签的当 前工作状态，如果电子标签内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示激活的值，则 微处理器将拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即将电子标签的工作状态设置为已拆卸 状态；如果电子标签内部存储器内的激活信息没有被设置成表示激活的值，则微处理器 不将拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即不改变电子标签的当前工作状态；电子标签的壳体上还安装有激活装置，激活装置通过触发电路与微处理器相连， 激活装置具有置位功能；当激活装置置位时，通过触发电路触发微处理器执行激活操作；微处理器先检查电子标签当前的工作状态，如果安全模块的拆卸信息的值已经被 设置成表示未拆卸的值，并且电子标签的内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示 预激活的值，则微处理器将电子标签的内部存储器内的激活信息的值设置成表示激活的 值，即将电子标签的工作状态设置成激活状态；如果安全模块的拆卸信息的值没有被设置成表示未拆卸的值或者电子标签的内 部存储器内的激活信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不将电子标签的内 部存储器内的激活信息的值设置成表示激活的值；即不改变电子标签的当前工作状态。与现有技术相比，本发明的创新之处在于一、本发明在电子标签的壳体上安装了激活装置(硬件激活装置)，而以往的电子 标签的壳体上只安装了防拆装置(硬件防卸装置)。二、本发明的电子标签的工作状态有已拆卸状态、预激活状态和激活状态三种；三、本发明的电子标签可以采用定制的安全模块，通过改变安全模块中拆卸信息 的值来表示电子标签的工作状态。四、本发明的电子标签也可以采用传统的安全模块，由于传统的安全模块中的拆 卸信息被设置为激活状态的操作必须由运营商通过加密的方式进行，没有认证密钥的个人 用户无法自行改变安全模块的拆卸信息的值，所以，对于传统的安全模块，本发明提出的技术解决方案是在电子标签内部存储器中设置一定的空间表示电子标签的激活信息，激活信 息与安全模块中的拆卸信息共同表示电子标签的工作状态；五、本发明的电子标签工作状态转移过程是二次发行前，电子标签的状态不做强制要求；二次发行后，电子标签变为预激活状态，预激活状态的设置根据电子标签内安全 模块的不同形式而不同如果是定制的安全模块，则由运营商将安全模块中的用于表示电子标签状态的信 息设置为预激活状态；如果是传统的安全模块，则将传统的安全模块的拆卸信息设置为激活状态，将内 部存储器中的激活信息设置为预激活状态。预激活状态的电子标签可以面交或者邮寄的方式交给用户，用户将电子标签安装 到车辆上之后，通过硬件激活装置自行激活，使电子标签变为激活状态。本发明中，电子标 签的激活操作通过硬件激活装置实现的，用户可以自行操作使硬件激活装置置位，由激活 装置(经触发电路)自动触发微处理器，微处理器首先检查电子标签当前的工作状态，如果 为预激活状态，则将电子标签设置为激活状态。硬件激活方式不受场地和设备的限制。作 为一种运营商的备份方案，也可以通过软件指令将电子标签变为激活状态，软件指令只能 由专业人员通过专业设备经安全认证输入。处于激活状态的电子标签可以正常进行ETC交易。激活后，电子标签的防拆装置启动，如果被非法拆卸，硬件防拆装置(经触发电 路)触发微处理器，微处理器将安全模块中的拆卸信息变为已拆卸状态，电子标签变成已 拆卸状态后，用户个人无法将其还原为激活状态，只能到ETC运营商处重新激活后才能使用。现有技术的电子标签在发行前后阶段的操作和工作状态变化如表格1所示，表格 1
操作方式发行前后阶段电子标签的工作状态软件加密设置发行激活后激活状态非法拆卸非法拆卸后已拆卸状态本发明的电子标签在发行前后各阶段的操作和工作状态变化如表格2所示，表格 2
操作方式发行前后阶段电子标签的工作状态软件加密设置预激活后预激活状态硬件触发或者软件加密激活激活后激活状态非法拆卸非法拆卸后 已拆卸状态 其中发行前电子标签的状态不做强制要求，由运营商或者厂商自行定义。
权利要求
1.一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是该方法包括以下步骤 步骤1 进行一次发行通过软件指令，在电子标签内建立文件系统，装载运营商密钥； 步骤2 进行二次发行通过软件指令将用户信息和车辆信息写入电子标签；步骤3 预激活通过软件指令，对电子标签进行预激活操作，将电子标签的工作状态 设置为预激活状态；步骤4 安装将电子标签安装在车辆上；步骤5 激活把电子标签的硬件激活装置置位，触发电子标签的微处理器执行激活操 作，从而将电子标签工作状态设置为激活状态；激活后的电子标签可以正常进行电子不停 车收费交易。
2.如权利要求1所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是 所述电子标签的工作状态有已拆卸状态、预激活状态和激活状态三种。
3.如权利要求1所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是该方 法的第一种具体实现方式为所述电子标签的工作状态由电子标签的安全模块内的拆卸信息的值唯一表示，该拆卸 信息存储在安全模块内特定存储区中，拆卸信息至少有三种不同取值，分别表示电子标签 的工作状态为已拆卸、预激活和激活，拆卸信息的值可以由外部软件指令通过微处理器进 行设置；所述步骤3中对电子标签进行预激活操作是指由运营商通过加密的软件指令将电 子标签的安全模块内的拆卸信息的值设置成表示预激活的值；所述步骤5中微处理器执行激活操作是指微处理器将电子标签的安全模块内的拆 卸信息的值设置成表示激活的值。
4.如权利要求1所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是该方 法的第二种具体实现方式为所述电子标签的工作状态由安全模块内的拆卸信息和内部存储器内的激活信息共同 决定，拆卸信息存储在安全模块的特定存储区中，拆卸信息至少有两种取值，分别表示已拆 卸和未拆卸；激活信息存储在内部存储器的特定存储区中，激活信息至少有两种取值，分别 表示预激活和激活；电子标签的工作状态由如下规则决定当拆卸信息的值表示已拆卸时，无论激活信息的取值为何种数值，电子标签的工作状 态都处于已拆卸状态；当拆卸信息的值表示未拆卸时，且激活信息的值表示预激活时，则电子标签为预激活 状态；当拆卸信息的值表示未拆卸时，且激活信息的值表示激活时，则电子标签为激活状态；拆卸信息和激活信息的值可以由外部软件指令通过微处理器进行设置，其中拆卸信息 的设置需要通过加密认证；所述步骤3中对电子标签进行预激活操作是指由运营商通过软件加密指令将安全 模块内的拆卸信息的值设置成表示未拆卸的值，同时将电子标签的内部存储器内的激活信息的值设置成表示预激活的值；所述步骤5中微处理器执行激活操作是指微处理器检查安全模块的拆卸信息的值 和内部存储器内的激活信息的值，如果电子标签的安全模块的拆卸信息的值已经被设置成表示未拆卸的值，并且电子标 签的内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示预激活的值，则微处理器将电子标签 的内部存储器内的激活信息的值设置成表示激活的值；此时电子标签当前的工作状态是激 活状态，如果电子标签的安全模块的拆卸信息的值没有被设置成表示未拆卸的值，或者电子标 签的内部存储器内的激活信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不改变电子 标签的内部存储器内的激活信息的值。
5.如权利要求1所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是所述 步骤5中电子标签激活后，硬件防拆装置启动；如果电子标签被非法拆卸，则硬件防拆装 置复位，触发微处理器执行防拆复位操作，将电子标签的安全模块内的拆卸信息的值设置 成表示已拆卸的值，从而将电子标签的工作状态设置成已拆卸状态，已拆卸状态的电子标 签不能进行电子不停车收费交易。
6.如权利要求1所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是所述 步骤4中电子标签是由用户安装在车辆上。
7.如权利要求3所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是所述 电子标签的具体结构为该电子标签由壳体和封装在壳体中的微处理器以及定制的安全模 块构成，壳体上安装有防拆装置，防拆装置通过触发电路与微处理器相连，防拆装置具有复 位功能，定制的安全模块特定的存储区中有用于表示电子标签工作状态的拆卸信息，且该 拆卸信息的值可以由微处理器进行设置，当防拆装置复位时，会通过触发电路触发微处理器，微处理器按照程序的设定，先检查 电子标签当前的工作状态如果安全模块内的拆卸信息的值已经被设置成表示激活的值；则微处理器将安全模块 中拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即将电子标签的工作状态设置成已拆卸状态；如果安全模块内的拆卸信息的值没有被设置成表示激活的值；则微处理器不将安全模 块中拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，不改变电子标签的当前工作状态；电子标签的壳体上还安装有激活装置，激活装置通过触发电路与微处理器相连，激活 装置具有置位功能；当激活装置置位时，通过触发电路触发微处理器执行激活操作，微处理 器先检查电子标签的当前工作状态如果安全模块内的拆卸信息的值已经被设置成表示预激活的值，则微处理器将安全模 块中拆卸信息的值设置成表示激活的值，即将电子标签的当前工作状态设置成激活状态；如果安全模块内的拆卸信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不将安全 模块中拆卸信息的值设置成表示激活的值，即不改变电子标签的当前工作状态。
8.如权利要求4所述的一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，其特征是所述 电子标签的具体结构为该电子标签由壳体和封装在壳体中的微处理器、内部存储器以及 安全模块构成，壳体上安装有防拆装置，防拆装置通过触发电路与微处理器相连，防拆装置 具有复位功能；安全模块的特定存储区中有用于表示电子标签拆卸状态的拆卸信息，电子标签内部存 储器中有用于表示电子标签激活状态的激活信息，电子标签的工作状态由拆卸信息和激活 信息的值共同决定，拆卸信息和激活信息的值都可以通过微处理器进行设置，其中拆卸信 息的值要通过加密的软件指令进行设置；当防拆装置复位时，通过触发电路触发微处理器，微处理器先检查电子标签的当前工 作状态，如果电子标签内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示激活的值，则微处 理器将拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即将电子标签的工作状态设置为已拆卸状 态；如果电子标签内部存储器内的激活信息没有被设置成表示激活的值，则微处理器不将 拆卸信息的值设置成表示已拆卸的值，即不改变电子标签的当前工作状态；电子标签的壳体上还安装有激活装置，激活装置通过触发电路与微处理器相连，激活 装置具有置位功能；当激活装置置位时，通过触发电路触发微处理器执行激活操作；微处理器先检查电子标签当前的工作状态，如果安全模块的拆卸信息的值已经被设置 成表示未拆卸的值，并且电子标签的内部存储器内的激活信息的值已经被设置成表示预激 活的值，则微处理器将电子标签的内部存储器内的激活信息的值设置成表示激活的值，即 将电子标签的工作状态设置成激活状态；如果安全模块的拆卸信息的值没有被设置成表示未拆卸的值或者电子标签的内部存 储器内的激活信息的值没有被设置成表示预激活的值，则微处理器不将电子标签的内部存 储器内的激活信息的值设置成表示激活的值；即不改变电子标签的当前工作状态。
全文摘要
一种便捷的ETC电子标签的社会化发行方法，包括步骤1一次发行在电子标签内建立文件系统，装载运营商密钥；步骤2二次发行将用户信息和车辆信息写入电子标签；步骤3预激活将电子标签设置为预激活状态；步骤4安装将电子标签安装在车辆上；步骤5激活通过硬件激活装置，将电子标签设置为激活状态。本方法的主要优势在于用户可以自助安装并激活电子标签，而无需在特定服务网点安装，便于电子标签的大规模社会化发行。
文档编号G06K19/07GK102081806SQ201110041068
公开日2011年6月1日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者张北海, 李全发, 王梅, 薛金银, 高军安, 高鹏 申请人:北京快通高速路电子收费系统有限公司