专利名称：一种obu交易处理装置及方法
技术领域：
本发明涉及ETC系统，尤其涉及一种OBU交易处理装置及方法。
技术背景
自由流系统是以有源RFID电子标签作为车辆信息的载体，结合数据通讯技术、 自动控制技术、计算机网络技术、信息发布技术等现代化科技的智能交通综合解决方案。 该系统可以用于城市拥堵治理，车辆自由行驶的无障碍收费系统，也称作多车道自由流 (Multi-Lane free flow，MLFF)。
自由流系统采用专用短程通信(Dedicated ShortRange Communication, DSRC) 技术，完成路侧单元(Roadside Unit，RSU)和车载单元(On Board Unit, 0BU)之间的双向 通信，通过无线方式进行安全认证和消费扣款，实现不停车收费，大大加快了车辆的通行速 度，减少了收费匝道口的拥堵状况，提高了公路的运力。
RSU通常安装在收费站匝道上方的龙门架上，依靠调整天线的俯仰角度来控制通 信覆盖区域的大小和远近，调整过程十分复杂。现有的电子不停车收费系统及其实现方法， 采用一个天线对应一个OBU交易处理器，每次OBU交易处理器只能与一个OBU进行交易，在 上一次交易完成后，才能与下一个OBU进行交易，交易速度慢，不能满足高车速，多辆机动 车同时通过的要求。发明内容
本发明提供一种OBU交易处理装置及方法，能够使得多个OBU交易处理器共用一 个天线，大大缩短了 ETC系统中多个OBU交易的时间。
一种OBU交易处理装置，包括
并行协调器，用于在共享的专用短程通信DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理 器依次选择接通DSRC信道；
至少一个OBU交易处理器，其中每一个OBU交易处理器用于在接通DSRC信道时， 将需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元。
一种OBU交易处理方法，包括
在共享的专用短程通信DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依次选择接通 DSRC信道；
每一个OBU交易处理器在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过DSRC信 道发送给车载单元。
本发明实施例提供的OBU交易处理装置，包含多个OBU交易处理器以及并行协调 器，其中，并行协调器能够根据当前各OBU交易处理器的工作状态，将工作状态为需要发送 交易指令的OBU依次选择一个接通DSRC通道，各OBU交易处理器在接通DSRC通道时，将需 要发送的指令通过DSRC通道发送给车载单元。采用本发明实施例的OBU交易处理装置，能 够使得多个OBU交易处理器并行进行交易处理，并在需要发送指令时，分时共享DSRC信道，使得多个OBU交易处理器共用一个天线，大大缩短了 ETC系统中多个OBU交易的时间。
图1为本发明实施例提供的OBU交易处理装置的结构图2为本发明实施例提供的OBU交易处理装置的详细结构图3为传统OBU交易时间示意图4为本发明实施例的OBU交易时间示意图5为本发明实施例提供的OBU交易处理方法的流程图。
具体实施方式
基于现有的RSU中的OBU交易处理器，一个OBU交易处理器对应一个天线，每次 OBU交易处理器只能与一个OBU进行交易，在上一次交易完成后，才能与下一个OBU进行交 易，交易速度慢，不能满足高车速，多辆机动车同时通过的要求。本发明实施例提供一种OBU 交易处理器，可以实现多个OBU交易处理器共用一个天线，即多个OBU同时进行交易处理， 并分时共享一个DSRC信道，能够缩短多个OBU的交易时间，能够大幅度提高RSU系统的交 易处理和应用性能。
如图1所示，为本发明实施例提供的OBU交易处理装置的结构图，具体包括
并行协调器11，用于在共享的DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依次选择 接通DSRC信道；
并行协调器在每次选择接通时，保证每次只有一个OBU交易处理器接通到DSRC信 道，当一个交易处理器的交易指令发送完毕后，再接通下一个OBU交易处理器；
其中，并行协调器可以根据多个OBU交易处理器当前的工作状态，将多个OBU交易 处理器中需要发送指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道；在选择接通时，可以考 虑OBU交易处理器当前的工作状态，只选择将工作状态为需要发送交易指令的OBU交易处 理器依次选择接通DSRC信道，对当前正在处理指令或者正在等待应答指令的OBU交易处理 器不考虑。
若当前只有一个OBU交易处理器需要发送指令，则将该OBU交易处理器接通DSRC 信道，若当前有多个OBU交易处理器需要发送交易指令，则依据设定的原则依次接通DSRC 信道，设定的原则可以是按照交易处理器等待发送指令的等待时间，或者是交易处理器的 工作时序，还可以是其他的原则，或者随机选取。并行协调器通过选择控制，以保证每次只 有一个OBU交易处理器接通到DSRC信道。
至少一个OBU交易处理器13，其中每一个OBU交易处理器用于在接通DSRC信道 时，将需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元，其中，多个OBU交易处理器共 享一个DSRC信道；
其中，每一个OBU交易处理器内部设置存储器，存储交易指令，或者所有OBU交易 处理器统一采用一个存储器，存储交易指令；
较佳地，上述装置还包括
指令库12，用于存储交易指令；
每一个OBU交易处理器13都和指令库相连，在接通DSRC信道时，从指令库中取出需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元；
采用指令库将所有OBU交易处理器的交易指令统一存储，能够节省资源。
其中，并行协调器11根据各OBU交易处理器当前的工作状态，选定一个OBU交易 处理器接通DSRC信道，并向该选定的OBU交易处理器发送允许发送命令，OBU交易处理器， 在接收到允许发送命令后，从指令库中取出需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车 载单元。
其中，OBU交易处理器的工作状态包括需要发送交易指令状态以及指令处理状 态。当OBU交易处理器需要向车载单元发送交易指令时，即需要发送交易指令状态。当发 送完毕后，即进入指令处理状态(指令处理状态包括等待应答指令和处理应答指令)，当接 收到车载单元的应答指令并进行处理完毕后，需要发送下一条指令即又进入需要发送交易 指令状态。
较佳地，每一个OBU交易处理器，还用于接收车载单元的应答指令，并当确定该应 答指令是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令时，处理所述应答指令。
较佳地，上述装置还包括
指令接收缓存器14，用于接收车载单元返回的应答指令。
采用指令接收缓存器14，能够统一接收车载单元返回的应答指令，节省资源。
较佳地，每一个OBU交易处理器13，还用于按照设定的规则从指令接收缓存器14 中读取所有应答指令，并当确定应答指令是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令 时，处理所述应答指令。
设定的规则可以是每一个OBU交易处理器在设定的时间同时读取，或者在设定 的时间依次读取，或者定时读取，或者实时读取，或者按照其他的规则读取。
其中，每一个OBU交易处理器都在设定的时间依次读取，直到所有OBU交易处理器 都读完，则指令接收缓存器删除所有OBU交易处理器已经读取过的应答指令，或者多个OBU 交易处理器同步读取指令接收缓存器中的应答指令，指令接收缓存器删除所有OBU交易处 理器已经读取过的应答指令。
较佳地，上述装置中还包括
矩阵开关15，其控制端连接并行协调器，多个输入端连接多个OBU交易处理器，用 于将并行协调器选择的OBU交易处理器接通DSRC信道。
较佳地，上述OBU交易处理器13，具体包括
OBU交易指令发送器，用于在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过DSRC 信道发送给车载单元；
其中，OBU交易指令发送器可以从指令库中取出需要发送的交易指令，并通过 DSRC信道发送给车载单元；
OBU交易指令接收器，用于接收车载单元的应答指令，并当确定所述应答指令是本 OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令时，处理该应答指令。
其中，若采用统一的指令接收缓存器14接收车载单元的应答指令时，则OBU交易 指令接收器从指令接收缓存器14中读取车载单元返回的应答指令，并当确定所述应答指 令是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令时，处理该应答指令。
较佳地，上述并行协调器11，具体包括
发送状态监察器，用于在共享的DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器中需要 发送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道，并将每次选择的OBU交易处理器 反馈给矩阵开关控制器以及发送处理控制器；
具体地，在共享的DSRC信道可用时，发送状态监察器检测各OBU交易处理器当前 的工作状态，并根据多个OBU交易处理器当前的工作状态，将多个OBU交易处理器中需要发 送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道。
矩阵开关控制器，用于根据发送状态监察器的反馈，控制矩阵开关将选择的OBU 交易处理器接通DSRC信道；
发送处理控制器，用于根据发送状态监察器的反馈，向选择的OBU交易处理器发 送允许发送命令；以及
OBU交易处理器在接收到允许发送命令后，从指令库中取出需要发送的交易指令， 通过DSRC信道发送给车载单元。
具体地，发送处理控制器向选择的OBU交易处理器的OBU交易指令接收器发送允 许发送命令，以及OBU交易指令接收器在接收到允许发送命令后，将需要发送的交易指令 通过DSRC信道发送给车载单元。
下面结合附图，以一个优选实施例详细说明本发明的每一个模块，图2为本发明 实施例提供的OBU交易处理装置的详细结构图，其中以一个OBU交易处理器的结构为例说 明，多个OBU交易处理器的结构相同。
指令库12，指令库是OBU交易处理器和车载单元之间通讯交易指令格式及内容的 集合，是固定不变的，通过FPGA软件实现。指令库中包含两大类通讯指令，分别是RSU发送 指令(即交易指令)和应答指令。应答指令是指车载单元应答交易指令的指令。所有指 令均能够被OBU交易处理器读取，并进行相应的操作。
OBU交易处理器13，OBU交易处理器负责OBU交易的所有指令的发送操作和接收处理。
OBU交易处理器包含OBU交易指令发送处理器和OBU交易指令接收处理器两部分。 OBU交易指令发送处理器在接收到发送处理控制器的允许发送命令后，发送交易指令。OBU 交易指令发送处理器内部自带一个指令顺序记录器，在接收到发送处理控制器的允许发送 命令后，将指令顺序记录器记录为下一条指令，并从交易通讯指令库中读取交易指令，传输 到矩阵开关。
OBU交易指令接收处理器，从指令接收缓存器中读取应答指令，并分析接收的应答 指令是否有效，如果有效，则判断是否是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令，如 果是，则进行指令处理。如果不满足任何一个条件，则不处理。
其中，每个OBU对自身发送的交易指令都会携带自身的标识，车载单元返回的应 答指令中同样会携带该标识，OBU交易处理器通过该标识即可判断是否是本OBU交易处理 器的应答指令。
并行协调器11，负责协调OBU交易指令发送处理器和OBU交易指令接收处理器的 工作，并控制矩阵开关的导通。
并行协调器11包含发送处理控制器、发送状态监察器以及矩阵开关控制器三个 部分。发送状态监察器监测当前OBU交易指令发送器的工作状态，并将工作状态为需要发送交易指令的OBU交易处理器选择一个接通DSRC信道，发送处理器还将选择接通DSRC信 道的OBU交易处理器反馈给矩阵开关控制器以及发送处理控制器，矩阵开关控制器根据该 反馈，控制矩阵开关选择该OBU交易处理器接通DSRC信道，发送处理控制器根据该反馈，向 选择的OBU交易处理器发送允许发送命令。
指令接收缓存器14，用于接收车载单元返回的应答指令，并保存在缓存器中，以保 证接收到的数据不会丢失。并且，每个OBU交易处理器同步读取接收指令缓存器中缓存的 数据。
矩阵开关15，负责将多个OBU交易处理器连接在一起，实现多个OBU交易处理器共 享一个DSRC信道。当并行协调器选择一个OBU交易处理器接通DSRC信道时，矩阵开关将 并行协调器选择的OBU交易处理器接通DSRC信道。
当然，在上述OBU交易处理装置中，还包括接口，负责将内部的OBU交易处理器、 并行协调器经过内部总线连接到一起，并通过接口连接到外部总线上，因此，外部处理器， 例如CPU就可以通过此接口访问整体OBU交易处理器。
接口可以提供并行总线接口和通用串行总线接口。
采用本发明实施例的OBU交易处理装置，可以实现多个OBU交易处理器共用一个 天线，即多个OBU并发交易处理，并分时共享一个DSRC信道，能够缩短多个OBU的交易时 间，能够大幅度提高RSU系统的交易处理和应用性能。例如传统的单个OBU交易时间为T， 如果有N个OBU需要交易，则总体时间为N*T。如图3所示，为传统OBU交易时间示意图。 如图4所示，为本发明实施例的OBU交易时间示意图，采用本发明的OBU交易处理装置后， 假设OBU交易时间T中发送交易指令的占用DSRC时间为Ta，则N个OBU的交易总体时间为 T+(N-l)Ta。大大缩短多个OBU交易时间，处理越多的0BU，其节省的时间越多。并且，通过 并行协调器的控制，可以实现多个OBU并行交易处理，并分时共享DSRC通道。
本发明实施例还提供一种OBU交易处理方法，如图5所示，包括
S501、在共享的DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依次选择接通DSRC信 道；
具体地，在共享的DSRC信道可用时，根据多个OBU交易处理器的工作状态，将多个 OBU交易处理器中需要发送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道。
S502、每一个OBU交易处理器在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过 DSRC信道发送给车载单元。
其中，每一个OBU交易处理器从指令库中取出需要发送的交易指令，并发送。
每一个OBU交易处理器在接通DSRC信道时，直接将需要发送的交易指令通过DSRC 信道发送给车载单元。
较佳地，在将OBU交易处理器选择接通DSRC信道时，同时向选择的OBU交易处理 器发送允许发送命令，并且OBU交易处理器在接收到允许发送命令后，将需要发送的交易 指令，通过DSRC信道发送给车载单元。
通过上述步骤即可实现当多个OBU交易处理器需要发送交易指令时，能够分时共 享DSRC通道，提高DSRC通道的利用率。
上述步骤还包括
S503、接收车载单元返回的应答指令并缓存。
接收到车载单元返回的应答指令并保存在指令接收缓存器中，以防止数据丢失。
S504、每一个OBU交易处理器按照设定的规则从缓存的应答指令中读取应答指 令，并当确定应答指令是本OBU交易处理器发送的交易指令对应的应答指令时，处理该应 答指令。
其中，各OBU交易处理器都读取指令接收缓存器中的应答指令，并各自分析应答 指令是否有效，如果有效，则判断应答指令是否是本OBU交易处理器发送的交易指令的应 答指令，确定是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令，则进行应答指令的处理。如 果应答指令无效或者应答指令不是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令，则不处理。
其中，分析应答指令是否有效主要是判断应答指令是否是乱码，如果是乱码，则 应答指令无效，如果是OBU交易处理器能识别的代码，则应答指令有效。
采用本发明实施例提供的OBU交易处理装置及方法，可以实现多个OBU交易处理 器并行工作，并且分时占用DSRC信道，大大缩短多个OBU交易的时间，实现多个OBU并行交 易处理，提高OBU交易处理器的利用率和DSRC信道的使用率，并且可以通过内部包含的多 个OBU交易处理器的数量来控制缩短的时间，能够满足较高车速，多辆机动车同时通过的 要求。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产 品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种车载单元OBU交易处理装置，其特征在于，包括并行协调器，用于在共享的专用短程通信DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依 次选择接通DSRC信道；至少一个OBU交易处理器，其中每一个OBU交易处理器用于在接通DSRC信道时，将需 要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括指令库，用于存储交易指令；并且每一个OBU交易处理器，用于从指令库中取出需要发送的交易指令。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述并行协调器，具体用于在共享的DSRC信 道可用时，根据多个OBU交易处理器的工作状态，将多个OBU交易处理器中需要发送交易指 令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道。
4.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，还包括指令接收缓存器，用于接收车载单元返回的应答指令；和/或矩阵开关，其控制端连接并行协调器，其多个输入端连接多个OBU交易处理器，用于将 并行协调器选择的OBU交易处理器接通DSRC信道。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，每一个OBU交易处理器，还用于按照设定的 规则从指令接收缓存器中读取所述应答指令，并当确定所述应答指令是本OBU交易处理器 发送的交易指令的应答指令时，处理所述应答指令。
6.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述OBU交易处理器，具体包括OBU交易指令发送器，用于在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元；OBU交易指令接收器，用于按照设定的规则从指令接收缓存器中读取所述应答指令，并 当确定所述应答指令是本OBU交易处理器发送的交易指令的应答指令时，处理所述应答指 令。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述并行协调器，具体包括发送状态监察器，用于在共享的专用短程通信DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理 器中需要发送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道，并将每次选择的OBU交 易处理器反馈给矩阵开关控制器以及发送处理控制器；矩阵开关控制器，用于根据发送状态监察器的反馈，控制所述矩阵开关将所述选择的 OBU交易处理器接通DSRC信道；发送处理控制器，用于根据发送状态监察器的反馈，向所述选择的OBU交易处理器发 送允许发送命令。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送状态监察器，具体用于在共享的 DSRC信道可用时，检测各OBU交易处理器当前的工作状态，并根据多个OBU交易处理器当前 的工作状态，将多个OBU交易处理器中需要发送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通 DSRC信道，并将每次选择的OBU交易处理器反馈给矩阵开关控制器以及发送处理控制器。
9.一种车载单元OBU交易处理方法，其特征在于，包括在共享的专用短程通信DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依次选择接通DSRC 信道；每一个OBU交易处理器在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过DSRC信道发 送给车载单元。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括接收车载单元返回的应答指令并缓存，所述每一个OBU交易处理器还按照设定的规则 从缓存的应答指令中读取应答指令，并当确定所述应答指令是本OBU交易处理器发送的交 易指令的应答指令时，处理所述应答指令。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在共享的DSRC信道可用时，将多个OBU交 易处理器依次选择接通DSRC信道具体为在共享的DSRC信道可用时，根据多个OBU交易处理器的工作状态，将多个OBU交易处 理器中需要发送交易指令的OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道。
全文摘要
本发明涉及ETC系统，公开了一种OBU交易处理装置及方法，能够使得多个OBU交易处理器共用一个天线，大大缩短了ETC系统中多个OBU交易的时间。本发明的OBU交易处理装置，包括并行协调器，用于在共享的DSRC信道可用时，将多个OBU交易处理器依次选择接通DSRC信道；至少一个OBU交易处理器，其中每一个OBU交易处理器用于在接通DSRC信道时，将需要发送的交易指令，通过DSRC信道发送给车载单元。
文档编号G07B15/00GK102044092SQ20101061057
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者苏益 申请人:北京握奇数据系统有限公司