电子不停车收费系统中的路侧单元和数据传输系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种ETC（Electronic?Toll?Collection，电子不停车收费系统）中的路侧单元和数据传输系统。该路侧单元主要包括：DSRC通信单元、数据处理单元和WLAN通信单元，WLAN通信单元，用于通过WLAN协议与WLAN网关或者PC进行通信，对数据处理单元发送过来的交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关或者PC。本发明实施例通过使路侧单元具有DSRC协议和WLAN协议两种协议通信功能，使路侧单元的实际尺寸从分布在50米通信线缆两端的大型通信设备，变成了可以集中在1米尺寸范围内的小型通信设备，大大降低了路侧单元的布设和安装复杂度，从而使路侧单元容易在城市环境中应用。
【专利说明】电子不停车收费系统中的路侧单元和数据传输系统【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】,尤其涉及一种ETC (Electronic Toll Collection,电子不停车收费系统)中的路侧单元和数据传输系统。
【背景技术】
[0002]基于GB/T20851-2007系列标准的ETC在国内正在大范围推广。目前全国已经建成的ETC车道超过2500条，已经发行的车载电子标签超过300万套。车载电子标签是ETC系统的标准配件，用于安装在车辆的前挡风玻璃上，当车辆通过ETC车道时，车载电子标签与ETC车道上安装的RSU (Roadside Unit，路侧单元)等设备通讯，不需停车即可完成车辆收费。ETC系统提高了通行效率，实际统计结果表明，现阶段一条ETC车道的通行效率与五条人工收费车道通行效率相当，当车载电子标签发行数量进一步提升时，ETC车道的效率优势将更加明显。
[0003]国标GB/T20851-2007系列标准的协议层基于国内自主知识产权的DSRC(Dedicated Short Range Communications,专用短程通信技术)技术。DSRC 技术以 5.8GHz频点作为工作频率。在设计之初，DSRC技术被主要应用于高速公路不停车收费领域，随着车载电子标签的发行量越来越大，越来越多的车辆已经具有DSRC通信能力，DSRC技术从高速公路走向城市交通管理已经成为不可逆转的趋势，路况播报，车辆监控，拥堵收费，小区管理都是将来智能交通发展的重点领域。
[0004]传统ETC车道中的DSRC路侧单元的布设和数据链路图如图1所示，如图1所示，在传统ETC车道上,必须配备路侧单元、50米长电缆、控制器、车道PC (personal computer,个人计算机)和远程服务器。由于路侧单元安装在道路上，而控制器与车道PC安装在收费亭内部，因此路侧单元与控制器之间需要50米长电缆进行数据传输。图1中每条车道都需要配置一台PC作为信息中转。图`1所示的ETC车道中的DSRC路侧单元，能够与车载电子标签良好地完成ETC服务，但是当DSRC路侧单元在城市环境应用时，由于铺设电缆会产生较大的施工难度，DSRC路侧单元的布设和安装最大的障碍就是架设复杂，数据存储和维护成本高昂，从而不利于DSRC路侧单元在城市环境中应用。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供了一种ETC中的路侧单元和数据传输系统，以实现路侧单元各易在城市环境中应用。
[0006]一种电子不停车收费系统ETC中的路侧单元，包括:DSRC通信单元、数据处理单元和WLAN (Wireless Local Area Networks,无线局域网络)通信单兀，
[0007]所述的DSRC通信单元，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，将所述车辆数据发送给数据处理单元；对所述数据处理单元发送过来的交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给所述车载电子标签；
[0008]所述的数据处理单元，用于接收所述DSRC通信单元发送过来的车辆数据，当该车辆数据没有被加密时，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，将该交易结果数据发送给DSRC通信单元和WLAN通信单元；
[0009]所述的WLAN通信单元，用于通过WLAN协议与WLAN网关或者PC进行通信，对所述数据处理单元发送过来的交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关或者PC。
[0010]一种电子不停车收费系统ETC中的数据传输系统，包括:所述的路侧单元和WLAN网关、远程服务器；
[0011]所述的WLAN网关，用于通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的交易结果数据，将所述交易结果数据通过WLAN协议通道发送给远程服务器；
[0012]所述的远程服务器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对所述车辆数据进行解析和存储。
[0013]一种电子不停车收费系统ETC中的数据传输系统，包括:所述的路侧单元和WLAN网关、控制器、远程服务器；
[0014]所述的WLAN网关，用于通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的通过密钥加密后的车辆数据，将所述车辆数据通过WLAN协议通道发送给控制器，通过WLAN协议通道接收所述控制器发送的ETC交易过程中的交易结果数据，再通过WLAN协议通道将所述交易结果数据转发给路侧单元和远程服务器；
[0015]所述的远程服务器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对该交易结果数据进行存储；
[0016]所述的控制器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，再按照设定的解密密钥对所述车辆数据进行解密，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，按照WLAN协议对所述交易结果数据进行封装后，通过WLAN协议通道发送给所述的WLAN网关。
[0017]由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过使路侧单元具有DSRC协议和WLAN协议两种协议通信功能，路侧单元通过WLAN协议和WLAN协议网关或PC进行通信，使路侧单元的实际尺寸从分布在50米通信线缆两端的大型通信设备，变成了可以集中在I米尺寸范围内的小型通信设备，大大降低了路侧单元的布设和安装复杂度，从而使路侧单元容易在城市环境中应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为现有技术中的ETC车道中的DSRC路侧单元的布设和数据链路图；
[0020]图2为本发明实施例一提出的ETC系统的路侧单元的结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例二提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图；[0022]图4为本发明实施例三提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图；
[0023]图5为本发明实施例四提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0025]实施例一
[0026]为了方便DSRC路侧单元的布设，减少数据库和通信传输需要的硬件投入，并且提高ETC系统的安全水平，本发明实施例使路侧单元具有DSRC协议和兼容IEEE802.11的WLAN协议两种协议通信功能采用。该实施例提出的ETC系统的路侧单元的结构示意图如图2所示,包括:DSRC通信单元21、WLAN通信单元22、数据处理单元23和供电单元24。
[0027]所述的DSRC通信单元21，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的按照DSRC协议封装的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，将所述车辆数据发送给数据处理单元23。对所述数据处理单元23和WLAN通信单元22发送过来的交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给所述车载电子标签。
[0028]数据处理单元23，用于接收所述DSRC通信单元21发送过来的车辆数据，当上述车辆数据没有被加密时，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，将该交易结果数据发送给DSRC通信单元21和WLAN通信单元22。当上述车辆数据被通过密钥加密后，将上述车辆数据转发给WLAN通信单元22。
[0029]所述的WLAN通信单元22，用于通过WLAN协议与WLAN网关、PC进行通信，对所述数据处理单元23发送过来的交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关或者PC。对所述数据处理单元23发送过来的加密后的车辆数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关。接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的ETC交易过程中的交易结果数据，对所述交易结果数据进行解析后，将所述交易结果数据发送给DSRC通信单元21。
[0030]所述的供电单元24，用于对整个路侧单元进行供电，输出直流电压给DSRC通信单元21、WLAN通信单元22和数据处理单元23等部件。该供电单元23可以通过太阳能电池板与蓄电池来实现。
[0031]上述路侧单元可以被安装在龙门架上，车辆从龙门架下方通过。
[0032]实施例二
[0033]基于上述图2所示的路侧单元，该实施例提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图如图3所示，该实施例应用在对ETC交易过程中的车辆数据不进行加密的场景下，包括:路侧单元、WLAN网关和远程服务器。
[0034]所述的路侧单元，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，通过WLAN协议与WLAN网关进行通信。接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的按照DSRC协议封装的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析。当上述车辆数据没有被加密时，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，将该交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给车载电子标签。再将该交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关。接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的指令信息，对该指令信息进行解析，再按照DSRC协议封装后，通过DSRC协议通道发送给车载电子标签。上述路侧单元可以被安装在龙门架上，车辆从龙门架下方通过。
[0035]所述的WLAN网关，用于和所述路侧单元、远程服务器无线连接，通过WLAN协议与所述路侧单元、远程服务器进行通信。通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的交易结果数据，将所述交易结果数据通过WLAN协议通道转发给远程服务器；通过WLAN协议通道接收所述远程服务器发送的指令信息，通过WLAN协议通道将所述指令信息转发给路侧单元。
[0036]所述的远程服务器，用于和所述WLAN网关无线连接，通过WLAN协议与所述WLAN网关进行通信，设置在高速公路的联网管理中心，通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对所述车辆数据进行解析和存储。当需要对车载电子标签发送相应的指令信息时，按照WLAN协议对上述指令信息进行封装后，通过WLAN协议通道将上述指令信息发送给所述的WLAN网关。
[0037]实施例三
[0038]基于上述图2所示的路侧单元，该实施例提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图如图4所示，该实施例应用在对ETC交易过程中的车辆数据不进行加密的场景下，包括:路侧单元、PC。
[0039]所述的路侧单元，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，通过WLAN协议与PC进行通信。接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的按照DSRC协议封装的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，当该车辆数据没有被加密时，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，将该交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给车载电子标签。再将该交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给PC。上述路侧单元可以被安装在龙门架上，车辆从龙门架下方通过。
[0040]所述的PC，用于和所述路侧单元无线连接，通过WLAN协议与所述路侧单元进行通信，可以设置在收费亭内。通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的交易结果数据，将所述交易结果数据进行存储。
[0041]实施例四
[0042]基于上述图2所示的路侧单元，该实施例提供的一种ETC系统中的数据传输系统的结构示意图如图5所示，该实施例应用在对ETC交易过程中的车辆数据进行加密的场景下，包括:路侧单元、WLAN网关、控制器和远程服务器。
[0043]所述的路侧单元，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，通过WLAN协议与WLAN网关进行通信。接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的按照DSRC协议封装的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后。当上述车辆数据被通过密钥加密后，将该车辆数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的车辆数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关。接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的来自控制器的ETC交易过程中的交易结果数据，对所述交易结果数据进行解析，再按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给车载电子标签。接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的来自远程服务器的指令信息，对该指令信息进行解析，再按照DSRC协议封装后，通过DSRC协议将上述指令信息发送给车载电子标签。上述路侧单元可以被安装在龙门架上，车辆从龙门架下方通过。
[0044]所述的WLAN网关，用于和所述路侧单元、控制器、远程服务器无线连接，通过WLAN协议与所述路侧单元、控制器、远程服务器进行通信，可以设置在收费亭内。通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的车辆数据，将所述车辆数据通过WLAN协议通道发送给控制器。通过WLAN协议通道接收所述控制器发送的ETC交易过程中的交易结果数据，再通过WLAN协议通道将所述交易结果数据转发给路侧单元和远程服务器。通过WLAN协议通道接收所述远程服务器发送的指令信息，通过WLAN协议通道将所述指令信息转发给路侧单元。
[0045]所述的远程服务器，用于和所述WLAN网关无线连接，通过WLAN协议与所述WLAN网关进行通信，可以设置在高速公路的联网管理中心，通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对该交易结果数据进行存储。当需要对车载电子标签发送相应的指令信息时，按照WLAN协议对上述指令信息进行封装后，通过WLAN协议通道将所述指令信息发送给所述的WLAN网关。
[0046]所述的控制器,用于和所述WLAN网关无线连接,通过WLAN协议与所述WLAN网关进行通信，可以设置在收费亭内。通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，再按照设定的解密密钥对上述车辆数据进行解密。然后，根据该车辆数据对上述车辆进行ETC交易过程中的计费等处理后，得到ETC交易过程中的交易结果数据。按照WLAN协议对上述交易结果数据进行封装后，通过WLAN协议通道将所述交易结果数据发送给所述的WLAN网关。
[0047]在该实施例中，路侧单元能够通过DSRC获得车载电子标签的数据，并且通过WLAN传递给控制器和远程服务器，远程服务器的数据能够通过WLAN传递给控制器和路侧单元，控制器也能通过WLAN给路侧单元和远程服务器传递数据，从而实现多个组件双向通信。
[0048]本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0049]本领域普通技术人员可以理解:实施例中的设备中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的设备中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个设备中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0050]综上所述，本发明实施例通过使路侧单元具有DSRC协议和WLAN协议两种协议通信功能，路侧单元通过WLAN协议和WLAN协议网关或PC进行通信，使路侧单元的实际尺寸从分布在50米通信线缆两端的大型通信设备，变成了可以集中在I米尺寸范围内的小型通信设备，大大降低了路侧单元的布设和安装复杂度，从而使路侧单元容易在城市环境中应用。本发明实施例基于WLAN协议的数据传输过程，能够提供银行卡级系统安全，且信息安全可以通过网络配件加以增强。
[0051]本发明实施例使路侧单元的身份从传统的专用DSRC通信设备，变成了无线局域网内的标准网络通信设备；使路侧单元从开发、实施、维护专用通信设备，变成了开发、实施、维护网络组件。
[0052]本发明实施例提供的多种ETC系统中的数据传输系统可以分别适用于简单应用或复杂应用场景，整个数据传输系统添加和删除设备更加灵活。在复杂应用场景中，存储交易结果数据的数据库设置在远程服务器中，便于集中管理交易结果数据，[0053]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种电子不停车收费系统ETC中的路侧单元，其特征在于，包括:DSRC通信单元、数据处理单元和WLAN通信单元， 所述的DSRC通信单元，用于通过DSRC协议与车辆上的车载电子标签进行通信，接收车载电子标签通过DSRC协议通道发送的ETC交易过程中的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，将所述车辆数据发送给数据处理单元；对所述数据处理单元发送过来的交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给所述车载电子标签； 所述的数据处理单元，用于接收所述DSRC通信单元发送过来的车辆数据，当该车辆数据没有被加密时，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，将该交易结果数据发送给DSRC通信单元和WLAN通信单元； 所述的WLAN通信单元，用于通过WLAN协议与WLAN网关或者PC进行通信，对所述数据处理单元发送过来的交易结果数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关或者PC。
2.根据权利要求1所述的电子不停车收费系统中的路侧单元，其特征在于，所述的路侧单元还包括: 供电单元，用于对整个路侧单元进行供电，输出直流电压给DSRC通信单元、WLAN通信单元和数据处理单元。
3.根据权利要求1或2所述的电子不停车收费系统中的路侧单元，其特征在于: 所述的数据处理单元，还用于当所述DSRC通信单元发送过来的车辆数据被通过密钥加密后，将该车辆 数据转发给WLAN通信单元； 所述的WLAN通信单元，还用于对所述数据处理单元发送过来的车辆数据按照WLAN协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过WLAN协议通道发送给WLAN网关，接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的ETC交易过程中的交易结果数据，对所述交易结果数据进行解析后，将所述交易结果数据发送给DSRC通信单元； 所述的DSRC通信单元，还用于对所述WLAN通信单元发送过来的交易结果数据按照DSRC协议进行封装，将封装后的交易结果数据通过DSRC协议通道发送给所述车载电子标签。
4.一种电子不停车收费系统ETC中的数据传输系统，其特征在于，包括:权利要求1至3任一项所述的路侧单元和WLAN网关、远程服务器； 所述的WLAN网关，用于通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的交易结果数据，将所述交易结果数据通过WLAN协议通道发送给远程服务器； 所述的远程服务器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对所述车辆数据进行解析和存储。
5.根据权利要求4所述的ETC中的数据传输系统，其特征在于: 所述的远程服务器，还用于当需要对车载电子标签发送相应的指令信息时，按照WLAN协议对所述指令信息进行封装后，通过WLAN协议通道将所述指令信息发送给所述WLAN网关; 所述的WLAN网关，还用于通过WLAN协议通道接收所述远程服务器发送的指令信息，通过WLAN协议通道将所述指令信息转发给路侧单元；所述的路侧单元，还用于接收所述WLAN网关通过WLAN协议通道发送的指令信息，对该指令信息进行解析，再按照DSRC协议封装后，通过DSRC协议通道将所述指令信息发送给所述车载电子标签。
6.一种电子不停车收费系统ETC中的数据传输系统，其特征在于，包括:权利要求1至3任一项所述的路侧单元和WLAN网关、控制器、远程服务器； 所述的WLAN网关，用于通过WLAN协议通道接收所述路侧单元发送的通过密钥加密后的车辆数据，将所述车辆数据通过WLAN协议通道发送给控制器，通过WLAN协议通道接收所述控制器发送的ETC交易过程中的交易结果数据，再通过WLAN协议通道将所述交易结果数据转发给路侧单元和远程服务器； 所述的远程服务器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的交易结果数据，对该交易结果数据进行存储； 所述的控制器，用于通过WLAN协议通道接收所述WLAN网关发送的车辆数据，对所述车辆数据进行解析后，再按照设定的解密密钥对所述车辆数据进行解密，对所述车辆数据进行ETC交易处理，获得交易结果数据，按照WLAN协议对所述交易结果数据进行封装后，通过WLAN协议通道发送给所述的WLAN网关。
7.根据权利要求6所述的ETC中的数据传输系统，其特征在于: 所述的远程服务器，还用于当需要对车载电子标签发送相应的指令信息时，按照WLAN协议对所述指令信息进行封装后，通过WLAN协议通道将所述指令信息发送给所述的WLAN网关； 所述的WLAN网关，还用于通过WLAN协议通道接收所述远程服务器发送的指令信息，通过WLAN协议通道将所述指令·信息转发给路侧单元； 所述的路侧单元，还用于接收WLAN网关通过WLAN协议通道发送的指令信息，对该指令信息进行解析，再按照DSRC协议封装后，通过DSRC协议通道将所述指令信息发送给所述车载电子标签。
8.根据权利要求6所述的ETC中的数据传输系统，其特征在于，所述的控制器、WLAN网关设置在收费亭内。
9.根据权利要求6所述的ETC中的数据传输系统，其特征在于，所述的路侧单元设置在龙门架上。
【文档编号】G07B15/06GK103854319SQ201210514978
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】徐勇, 王波 申请人:航天信息股份有限公司