一种obu与智能终端设备的配对通信系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种OBU与智能终端设备的配对通信系统及方法，首先(1)在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，使OBU和智能终端设备之间相互匹配；在OBU与智能终端设备进行通信时，确认OBU与智能终端设备之间是否匹配，若是则OBU和智能终端设备之间进行通信，实现两者的交互，若否则通信失败。该系统及方法，利用智能终端设备的通信接口，实现了ETC系统的车载电子标签OBU与智能终端设备之间的通信，以智能终端设备为中介，实现了对OBU的操作和控制，通过两者的交互，为实现OBU的在线充值、升级以及交易保持记录等提供了基础，能够有效减少OBU的维护成本，提高用户体验。
【专利说明】一种OBU与智能终端设备的配对通信系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及不停车电子收费系统中的车载单元领域，具体涉及一种OBU与智能终端设备的配对通信系统及方法。
【背景技术】
[0002]不停车收费系统ETC (Electronic Toll Collect1n)是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签OBU与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。
[0003]车载电子标签BOU需要升级时不同厂家需要不同的专用设备，现场对电子标签进行处理，如京津冀五省联网时，为实现五省市内互联互通，所有电子标签需要现场升级，工程浩大。插入电子标签内的用户卡，需要到各运营商的充值网点或工行网点进行充值后使用，增加了用户使用成本。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种OBU与智能终端设备的配对通信系统及方法，实现相匹配的OBU与智能终端设备之间的通信，以智能终端设备为介质实现对车载电子标签管理和控制，有效提高用户体验和减低电子车载标签的维护成本。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，包括OBU和智能终端设备，所述OBU和智能终端设备之间相互匹配的；所述配对通信系统还包括:
[0007]配对验证模块，用于在OBU和智能终端设备之间进行通信之前，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配；
[0008]通信模块，用于在确认OBU和智能终端设备之间匹配之后，进行OBU和智能终端设备之间的通信。
[0009]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，通过在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，实现两者的匹配。
[0010]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，配对确认模块确认OBU和智能终端设备之间是否匹配的方式为:
[0011 ] I) OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息；
[0012]2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)；
[0013]3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败；
[0014]4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
[0015]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，步骤4)中，当两者匹配一致时，智能终端设备将所述广播信息中的OBU设备唯一标识码和所述初始配对密钥进行存储。
[0016]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，步骤2)中，若智能终端设备中没有存储OBU设备唯一标识码，步骤4)中，智能终端设备将其上设置的初始配对密钥人工发送到0BU，若智能终端设备中存储有OBU设备唯一标识码，步骤4)中，智能终端设备将存储的初始配对密钥自动发送到0BU。
[0017]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，当OBU和智能终端设备匹配成功后，在智能终端设备中修改所述初始匹配密钥，并将修改后的匹配密钥同步到OBU中。
[0018]再进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，通信模块中，通过智能终端设备通信接口实现OBU和智能终端设备之间的通信。
[0019]更进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，所述通信接口包括蓝牙、WIF1、ZigBee、红外、USB接口和串行接口和GPRS。
[0020]一种OBU与智能终端设备的配对通信方法，包括以下步骤:
[0021](I)在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，使OBU和智能终端设备之间相互匹配；
[0022](2)OBU与智能终端设备进行通信时，确认OBU与智能终端设备之间是否匹配，若是则OBU和智能终端设备之间进行通信，若否则通信失败。
[0023]进一步，如上所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信方法，步骤(2)中，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配的方式为:
[0024]I) OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息；
[0025]2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)；
[0026]3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败；
[0027]4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
[0028]本发明的有益效果在于:本发明所述的系统及方法，利用现有日益普及的智能终端设备的通信接口，实现了 ETC系统的车载电子标签OBU与智能终端设备之间的通信，实现了两者之间的数据和信令交互，以智能终端设备为中介，实现了对OBU的操作和控制，通过两者的交互，为实现OBU的在线充值、升级以及交易保持记录等提供了基础，能够有效减少OBU的维护成本，提高用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为【具体实施方式】中一种OBU与智能终端设备的配对通信系统的结构框图；
[0030]图2为【具体实施方式】中OBU与智能终端设备进行匹配通信的示意图；
[0031]图3为【具体实施方式】中一种OBU与智能终端设备的配对通信方法的流程图；
[0032]图4为【具体实施方式】中确认OBU和智能终端设备配对的流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合说明书附图与【具体实施方式】对本发明做进一步的详细说明。
[0034]图1示出了本发明【具体实施方式】中一种OBU与智能终端设备的配对通信系统的结构框图，该系统中包括智能终端设备10和车载电子标签0BU20，其中，智能终端设备10与0BU20是对应匹配的，该配对通信系统还包括用于实现智能终端10和0BU20之间安全通信的配对验证模块11和通信模块12，其中:
[0035]配对验证模块11用于在OBU和智能终端设备之间进行通信之前，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配；
[0036]通信模块12用于在确认OBU和智能终端设备之间匹配之后，进行OBU和智能终端设备之间的通信。
[0037]为了实现智能终端设备10与0BU20之间的对应匹配，本实施方式中，可以通过在0BU20中预先存储初始配对密钥以及在智能终端设备10中预先设置初始配对密钥(如将初始配对密钥刻印在终端设备的外部)，实现两者的匹配，如果智能终端设备10上设置的初始配对密钥与0BU20中存储的初始配对密钥一致，则说明两者是匹配的。
[0038]为了保证通信的安全，本实施方式中配对确认模块11确认0BU20和智能终端设备10之间是否匹配的方式如图4所示，步骤如下:
[0039]I) OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息；
[0040]2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)；
[0041 ] 3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败；
[0042]4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
[0043]此外，在步骤4)中，当智能终端设备10与0BU20两者匹配一致时，智能终端设备将所述广播信息中的OBU设备唯一标识码和所述初始配对密钥进行存储。并且当0BU20和智能终端设备10匹配成功后，可以在智能终端设备10中修改所述初始匹配密钥，并将修改后的匹配密钥同步到0BU20中，完成两者之间匹配密钥的自由设置。
[0044]本实施方式中，在步骤2)中，如果智能终端设备10中没有存储MAC码，说明该智能终端设备是第一次与OBU进行通信，这时在实际操作中，直接在智能终端设备的相关显示界面，提示用户输入初始配对密钥即刻印在终端设备外部的初始配对密钥，并由智能终端设备将输入的初始配对密钥回传给OBU，OBU接收到回传的初始配对密钥后，与其自身保存的初始配对密钥核对，核对正确后，向智能终端设备应答配对成功，两者之间可以建立安全通信链路，进行通信，完成数据和信令的交互；如果核对不正确，则应答智能终端设备配对失败，断开连接。当智能终端设备接收到OBU的配对成功应答后，在其系统中保存OBU的MAC码和初始配对密钥。一旦两者完成首次匹配成功，由于智能终端设备内部已经保存了初始配对密钥，在后续两者再次通信时，步骤4)中，智能终端设备可以直接将其保存的初始配对密钥发送到OBU中，完成自动匹配确认。也就是说，首次进行匹配确认时，相当于对智能终端设备的授权过程，保证只有授权的终端设备才能够与车载电子标签OBU进行通信。
[0045]本实施方式中的通信模块12中，通过智能终端设备通信接口实现OBU和智能终端设备之间的通信。所述通信接口包括蓝牙、WIF1、ZigBee、红外、USB接口和串行接口和GPRS等。在实际应用中，可以OBU中增加与智能终端设备对应的通信端口，通过智能终端设备自身带的通信端口与OBU增加的通信端口完成两者的通信，如图2所示。
[0046]此外，为了保证系统安全和用户实际使用习惯，可以一个智能终端设备与多个OBU匹配，一个OBU也可以与对个智能终端设备相匹配，但为了安全，匹配的个数也不能过多，如最多3个,一个智能终端设备最多可以配对三个车载电子标签(OBU),—个车载电子标签最多可以匹配三个智能设备终端。但是不论上述的个数是几个，智能终端设备与其相匹配的OBU之间的匹配标签是唯一的，也就是所述的初始配对密钥是唯一的。
[0047]本实施方式中的智能终端设备没有具体的限定，包括但不限于计算机、PDA等。
[0048]图3不出了本发明【具体实施方式】中基于图1和图2所不系统的一种OBU与智能终端设备的配对通信方法的流程图，该方法包括以下步骤:
[0049]步骤S1:在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，使OBU和智能终端设备之间相互匹配；
[0050]步骤S2:0BU与智能终端设备进行通信时，确认OBU与智能终端设备之间是否匹配，若是则OBU和智能终端设备之间进行通信，若否则通信失败。
[0051]本实施方式中，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配的方式如图4所示，包括以下步骤:
[0052]I) OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息；
[0053]2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)；
[0054]3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败；
[0055]4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
[0056]通过本发明所述的方法及系统，智能终端设备与车载电子标签OBU进行通讯前，必须经过匹配确认，保证是授权的智能终端设备才能与车载电子标签OBU进行通信，保证了通信的安全。在配对验证通过后，两者之间即可以建立安全通信线路，完成所需业务(如OBU的在线充值等业务)的数据和信令的交换。
[0057]本发明的系统及方法，利用智能终端设备的通信接口，实现了 ETC系统的车载电子标签OBU与智能终端设备之间的通信，以智能终端设备为中介，实现了对OBU的操作和控制，通过两者的交互，为实现OBU的在线充值、升级以及交易保持记录等提供了基础，能够有效减少OBU的维护成本，提高用户体验。
[0058]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同等技术的范围之内，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OBU与智能终端设备的配对通信系统，包括OBU和智能终端设备，其特征在于:所述OBU和智能终端设备之间相互匹配的；所述配对通信系统还包括: 配对验证模块，用于在OBU和智能终端设备之间进行通信之前，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配； 通信模块，用于在确认OBU和智能终端设备之间匹配之后，进行OBU和智能终端设备之间的通信。
2.如权利要求1所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:通过在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，实现两者的匹配。
3.如权利要求2所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:配对确认模块确认OBU和智能终端设备之间是否匹配的方式为: 1)OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息； 2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)； 3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败； 4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
4.如权利要求3所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:步骤4)中，当两者匹配一致时，智能终端设备将所述广播信息中的OBU设备唯一标识码和所述初始配对密钥进行存储。
5.如权利要求4所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:步骤2)中，若智能终端设备中没有存储OBU设备唯一标识码，步骤4)中，智能终端设备将其上设置的初始配对密钥人工发送到0BU，若智能终端设备中存储有OBU设备唯一标识码，步骤4)中，智能终端设备将存储的初始配对密钥自动发送到0BU。
6.如权利要求3所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:当OBU和智能终端设备匹配成功后，在智能终端设备中修改所述初始匹配密钥，并将修改后的匹配密钥同步到OBU中。
7.如权利要求1至6之一所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:通信模块中，通过智能终端设备通信接口实现OBU和智能终端设备之间的通信。
8.如权利要求7所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信系统，其特征在于:所述通信接口包括蓝牙、WIF1、ZigBee、红外、USB接口和串行接口和GPRS。
9.一种OBU与智能终端设备的配对通信方法，包括以下步骤: (1)在OBU中存储初始配对密钥以及在和智能终端设备上中预先设置初始配对密钥，使OBU和智能终端设备之间相互匹配； (2)OBU与智能终端设备进行通信时，确认OBU与智能终端设备之间是否匹配，若是则OBU和智能终端设备之间进行通信，若否则通信失败。
10.如权利要求9所述的一种OBU与智能终端设备的配对通信方法，其特征在于:步骤(2)中，确认OBU和智能终端设备之间是否匹配的方式为: 1)OBU对外广播带有OBU设备唯一标识码的广播信息； 2)智能终端设备接收到所述广播信息后，查看智能终端设备中是否存储有OBU设备唯一标识码，若是则进入步骤3)，若否则进入步骤4)； 3)查看智能终端设备中存储的OBU设备唯一标识码与接收到的广播信息中的OUB设备唯一标识码是否一致，若是进入步骤4)，若否则OBU与智能终端设备匹配失败； 4)智能终端设备将初始配对密钥发送到OBU，OBU将智能终端设备发送的初始配对密钥与其存储的初始配比密钥进行比对，若两者一致则匹配成功，若两者不一致则匹配失败。
【文档编号】G07B15/06GK104134237SQ201410328246
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】高翔, 叶新, 董敏, 喻金钱 申请人:北京握奇智能科技有限公司