自组网智能卡的制作方法

本实用新型涉及智能金融交通技术领域，特别涉及一种自组网智能卡。

背景技术：

随着人民经济水平的不断提高，用户拥有车辆的数量日益剧增，高速公路的交通拥堵情况也越来越严重，如何有效缓解交通压力，并在互联网的快速发展带动下，全面提升路网管理能力和服务水平，确保联网系统安全稳定高效运行，并在全国基本实现高速公路电子不停车收费联网，是当今解决拥堵问题和提高服务水平的重要举措，具有非常重要的意义。

不停车收费是一种电子收费方式，用户需要办理一张交通卡(不停车收费卡)，同时办理一个车载电子标签并安装在车辆挡风玻璃上，交通卡插在车载电子标签中，通过车载电子标签与在收费站不停车收费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。这种方式的优点是可以使公路收费走向电子化，降低收费管理的成本，同时有效减少因停车收费造成的延误及拥挤，提高高速公路收费效率、车辆运行效率，同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。

但是，目前的交通卡还存在一些问题，因为在不停车收费系统中，交通卡须通过终端通信放大设备提升通信距离，而且车载电子标签采用专用短程通讯技术，其通信距离一般也只有几十米，只能实现在特定小区域内对移动目标的识别和通信，因此车辆进入不停车收费车道时需要减速缓慢通行，所以通行速率受到限制，另外，在多车道自由流及跟车情况下，路侧单元发射信号容易受到干扰，现有的不停车收费机制对左右等方位的全方位定位功能不强，导致这种情况下的交易成功率不高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种自组网智能卡，解决了目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、部署成本高、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

该自组网智能卡包括：主控芯片卡内核、Zigbee通信设备、存储器，其中，所述主控芯片卡内核分别与所述Zigbee通信设备和存储器连接；

所述主控芯片卡内核控制所述Zigbee通信芯片和存储器工作，将从所述存储器中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；

所述Zigbee通信设备将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；

所述存储器存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。

在一个实施例中，所述自组网智能卡还包括：与所述主控芯片卡内核连接的加密器；

所述主控芯片卡内核控制所述加解密器工作；

所述加密器对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。

在一个实施例中，所述加密器包括密钥存储器；

所述密钥存储器存储加密密钥。

在一个实施例中，所述自组网智能卡还包括与所述主控芯片卡内核连接的显示屏；

所述主控芯片卡内核控制所述显示屏工作；

所述显示屏显示该自组网智能卡的余额和交易金额。

在一个实施例中，所述自组网智能卡还包括与所述主控芯片卡内核连接的电源；

所述主控芯片卡内核控制所述电源工作；

所述电源为自组网智能卡的运行提供电量。

在一个实施例中，所述主控芯片卡内核包括GPIO接口、SPI接口和UART接口；

通过GPIO接口与存储器、电源连接，通过SPI接口与显示屏连接，通过UART接口与Zigbee通信设备、加解密器连接。

在本实用新型实施例中，自组网智能卡包括：主控芯片卡内核、Zigbee通信设备、存储器，其中，所述主控芯片卡内核分别与所述Zigbee通信设备和存储器连接；所述主控芯片卡内核控制所述Zigbee通信芯片和存储器工作，将从所述存储器中获取的所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；所述Zigbee通信设备将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；所述存储器存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。与现有技术相比，本实用新型提出的自组网智能卡采用了Zigbee技术，结合Zigbee技术的突出优势，解决了目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、部署成本高、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种自组网智能卡结构示意图一；

图2是本实用新型实施例提供的一种自组网智能卡结构示意图二；

图3是本实用新型实施例提供的一种自组网智能卡电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Zigbee(紫蜂)技术是一种新兴的短距离无线通信技术。该技术具有如下优点：

(1)自动组网，网络容量大。Zigbee网络可容纳多达65000个节点，网络中的任意节点之间都可进行数据通讯。网络有星状、片状和网状结构。在有模块加入和撤出时，网络具有自动修复功能。

(2)长距离，传输距离可扩展。Zigbee的数传模块类似于移动网络基站，在整个网络范围内，有效距离范围内的模块自动组网，网络中的各节点可以自由通讯，每个网络节点间的距离可以从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。

(3)低功耗：在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

(4)网络时延短。Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。

(5)成本低。Zigbee模块工作于2.4G全球免费频段，故只需要先期的模块费用，无需支付持续使用费用。

(6)安全性高。Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单(Access Control List，ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

针对现有技术中存在的缺陷，结合Zigbee技术的突出优势，本实用新型提出了一种自组网智能卡，目的在于解决目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

图1是本实用新型实施例提供的一种自组网智能卡结构示意图一，如图1所示，该自组网智能卡包括主控芯片卡内核101、Zigbee通信设备102、存储器103，其中，所述主控芯片卡内核101分别与所述Zigbee通信设备102和存储器103连接。所述主控芯片卡内核101控制所述Zigbee通信芯片102和存储器103工作，将从所述存储器103中获取的卡片身份信息、用户信息和车辆信息发送至所述Zigbee通信芯片；所述Zigbee通信设备102将所述卡片身份信息、用户信息和车辆信息通过Zigbee无线网络输出；所述存储器103存储卡片身份信息、用户信息和车辆信息。

具体实施时，如图2所示，该自组网智能卡还可以包括：与所述主控芯片卡内核101连接的加密器104；所述主控芯片卡内核101控制所述加密器104工作；所述加密器104对卡片身份信息、用户信息和车辆信息进行加密处理。其中，加密器104包括存储加密密钥的密钥存储器。加密器104为移动终端提供加密和安全认证服务，其交易数据的安全性达到了芯片级别，可兼容现有规范。

具体实施时，如图2所示，该自组网智能卡还可以包括：与所述主控芯片卡内核101连接的显示屏105；所述主控芯片卡内核101控制所述显示屏105工作；所述显示屏105显示该自组网智能卡的余额和交易金额。显示该自组网智能卡度余额和交易金额供用户确认，为交易过程提供安全保障。

具体实施时，如图2所示，该自组网智能卡还可以包括：与所述主控芯片卡内核101连接的电源106；所述主控芯片卡内核101控制所述电源106工作；所述电源106为自组网智能卡的运行提供电量，具备无线快速充电功能。具体应用时，该自组网智能卡也可以不包括电源。

具体实施时，如图3所示，主控芯片卡内核101是整个产品的核心部件，是各个硬件协同工作的控制中心。其采用芯片实现。主控芯片卡内核101包括GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设)接口、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口。通过GPIO接口与存储器连接，控制存储器存储应用数据；主控芯片卡内核101负责进行电源的管理，通过GPIO接口与电源106连接，使自组网智能卡在使用时保持较低的功耗，节省电能；通过SPI接口与显示屏105连接，通过UART接口与Zigbee通信设备102、加密器104连接。其中，UART接口，将资料由串行通信与并行通信间作传输转换，作为并行输入成为串行输出的芯片，通常集成于其他通讯接口的连结上。SPI接口，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。

另外，如图3所示，Zigbee通信设备102和加密器104可以集成在一个安全芯片上，以电路的形式实现。其中，Zigbee通信设备102是一种新兴的低功耗、可自组网的无线双向通信技术，它主要负责调制解调无线通信信号，它可通过主控芯片卡内核101在自组无线网络中完成对数据的发送与接收，实现数据的无线传输功能。

实际应用时，可以将本实用新型提出的自组网智能卡应用于不停车收费系统，从而实现不停车收费。该自组网智能卡具备加密器，可以实现自组网智能卡与收费站(不停车收费系统布置于收费站)之间的安全互连；自组网智能卡自带显示屏，可以显示交易过程，提高交易的便捷性和安全性；另外，Zigbee通信设备和加密器集成，使得自组网智能卡具备自组网功能，自组网智能卡与不停车收费系统的通信方式是通过自组网智能卡与不停车收费系统中在收费站设置的多个Zigbee基站之间自动组建的无线网络进行数据传输，多个Zigbee基站的立体部署使得其通信距离理论上可以无限扩展，而且部署成本低，并且通过自组网智能卡内部的Zigbee通信设备可以对车辆进行精确定位，可以有效解决目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、系统部署成本高、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

综上所述，本实用新型提出的自组网智能卡采用了Zigbee技术，将其用于实现不停车收费，由于结合了Zigbee技术的突出优势，因此可以解决目前交通卡的通讯距离短、通行速率受限、部署成本高、全方位定位不强的问题，有效提高车辆通行效率和交通智能化水平。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。