适用于货车ETC车道系统的通信方法及车道系统与流程

本发明属于高速交通技术领域，具体涉及一种适用于货车etc车道系统的通信方法及车道系统。

背景技术：

etc(electronictollcollection，电子不停车收费)系统是智能交通系统的服务功能之一，极其适用于高速公路以及交通繁忙的桥隧环境下。目前高速公路收费处，已设置专门的etc收费通道。只要在车辆前挡风玻璃上安装感应卡并预存费用，无须停车，高速通行费就可从卡中自动扣除，实现自动收费。该收费系统耗时短，通行快，大大降低了车辆拥堵的概率。使用全自动电子收费系统，可以使公路收费走向无纸化、无现金化管理，从根本上杜绝收费票款的流失现象，解决公路收费中的财务管理混乱问题。另外，实施全自动电子收费系统还可以节约基建费用和管理费用。

然而，由于现已投放使用的货车etc系统存在各种问题，使信息进行传输的过程中容易出现信息丢失，数据传输效率低，无法进行交易的问题，最终仍然需要转到人工进行处理，增加了货车车辆通行时间，降低了通行速度。

技术实现要素：

本发明提供一种适用于货车etc车道系统的通信方法及车道系统，以提高货车通行速度。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案实现：

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种适用于货车etc车道系统的通信方法，所述货车etc车道系统包括后置路侧单元和车道控制机，所述方法包括：

所述车道控制机发送初始化指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元根据所述初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，并在所述车道控制机与所述后置路侧单元之间建立tcp连接；

在检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述车载单元信息帧是否包含车载单元物理地址，并在确认所述车载单元信息帧包含车载单元物理地址的情况下，发送第一继续交易指令至所述后置路侧单元；

接收到所述第一继续交易指令时，所述后置路侧单元根据所述车载单元物理地址获取至少包括车辆轴型信息的车辆etc信息，根据所述车辆etc信息生成车辆信息帧，并将所述车辆信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述车辆信息帧是否包含车辆etc信息，并且，在所述车辆信息帧不包含车辆etc信息的情况下，发送第一停止交易指令至所述后置路侧单元，在所述车辆信息帧包含车辆etc信息的情况下，发送第二继续交易指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元接收到所述第一停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，所述后置路侧单元接收到所述第二继续交易指令时，根据所述车载单元物理地址从所述车载单元提取ic卡信息，根据所述ic卡信息生成ic卡信息帧，并将所述ic卡信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述ic卡信息帧是否包含ic卡信息；在所述ic卡信息帧不包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机发送第二停止交易指令至所述后置路侧单元；在所述ic卡信息帧包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机根据从称重设备获取的称重信息、所述车辆轴型信息和所述ic卡信息发送消费交易指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元接收到所述第二停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，接收到所述消费交易指令时，所述后置路侧单元与所述车载单元进行交易，根据交易结果生成交易信息帧，以及发送所述交易信息帧至所述车道控制机；

接收到所述交易信息帧后，所述车道控制机保存并确认所述交易信息帧的交易结果信息，并发送确认完成交易的信息至所述后置路侧单元；

其中，所述初始化指令、所述车载单元信息帧、所述第一继续交易指令、所述车辆信息帧、所述第一停止交易指令、所述第二继续交易指令、所述第二停止交易指令、所述消费交易指令及所述交易信息帧的数据帧包括：帧开始标志字段、通信协议版本号字段、帧序列号字段、帧数据长度字段、帧数据内容字段及crc(cyclicredundancycheck，循环冗余校验)校验值字段；其中，所述crc校验值字段的值用于对所述通信协议版本号字段、所述帧序列号字段、所述帧数据长度字段及所述帧数据内容字段的内容进行crc校验。

在一些实施例中，在检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至所述车道控制机之前，所述方法还包括：所述后置路侧单元提取设备信息并生成设备状态信息帧，发送所述设备状态信息帧至所述车道控制机；所述车道控制机根据所述设备状态信息帧确认是否所述后置路侧单元已初始化完成，并当所述后置路侧单元初始化失败时，重新发送所述初始化指令至所述后置路侧单元，直到达到最大重新发送次数。

在一些实施例中，适用于货车etc车道系统的通信方法，还包括：在没有检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元仍按设定时间间隔发送不包含车载单元信息的车载单元信息帧至所述车道控制机；所述车道控制机根据不包含车载单元信息的车载单元信息帧，确认所述后置路侧单元的工作状态以及所述车道控制机和所述后置路侧单元之间的tcp(transmissioncontrolprotocol，传输控制协议)连接状态是否正常，并在超过所述设定时间间隔未收到不包含车载单元信息的车载单元信息帧时，确认所述车道控制机与所述后置路侧单元之间的tcp连接中断，并重新发送所述初始化指令至所述后置路侧单元。

在一些实施例中，所述后置路侧单元接收到所述第一停止交易指令时，停止本次交易流程的同时，所述方法还包括：所述后置路侧单元根据所述第一停止交易指令重新检测车载单元，或者，重新发送车辆信息帧至所述车道控制机，直至达到第一最大重复发送次数；所述后置路侧单元接收到所述第二停止交易指令时，停止本次交易流程的同时，所述方法还包括：所述后置路侧单元根据所述第二停止交易指令重新检测车载单元，或者，重新发送ic卡信息帧至所述车道控制机，直至达到第二最大重复发送次数。

在一些实施例中，适用于货车etc车道系统的通信方法，还包括：在接收到所述后置路侧单元发送的一数据帧时，所述车道控制机将该数据帧中的帧数据长度字段的值与该数据帧中的帧数据内容的长度进行比较，以判断该数据帧中的帧数据内容是否发生丢失。

在一些实施例中，适用于货车etc车道系统的通信方法，所述初始化指令的帧数据内容字段包含用于标注业务类型的8位数二进制字段。

在一些实施例中，适用于货车etc车道系统的通信方法，所述初始化指令的帧数据内容字段包含用于标注车道工作模式的字段，所述车道工作模式包含：封闭式etc入口、封闭式etc出口、etc开放式、标识站及省界合建站。

在一些实施例中，所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行业务类型初始化，包括：所述后置路侧单元读取所述初始化指令中的业务类型字段的8位数二进制编码，从预存储的业务类型中调取与所述8位数二进制编码对应的业务类型，并设定相应的业务类型参数；所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行车道工作模式初始化，包括：所述后置路侧单元读取所述初始化指令的车道工作模式字段编码，从预存储的车道工作模式中调取与所述车道工作模式字段编码对应的车道工作模式，并设定相应的车道工作模式参数。

在一些实施例中，所述货车etc车道系统还包括前置路侧单元，所述方法还包括：所述车道控制机发送第二初始化指令至所述前置路侧单元；所述前置路侧单元根据所述第二初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，并在所述车道控制机与所述前置路侧单元之间建立tcp连接；在检测到车载单元的情况下，所述前置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至所述车道控制机；所述车道控制机发送有效性信息获取指令至所述前置路侧单元；所述前置路侧单元包含车载单元物理地址的车载单元信息帧获取有效性信息，以告知所述车道控制机发送栏杆抬起指令至前置栏杆。

根据本发明实施例的另一方面，提供了货车etc车道系统，包括后置路侧单元和车道控制机，其中，所述后置路侧单元和所述车道控制机之间是通过上述实施例所述的通信方法进行通信。

本发明实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法和货车etc车道系统，通过对数据帧格式的统一并在初始化指令中标注业务类型和车道工作类型，协调etc车辆在各个省份通行时的业务结算过程；通过标注接收和发送的信息帧的通信协议版本号，降低通信时间和交易成本，使etc在业务交易、结算更便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。并且，附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例的适用于货车etc车道系统的交互示意图；

图3为本发明一实施例的货车etc车道的布局示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

由于现有etc技术对车辆行驶速度有严格的限定，而且，需要在收费站单独开辟etc专用车道，资源浪费，通行速度比较慢。与此同时，各种载货货车数量和载货量也逐年递增，从而对货车etc车道的车辆通行速度提出了更高的要求。

发明人经研究发现，现阶段etc车道采用的系统并不统一，甚至车道控制机与路侧单元之间的信息传递的数据帧格式不一致，因此导致在不同省市之间进行通信时，信息传递不流畅，数据传输速率低，数据无法传递甚至业务无法结算的问题。

为了进一步提高货车etc车道的车辆通行速度，本发明实施例提供了一种适用于货车etc车道系统的通信方法。该方法能够协调通信协议版本以及标志和识别业务类型，有利于etc车辆在全国范围内的通行与结算，进而能够提高货车通行速度。

下面将对本发明实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法的具体实施方式进行详细说明。

首先，对本发明实施例可能用到的术语进行解释：

stx：表示帧开始字段，用于标志帧开始；

ver：表示协议版本号，用于标记通信协议版本号，以防版本号变化使信号传输过程受到影响；可以对不同版本通信协议的通信时间和交易成本进行测试来选择最佳的通信协议版本；

seq：表示帧序列号，用于标记车道控制机发送的帧序号；例如，车道控制机发送的帧序号为x0h，其中x为1,2,3,4,5,6,7,8,9；

len：表示data域的长度，用于帧数据内容的长度；

data：表示帧数据内容字段，用于存储数据内容；

crc：表示循环冗余校验，可以用于存储从通信协议版本号到帧数据内容字段的所有字节的crc16校验值，来判断整个数据帧的完整性。

图1为本发明一实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法的流程示意图，如图1所示，一些实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法，包括以下步骤101至步骤110。以下步骤101至步骤110可以由车道系统执行，也可以由能够存储相应计算机程序的计算机设备执行。

步骤101：所述车道控制机发送初始化指令至所述后置路侧单元。

该后置路侧单元是指设置在货车etc车道的靠近出口一端的路侧单元。通过发送初始化指令至后置路侧单元，车道控制机可以对后置路侧单元的关键参数进行配置，例如，可以对后置路侧单元中的功率、车道模式、路径信息处理模式等参数进行配置。

为了协调各省份之间的etc业务结算，可以在初始化指令的帧数据内容字段中设置用于标识业务类型和车道工作类型的字段。具体地，在初始化指令的帧数据内容字段中，可以加入用于标注业务类型和车道工作类型的数字或者序列号，在路侧单元接收到初始化指令之后，可以读取数字或序列号并将其与存储的业务类型和车道工作类型对应的数字或序列号进行对比，得到需要配置的业务类型和车道工作类型，在路侧单元搜索到车载单元时对车载单元进行相应的写入或/和读取。

本发明各实施例所述的适用于货车etc车道系统的通信方法所适用的货车etc车道可以为单天线双栏杆的车道。参见图3，单天线双栏杆车道可包括：来车线圈201、etc显示屏203、车辆分离器206、称重控制器207、秤台208、交易线圈209、收费亭210、交易rsu天线211、抓拍线圈212、交易显示屏213、后置栏杆机214、后置防砸线圈215等。另一些实施例中，货车etc出口车道为单天线双栏杆货车etc车道，参见图1，货车etc出口车道还可包括：前置栏杆机204、前置防砸线圈205、胎检器216等。又一些实施例中，货车etc出口车道为双天线双栏杆货车etc车道，参见图1，货车etc车道除了还包括前置栏杆机204和前置防砸线圈205，还可包括预读rsu天线202。秤台208可以为整车式秤台或轴载式秤台。来车线圈201、前置防砸线圈205、交易线圈209、抓拍线圈212、后置防砸线圈215可以采用地感线圈实现。车辆分离器206可以采用红外光栅车检器实现。称重控制器207用于记录秤台208的称重数量和胎检器216，秤台208可以用于称量货车的重量，胎检器216可以用于检测货车的轴数(轴型)。在同时存在预读rsu天线和交易rsu天线211的情况下，可以通过预读rsu天线检测货车上车载标签等的有效性，可以通过交易rsu天线211完成与车载标签进行扣费交易，在此情况下，可以将车道分为预读区d1和交易区d2。

在此情况下，车道中的岛头栏杆机(前置栏杆机)可以限制跟车和减速。对车辆称重后，称重数据上传至车道控制机。车辆驶入车道中的后置路侧单元的天线工作区域，路侧单元的天线可以通过采用触发方式激活，避免信号干扰。车道控制机可以通过车辆上的车载单元对车辆的身份信息及行驶里程等信息识别，并根据称重系统上传的称重数据计算费用进行扣款交易，交易成功后，可以控制岛尾自动栏杆机(后置自动栏杆机)抬杆放行。其中，路侧单元与岛尾自动栏杆机之间可以保持一定距离，用作异常交易的缓冲带。

车载单元中可以预先设置并存有ef04文件。ic卡中可以预先存储有0008文件和0009文件。在一些实施例中，初始化指令的帧数据内容字段可以包含用于标注业务类型的8位数二进制字段。其中每一位二进制数可以用于标识一种业务内容，例如，用1表示某种业务类型存在，用0表示某种业务类型不存在，所以，以此可以标注8种业务类型。在另一实施例中，初始化指令的帧数据内容字段可以包含用于标注业务类型的8位数二进制字段，其中，该8位数二进制字段可以用于标注255种业务组合。

进一步地，可以将8位数二进制字段的第一位用于标识是否有标识站应用，例如，1表示有，0表示无；8位数二进制字段第二位至第六位可以作为二进制编码标识31种类型的业务组合；或者，可以分别采用8位数二进制字段中第二位至第六位的每一位标识一种业务内容，例如，对应位数值为1表示有，为0表示无；8位数二进制字段的第七位可以用于选择路径识别文件，具体地，可以采用1或0标识两种不同的路径识别文件，其中，可以用1表示写入车载单元的ef04文件，并同时写入ic卡中的0008文件，可以用0表示写入车载单元的ef04文件，并同时写入ic卡中的0009文件；8位数二进制字段第八位可以用于标注是否清除标识站内容，例如，用1表示清除，用0表示不清除。其中，所述标识站可以应用于执行对车载单元写入行驶路径信息的动作，在各种类型的路侧单元上都能装载。

示例性地，当车辆上的车载单元进入标识站的信号范围并被检测到时，8位数二进制字段中第一位可以为1，标识站可以根据8位数二进制字段中第七位的标注内容执行将行驶路径信息写入车载单元的动作；8位数二进制字段中第一位为0时，不执行行驶路径信息的写入动作；当8位数二进制字段第八位为1时，清除标识站内的内容，反之，为0时不清除。

具体地，车道控制机与路侧单元连接的方式可以采用以太网连接，也可以通过蓝牙模块、zigbee模块或其他方式无线连接；在一些实施例中，也可以采用其他有线方式连接。

步骤102：所述后置路侧单元根据所述初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，并在所述车道控制机与所述后置路侧单元之间建立tcp连接。

该初始化指令的帧数据内容字段还可以包含用于标识具体业务数据文件长度的字段，用于对比判断对应的业务数据文件是否完整。其中，业务数据文件可以是用于记录保存路径信息或者其他信息的文件。在初始化指令的帧数据内容字段中设置ef04长度字段，可以用于标注写入车载单元ef04文件的长度。

路侧单元启动后，可以监听通信通道，并对路侧单元进行初始化；路侧单元可以发送设备状态信息帧至车道控制机，反馈路侧单元的初始化状态，初始化失败，未成功建立有效连接，则重新发送初始化指令至路侧单元。

在一些实施例中，车道控制机可以返回应答指令给路侧单元，例如，路侧单元与车道控制机连接后，可以在相同间隔时间内发送应答于车道控制机。车道控制机可以通过不回复或回复空应答，告知所述车道控制机tcp连接状态正常。

若路侧单元在其通信区域内搜索不到车载单元，也可定时向车道控制机发送车载单元信息帧，作为心跳信息使用，表示路侧单元正常工作状态，也用于表示连接状态正常。

步骤103：在检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至车道控制机。

路侧单元完成初始化后，检索通信区域内是否存在车载单元，当搜索到车载单元时，采集车载单元的物理地址并生成车载单元信息帧。车道控制机接收车载单元信息帧，可在之后的通信过程中标记该车载单元。通过一车载单元的物理地址，路侧单元可以将该车载单元与其他车载单元区分开，从而实现该路侧单元与该车载单元之间进行的信息交互不受干扰。

在一些实施例中，路侧单元还可以获取车载单元的其他标识性的信息，如无线通信时使用的ip(internetprotocoladdress互联网协议地址)信息，或者其他身份标识类信息。进而使路侧单元搜索到车载单元时，写入身份标识信息，该身份标识信息仅在单次交易通信过程中生效。

步骤104：所述车道控制机判断所述车载单元信息帧是否包含车载单元物理地址，并在确认所述车载单元信息帧包含车载单元物理地址的情况下，发送第一继续交易指令至所述后置路侧单元。

车道控制机接收到车载单元信息帧后，可以检查该信息帧中的data字段是否具有一定数据长度，若是，则可认为该信息帧中包含车载单元物理地址。或者，可以判断该信息帧中是否包含符合物理地址格式要求的数据内容，若有，则可认为该信息帧中包含车载单元物理地址。该第一继续交易指令可以用于告知后置路侧单元继续从车载单元读取更多信息或文件，例如，车辆信息。

步骤105：接收到所述第一继续交易指令时，所述后置路侧单元根据所述车载单元物理地址获取至少包括车辆轴型信息的车辆etc信息，根据所述车辆etc信息生成车辆信息帧，并将所述车辆信息帧发送至所述车道控制机。

该车辆轴型信息可以是在发行车载单元时存储至该车载单元。所述车辆etc信息除了包含车辆轴型信息，还可包括用户id信息、用户类型信息、车辆类型信息、车辆行驶路径信息和/或其他用于核定计费标准和计算费用的信息。

步骤106：所述车道控制机判断所述车辆信息帧是否包含车辆etc信息，并且，在所述车辆信息帧不包含车辆etc信息的情况下，发送第一停止交易指令至所述后置路侧单元；在所述车辆信息帧包含车辆etc信息的情况下，发送第二继续交易指令至所述后置路侧单元。

可以通过判断车辆信息帧中的data字段是否包含有数据内容，或者判断data字段是否包含符合车辆etc信息格式要求的数据内容，来判断该车辆信息帧是否包含车辆etc信息。通过该第二继续交易指令可以告知路侧单元继续经由车载单元提取其他信息，例如，ic卡信息。

步骤107：所述后置路侧单元接收到所述第一停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，所述后置路侧单元接收到所述第二继续交易指令时，根据所述车载单元物理地址从所述车载单元提取ic卡信息，根据所述ic卡信息和从称重设备获取的称重信息生成ic卡信息帧，并将所述ic卡信息帧发送至所述车道控制机。

该ic卡为用户卡，其插设于车载单元中，可以用于预存费用或可以用于预扣费。该ic卡可以用于存储各种文件信息。

若车辆信息帧内未包含任何车辆etc信息，将无法获取车辆信息，则路侧单元可收到源于车道控制机所发送的第一停止交易指令；若车辆信息帧内的信息不完整，路侧单元可收到源于车道控制机所发送的第一停止交易指令并重新搜索。

在接收到第一停止交易指令后，后置路侧单元不再继续本次交易的后续流程，例如，不再经由车载单元获取ic卡信息，从而不会进行后续的计费、扣费等动作。在结束本次交易流程后，后置路侧单元可以重新搜索是否有新的车载单元进入天线的通信区域，以准备进行下一次交易。在接收到第二继续交易指令后，后置路侧单元可以针对该车载单元进行后续操作，例如，提取ic卡信息，从而进行后续的计费、扣费等动作。

步骤108：所述车道控制机判断所述ic卡信息帧是否包含ic卡信息；在所述ic卡信息帧不包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机发送第二停止交易指令至所述后置路侧单元；在所述ic卡信息帧包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机根据从称重设备获取的称重信息、所述车辆轴型信息和所述ic卡信息发送消费交易指令至所述后置路侧单元。

可以通过判断ic卡信息帧中的data字段是否包含数据内容，或是否包含符合ic卡信息格式要求的数据内容，来判断ic卡信息帧是否包含ic卡信息。在所述ic卡信息帧包含ic卡信息的情况下，可以进一步判断该ic卡信息的有效性，只有在有效的情况下，才继续执行后续动作。

车道控制机可以发送称重指令给称重控制器，称重控制器可以控制秤台对车辆进行称重，并可将记录的称重信息发送至车道控制机。该称重信息可以结合车辆轴型信息计算出费用金额，根据费用金额可以从ic卡中扣费。

示例性地，有效的ic卡信息可以是指包含用于扣费的银行账户信息、可透支的银行账户或者其他能进行扣费交易的第三方账户信息的ic卡信息。在一些实施例中，只有当ic卡信息帧中包含的用于扣费的银行账户或者第三方账户内余额高于单次交易额上限时，才被认定为包含有效的ic卡信息。

车道控制机提取有效的ic卡信息后，若发现ic卡信息帧没有包含有效ic卡信息，可发送第二停止交易指令至路侧单元，以终止本次交易，或者，可通过人工方式对对应车载单元的车辆进行过站处理。

步骤109：所述后置路侧单元接收到所述第二停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，接收到所述消费交易指令时，所述后置路侧单元与所述车载单元进行交易，根据交易结果生成交易信息帧，以及发送所述交易信息帧至所述车道控制机。

第二停止交易指令可包括两类，一种是用于使路侧单元重新搜索车载单元，另一种是用于使路侧单元重新发送ic卡信息帧。当ic卡信息帧中没有包含ic卡信息时，可表示无法采集ic卡信息，则车道控制机可发送包含重新搜索车载单元指令的第二停止交易指令；当ic卡信息帧中包含不完整状态的ic卡信息时，车道控制机可发送包含重新发送ic卡信息帧指令的第二停止交易指令。

所述不完整状态的ic卡信息为数据传输过程中丢失、部分信息采集失败的情况；当重新发送ic卡信息帧达到设定次数仍无法获得有效ic卡信息时，则车道控制机发送包含重新搜索车载单元指令的第二停止交易指令。

进而，消费交易指令可以包含要求采集交易信息的指令，也可以仅包括确认收到ic卡信息帧的答复信息，当路侧单元收到答复信息时，根据预设步骤采集交易信息，并生成交易信息帧。

步骤110：接收到所述交易信息帧后，所述车道控制机保存并确认所述交易信息帧的交易结果信息，并发送确认完成交易的信息至所述后置路侧单元。

在进行扣费交易的过程中，路侧单元可以读取用户卡中的文件信息，并修改该文件信息，而且可以将写入是否成功的结果作为交易结果返回给车道控制机，以完成一次扣费交易。车道控制机接收到交易结果后可以发送确认信息给路侧单元，进而路侧单元可以重新搜索车载单元，以进行下一次交易。

上述步骤101至步骤110中，所述初始化指令、所述车载单元信息帧、所述第一继续交易指令、所述车辆信息帧、所述第一停止交易指令、所述第二继续交易指令、所述第二停止交易指令、所述消费交易指令及所述交易信息帧的数据帧可包括：帧开始标志字段、通信协议版本号字段、帧序列号字段、帧数据长度字段、帧数据内容字段及crc校验值字段；其中，所述crc校验值字段的值用于对所述通信协议版本号字段、所述帧序列号字段、所述帧数据长度字段及所述帧数据内容字段的内容进行crc校验。其中，通信协议版本号字段可以便于统计各个版本的状况。帧数据长度字段便于校验帧数据是否丢失。crc校验值字段便于对各字段进行校验。

例如，上述各数据帧的帧格式依次包含stx、ver、seq、len、data、crc。数据帧中各数据域的数据均可采用无符号整型编码。以字节表示的数据，均可为高位字节在前、低位字节在后的大端模式。对于未定义或者保留的参数默认值可填00h。更具体地，例如，字段stx为帧开始标志，为2字节，取值为ffffh；字段ver为协议版本号，当前版本为00h；字段seq为帧序列号，为1个字节，其中，rsu的帧序列号的低半字节为1～9，高半字节为0，帧序列号每次加一，用于标识每一次的通信，rsu发送的帧序号为0xh，其中x为1,2,3,4,5,6,7,8,9，车道控制机发送的帧序号为x0h，其中x为1,2,3,4,5,6,7,8,9；字段len为data域的长度，4字节(ver＝0x00，高2字节保留，低两字节为data域长度)；字段data为帧数据内容；字段crc为从ver到data所有字节的crc16校验值，2字节，初始值为ffffh。在一些实施例中，在上述步骤103之前，即，在检测到车载单元的情况下，后置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至车道控制机之前，图1所示的适用于货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：1031，后置路侧单元提取设备信息并生成设备状态信息帧，发送设备状态信息帧至所述车道控制机；1032，车道控制机根据所述设备状态信息帧确认是否后置路侧单元已初始化完成，并当后置路侧单元初始化失败时，重新发送所述初始化指令至后置路侧单元，直到达到最大重新发送次数。

在一些实施例中，上述实施例所述的货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：111，在没有检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元仍按设定时间间隔发送不包含车载单元信息的车载单元信息帧至车道控制机；112，车道控制机根据不包含车载单元信息的车载单元信息帧，确认后置路侧单元的工作状态以及车道控制机和后置路侧单元之间的tcp连接状态是否正常，并在超过所述设定时间间隔未收到不包含车载单元信息的车载单元信息帧时，确认车道控制机与后置路侧单元之间的tcp连接中断，并重新发送所述初始化指令至后置路侧单元。

上述步骤111中，不包含车载单元信息的车载单元信息帧中data字段中的数据内容可以为空。上述步骤112中，可以根据数据帧中的帧开始标志字段确认该数据帧为车载单元信息帧。

上述步骤112中，路侧单元在其通信区域内搜索不到车载单元的情况下，也定时向车道控制机发送车载单元信息帧，作为心跳信息使用，表示路侧单元正常工作状态，也用于表示连接状态正常。

在车载单元信息帧设置执行状态代码字段，当路侧单元在其通信区域内搜索不到车载单元的情况下将执行状态代码字段置为80h，表示没有其他数据进行传送，仅作为心跳信息使用；当路侧单元在其通信区域内搜索到车载单元的情况下将执行状态代码字段置为00，表示有后续数据。

然而，当车道控制机超过设定时长未接收到路侧单元发送的心跳信息时，重新发送初始化指令。

在一些实施例中，在执行上述步骤107时，具体而言，路侧单元接收到所述第一停止交易指令时，停止本次交易流程的同时，图1所示的适用于货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：113，后置路侧单元根据所述第一停止交易指令重新检测车载单元，或者，重新发送车辆信息帧至车道控制机，直至达到第一最大重复发送次数。在执行上述步骤109时，具体而言，后置路侧单元接收到所述第二停止交易指令时，停止本次交易流程的同时，图1所示的适用于货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：114，后置路侧单元根据所述第二停止交易指令重新检测车载单元，或者，重新发送ic卡信息帧至车道控制机，直至达到第二最大重复发送次数。

上述步骤113中，所述车道控制机接收到所述后置路侧单元发送的车辆信息帧b3h，根据车辆信息帧b3h的帧数据长度字段标注的数值，校验帧数据内容部分的完整性，若不完整将重新发送当前指令帧命令的第一停止交易指令；当重新发送当前指令帧到达3次依然不完整时，车道控制机发送包含重新搜索车载单元指令的第一停止交易指令帧；所述车道控制机判断车辆信息帧b3h是否包含有效车辆etc信息，具体判断是否包含etc用户id信息、用户类型信息、车辆类型信息、车辆行驶路径信息和/或其他用于核定计费标准和计算费用的信息。当车辆信息帧b3h不包含有效车辆etc信息时，回复包含重新搜索车载单元指令第一停止交易指令；当所述车辆信息帧b3h包含有效车辆etc信息时，发送第二继续交易指令至所属后置路侧单元；具体的第一停止交易指令采用停止交易指令c2h，停止交易指令c2h仅包含车载单元物理地址信息，以及用于标注重新搜索车载单元或重新发送当前帧的停止类型信息；第二继续交易指令采用继续交易指令c1h。

上述步骤114中，所述后置路侧单元确认接收到第二继续交易指令后，采集对应物理地址下车载单元的ic卡信息，并生成ic卡信息帧b4h；ic卡信息包括：交易类型、银行账户信息、账户余额、上次过站信息等。

在一些实施例中，图1所示的适用于货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：115，在接收到所述后置路侧单元发送的一数据帧时，所述车道控制机将该数据帧中的帧数据长度字段的值与该数据帧中的帧数据内容的长度进行比较，以判断该数据帧中的帧数据内容是否发生丢失。

具体的，车道控制机将收到路侧单元发送的数据帧后，读取数据帧中的帧数据长度字段，例如，帧数据长度字段标注的内容为50个字节；判断接收到的数据帧中帧数据内容的长度是否为50个字节，若是，则表示数据帧的帧数据内容完整，否则表示数据帧的帧数据内容丢失；当帧数据内容丢失时，车道控制机可以请求重新发送当前帧数据。

在本实施例中，车道控制机将收到的车载单元信息帧、车辆信息帧、ic卡信息帧和交易信息帧中的帧数据长度字段值与接收到的帧数据内容的长度比较，当帧数据内容的长度等于帧数据长度字段值时，表示帧数据内容完整；当帧数据内容的长度小于帧数据长度字段值时，表示帧数据内容不完整，进一步地，车道控制机可以请求重新发送当前帧数据。

在一些实施例中，所述初始化指令的帧数据内容字段包含用于标注业务类型的8位数二进制字段。其中，业务类型可以包括过车处理业务，更具体地，过车处理业务可包括收费业务等。

在一些实施例中，所述初始化指令的帧数据内容字段包含用于标注车道工作模式的字段，所述车道工作模式包含：封闭式etc入口、封闭式etc出口、etc开放式、标识站及省界合建站。

具体的，封闭式etc入口和封闭式etc出口表示高速公路路段两端设置的入口处路侧单元和出口处路侧单元；开放式etc表示不设置出入口的高速公路路段的所述后置路侧单元；标识站是指在高速公路行驶路段上设置的用于写入路径信息的所属后置路侧单元，用于在车载单元经过时，在车载单元中写入用于标识路径信息的ef04文件并写入路径信息，并同时向车载单元装载的ic卡中写入用于标注路径信息的0008文件和0009文件并写入路径信息；省界合建站表示两省交界处的所述后置路侧单元。

上述步骤102，所述后置路侧单元根据所述初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，具体而言，可以是，所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行业务类型初始化，以及所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行车道工作模式初始化。

在一些实施例中，上述步骤102中，所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行业务类型初始化，具体地，可包括步骤：1021，所述后置路侧单元读取所述初始化指令中的业务类型字段的8位数二进制编码，从预存储的业务类型中调取与所述8位数二进制编码对应的业务类型，并设定相应的业务类型参数。上述步骤102中，所述后置路侧单元根据所述初始化指令进行车道工作模式初始化，具体地，可包括步骤：1022所述后置路侧单元读取所述初始化指令的车道工作模式字段编码，从预存储的车道工作模式中调取与所述车道工作模式字段编码对应的车道工作模式，并设定相应的车道工作模式参数。

在一些实施例中，所述货车etc车道系统还包括前置路侧单元。在此情况下，图1所述的适用于货车etc车道系统的通信方法，还可包括步骤：116，所述车道控制机发送第二初始化指令至所述前置路侧单元；117，所述前置路侧单元根据所述第二初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，并在所述车道控制机与所述前置路侧单元之间建立tcp连接；118，在检测到车载单元的情况下，所述前置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至所述车道控制机；119，所述车道控制机发送有效性信息获取指令至所述前置路侧单元；120，所述前置路侧单元包含车载单元物理地址的车载单元信息帧获取有效性信息，以告知所述车道控制机发送栏杆抬起指令至前置栏杆。

上述步骤118中，所述前置路侧单元表示为高速公路收费路段最前端设置的入口处的路侧单元。所述前置路侧单元将识别到的车载单元信息发送至所述车道控制机，所述车道控制机接收车载单元信息帧，可在之后的通信过程中标记该车载单元。通过一车载单元的物理地址，所述前置路侧单元可以将该车载单元与其他车载单元区分开，从而实现所述前置路侧单元与该车载单元之间进行的信息交互不受干扰。

上述步骤119中，所述车道控制机发送有效性信息获取指令至所述前置路侧单元，有效性信息可表示为id信息、用户类型信息、车辆类型信息、车辆行驶路径信息。

上述步骤120中，所述前置路侧单元包含车载单元物理地址的车载单元信息帧获取有效性信息，以告知所述车道控制机发送栏杆抬起指令至前置栏杆，所述前置栏杆表示为所述前置路侧单元与称重平台之间的栏杆部分，所述前置栏杆可分流无标签车，控制车辆的通行速度，判断未进入称重台的车辆能否进入称重台。

所述前置路侧单元每间隔设定时长发送一次无数据的车载单元信息帧至所述车道控制机，用于确认连接状态。

在本实施例中，所述前置路侧单元在其通信区域内搜索不到车载单元的情况下，也定时向所述车道控制机发送车载单元信息帧，作为心跳信息使用，表示所述前置路侧单元正常工作状态，也用于表示连接状态正常。

另外，本发明实施例还提供了一种货车etc车道系统，该货车etc车道系统包括后置路侧单元和车道控制机，其中，所述后置路侧单元和所述车道控制机之间是通过上述实施例所述的通信方法进行通信。

为使本领域技术人员更好地了解本发明，下面将以具体实施例说明本发明的实施方式。

图2是本发明一实施例中车道控制机和路侧单元之间的交互示意图。参见图2，一具体实施例中，适用于货车etc车道系统的通信方法，可包括步骤：

所述车道控制机发送初始化指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元根据所述初始化指令分别进行业务类型和车道工作模式初始化，并在所述车道控制机与所述后置路侧单元之间建立tcp连接；

在检测到车载单元的情况下，所述后置路侧单元将包含车载单元物理地址的车载单元信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述车载单元信息帧是否包含车载单元物理地址，并在确认所述车载单元信息帧包含车载单元物理地址的情况下，发送第一继续交易指令至所述后置路侧单元；

接收到所述第一继续交易指令时，所述后置路侧单元根据所述车载单元物理地址获取至少包括车辆轴型信息的车辆etc信息，根据所述车辆etc信息生成车辆信息帧，并将所述车辆信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述车辆信息帧是否包含车辆etc信息，并且，在所述车辆信息帧不包含车辆etc信息的情况下，发送第一停止交易指令至所述后置路侧单元，在所述车辆信息帧包含车辆etc信息的情况下，发送第二继续交易指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元接收到所述第一停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，所述后置路侧单元接收到所述第二继续交易指令时，根据所述车载单元物理地址从所述车载单元提取ic卡信息，根据所述ic卡信息生成ic卡信息帧，并将所述ic卡信息帧发送至所述车道控制机；

所述车道控制机判断所述ic卡信息帧是否包含ic卡信息；在所述ic卡信息帧不包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机发送第二停止交易指令至所述后置路侧单元；在所述ic卡信息帧包含ic卡信息的情况下，所述车道控制机根据从称重设备获取的称重信息、所述车辆轴型信息和所述ic卡信息发送消费交易指令至所述后置路侧单元；

所述后置路侧单元接收到所述第二停止交易指令时，停止本次交易流程；或者，接收到所述消费交易指令时，所述后置路侧单元与所述车载单元进行交易，根据交易结果生成交易信息帧，以及发送所述交易信息帧至所述车道控制机；

接收到所述交易信息帧后，所述车道控制机保存并确认所述交易信息帧的交易结果信息，并发送确认完成交易的信息至所述后置路侧单元。

其中，车道控制机向路侧单元发送初始化指令c0h，初始化指令c0h的帧数据内容字段标注有车道工作类型的字段数值为8，标注业务类型的字段数值为10101010，还标注有路侧单元发送心跳信息的时间为20ms以及路侧单元功率级数、信号道等。

路侧单元根据初始化指令c0h配置系统参数，根据工作类型的字段数值“8”将车道工作类型设定为省界合建站，将业务类型的字段数值“10101010”中第一位、第三位、第五位和第七位对应的业务类型设置为有。根据初始化指令c0h标注的路侧单元功率级数和信号道配置相关参数。

路测单元采集路侧单元主状态参数、psam(终端安全控制模块)卡个数、psam卡终端机编号等信息并生成设备状态信息帧b0h，并将设备状态信息帧b0h回复至车道控制机。当车道控制机未收到设备状态信息帧b0h，或设备状态信息帧b0h显示初始化失败时，车道控制机重新发送初始化指令c0h；进一步地，路侧单元初始化完成后，车道控制机每间隔20ms接收一次路侧单元发送的无数据的车载单元信息帧b2h，作为心跳信息确认路侧单元与车道控制机的连接状态。

当路侧单元检测到信号范围内有车载单元时，采集车载单元物理地址信息、发行商代码、协约版本以及车载单元状态等信息并生成车载单元信息帧b2h；车道控制机接收路侧单元回复的车载单元信息帧b2h，并发送第一继续交易指令作为应答，本示例中第一继续交易指令采用继续交易指令c1h，继续交易指令c1h仅包含车载单元物理地址信息以及应答信息。

路侧单元确认接收到第一继续交易指令后，采集对应物理地址下车载单元的车辆etc信息并生成车辆信息帧b3h。车辆etc信息包括：车载单元记载的车牌号、车辆颜色、车辆类型、用户类型、车辆尺寸、车轮数、车轴数以及车辆发动机号等信息。

车道控制机接收到路侧单元发送的车辆信息帧b3h，根据车辆信息帧b3h的帧数据长度字段标注的数值，校验帧数据内容部分的完整性，如果不完整则回复包含重新发送当前指令帧命令的第一停止交易指令；当重新发送当前指令帧到达3次仍不完整时，车道控制机发送包含重新搜索车载单元指令的第一停止交易指令帧；车道控制机判断车辆信息帧b3h是否包含有效车辆etc信息，具体判断是否包含etc用户id信息、用户类型信息、车辆类型信息、车辆行驶路径信息和/或其他用于核定计费标准和计算费用的信息。当车辆信息帧b3h不包含有效车辆etc信息时，回复包含重新搜索车载单元指令第一停止交易指令；当所述车辆信息帧b3h包含有效车辆etc信息时，发送第二继续交易指令至路侧单元；具体的第一停止交易指令采用停止交易指令c2h，停止交易指令c2h仅包含车载单元物理地址信息，以及用于标注重新搜索车载单元或重新发送当前帧的停止类型信息；第二继续交易指令采用继续交易指令c1h。

路侧单元确认接收到第二继续交易指令后，采集对应物理地址下车载单元的ic卡信息，并生成ic卡信息帧b4h；ic卡信息包括：交易类型、银行账户信息、账户余额、上次过站信息等。

车道控制机接收路侧单元发送的ic卡信息帧b4h，根据ic卡信息帧b4h的帧数据长度字段标注的数值，校验帧数据内容部分的完整性，如果不完整则回复包含重新发送当前指令帧命令的第二停止交易指令；当重新发送当前指令帧到达3次仍不完整时，车道控制机发送包含重新搜索车载单元指令的第二停止交易指令帧；车道控制机判断ic卡信息帧b4h是否包含有效的ic卡信息，具体判断是否包含用于扣费的余额充足的银行账户信息或者其他能够完成扣费交易的第三方账户信息，当ic卡信息帧b4h不包含有效ic卡信息时，发送包含重新搜索车载单元指令第二停止交易指令至路侧单元；具体的，第二停止交易指令采用停止交易指令c2h。当ic卡信息帧b4h包含有效ic卡信息时，发送消费交易指令c6h至路侧单元；消费交易指令c6h包含车载单元物理地址信息，用于向指定车载单元发送指令；交易记录信息，用于记录交易内容扣款信息等，具体可以是一个包含扣费交易记录的文件，例如，设置名称为“0019”的文件记录扣费交易信息；扣款额信息，用于标注扣款费用；过站信息，用于写入所经过的路径信息。

路侧单元接收到消费交易指令后，对车载单元写入交易信息，并生成交易信息帧b5h。交易信息帧b5h包括：车载单元物理地址信息、psam卡终端机编号、交易时间、交易类型、交易认证编码、ic卡脱机交易序号、psam卡终端机交易序号、交易后余额。

车道控制机接收到路侧单元发送的交易信息帧b5h，并发送确认完成交易的信息，具体的，确认完成交易的信息采用c1h。

综上所述，本发明实施例的适用于货车etc车道系统的通信方法和货车etc车道系统，通过对数据帧格式的统一并在初始化指令中标注业务类型和车道工作类型，协调etc车辆在各个省份通行时的业务结算过程；通过标注接收和发送的信息帧的通信协议版本号，降低通信时间和交易成本，使etc在业务交易、结算更便捷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。