专利名称：：一种嵌入式动态交通信息接收系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及城市道路的动态交通路况信息服务的处理应用领域，特别是涉及一种基于动态交通信息服务协议的嵌入式动态交通信息的接收系统。
背景技术：
：城市交通日益拥堵、事故频发以及交通带来的环境恶化和能源短缺已成为当前世界各国面临的共同挑战，交通问题巳成为各国政府亟待解决的重要问题。交通系统是一个复杂的社会化综合性系统，单独从道路或车辆的角度来考虑，都很难解决交通问题。智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,简写为ITS)就是将信息处理技术、数据通信技术、电子传感技术以及电子控制技术等有效地集成运用于整个交通管理与服务中，从而建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理服务系统。现阶段，交通信息服务系统(ATIS)在国内已经有了长足的发展，在北京已经进入商用阶段，但是基于动态交通信息服务协议的、并可支持多CA(CertificationAuthority)管理的解码模块在国内相关领域尚属空白，作为接收动态交通信息必不可少的部分，是ITS信息服务处理应用领域的技术人员和专家迫切要解决的问题。
发明内容本发明的目的是提供一种嵌入式动态交通信息接收系统，所述接收系统的特点是适用于资源有限的嵌入式硬件平台，程序稳定性好，消耗内存低，并提供用户CA管理，支持多种通信接口(包括蓝牙，USB，COM)并可以实时地解码动态交通信息。本发明嵌入式动态交通信息接收系统主要包括数据采集模块、基于CA控制的信道解密模块、动态交通信息解码模块、通信控制模块、加密狗模块、中央控制模块六大部分。为了实现USB将交通信息传送给导航仪，本发明还设计了一个通讯协议，依靠该通讯协议实现导航终端与嵌入式动态接收系统的互动，包括设置频率，传输开始和关闭，模块休眠和唤醒，获得信号场强自动搜索交通信息发布频道，终端导航软件的激活。数据采集模块驱动高频数据接收芯片采集广播数据到系统中，接收到的数据在服务端是通过CA系统加过密的，只有享受特定服务的特定用户才能正确解密他能使用的数据，这些操作都是在基于CA控制的信道解密模块里进行，解密后的数据被传送到动态交通信息解码模块。在那里数据会被按照动态交通信息协议标准解析并拆分为可以直接使用的地图链路数据，然后通过通信模块发送到导航仪。加密狗模块保护本系统以及导航软件的知识产权，通信模块维护本系统与上位机的通讯，包括解析和生成通讯协议消息。中央控制模块主要用于控制嵌入式系统各个硬件模块的行为，包括中断响应和对于上位机的请求应答。本发明的优点在于将高频接收，CA服务和动态交通信息的解码固化到尺寸小的、携带方便的、可以即插即用的嵌入式硬件上。同时通过加密狗的功能可以与软硬件进行绑定保护该产品以及导航终端的知识产权。图1为本发明接收系统结构框图2为基于CA控制的信道解密模块结构框图3为动态交通信息解码模块框图4为通信控制模块框图5为加密狗模块结构框图6中央控制模块框图7通信协议中的请求消息；图8通信协议中的应答消息。具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。本发明嵌入式动态交通信息的接收系统，包括数据采集模块1、基于CA控制的信道解密模块2、动态交通信息解码模块3、通信控制模块4、加密狗模块5、中央控制模块6六大部分，如图1所示。所述的数据采集模块1用来初始化高频芯片、USB通信模块、SPI、I2C总线通信模块，驱动高频数据接收芯片，釆集广播数据并将釆集到的广播数据输送给基于CA控制的信道解密模块2进行解密处理。所述的基于CA控制的信道,模块2包括第一层解密单元201，第二层解密单元202,第三层解密单元203,如图2所示，从广播数据中获取的密钥数据包里面包含多个EMM(授权管理信息)和ECM(授权控制信息)，把EMM和ECM看作是被加过密的key。则第一层解密单元201会提取私有密钥PDK(用户分配密钥)去解密相应EMM，解哪个EMM取决于用户定制的服务，解密完会得到业务密钥SK。在第二层解密单元202，业务密钥SK被用来解密ECM，得到控制字CW。控制字CW作为加密交通信息的密钥，在第三层解密单元203用控制字CW解密加密交通信息并得到最终的交通信息输送给动态交通信息解码模块3进行解码处理。所述的动态交通信息解码模块3包括链路层解码模块301、网络层解码模块302、传输层解码模块303和应用层解码模块304,如图3所示，经过基于CA控制的信道解密模块2解密后得到的交通信息进入链路层解码模块301，在链路层解码，莫块301中，交通信息数据被拆分和重新组合，生成BLOCK的网络层数据结构，在网络层解码t莫块302中，对所述的BLOCK组合生成GROUP的数据结构，GROUP数据进入传输层解码模块303进行差错控制和数据校正。有错误的GROUP会被丢弃，正确的GROUP在传输层解码模块303中被处理成网格数据PAGE,然后网格数据PAGE传送到应用层解码模块304,网格数据PAGE在应用层解码模块304中被逐个解析并拆分成许多链路数据，这些链路数据与地图的道路相匹配。所述的通信控制模块4主要包括通讯协议分析模块401和硬件控制接口402两部分，如图4所示，通讯协议分析模块401用于分析来自导航仪的请求和命令消息，根据内置的指令库，明确这些消息的属性和内容(包括指令和激活口令)，然后将解析出来的指令和激活口令发送到中央控制，莫块6和加密狗纟莫块5。所述的通讯协议分析纟莫块401还负责将动态交通信息解码模块3输出的链路数据按照相应消息的形式封装好，传给硬件控制接口402。所述的硬件控制接口402用来驱动各种通讯芯片，包括蓝牙，USB和COM串口，然后把通讯协议分析模块401生成的响应消息通过蓝牙、USB和COM串口等通信方式传输到导航仪。所述的加密狗模块5主要由预处理模块501和加密狗嗅探模块502两部分组成，如图5所示。预处理模块501对激活口令进行预处理，这个处理是生成激活码的逆过程，激活码被预处理以后会生成一个ID，在加密狗嗅探模块502里对这个ID进行转译后，会与固化硬件ID进行匹配，如果匹配成功，则嵌入式系统和导航软件都被激活，釆用固化硬件ID的好处是使得嵌入式系统和导航软件与硬件本身进行绑定。可以保护本系统以及导航软件的知识产权。所述的中央控制模块6是硬件驱动程序与中断处理程序的集成，主要由驱动和总线控制模块601、控制和响应策略模块602、行为生成模块603组成，如图6所示。一方面，控制和响应策略模块602会接受外设中断，根据相应的中断向量去处理来自外设中断的请求。另一方面行为生成模块603接收到从通信控制模块4传来的指令，在行为生成模块603中把这些指令转化为硬件的行为原语，然后由控制和响应策略模块602将行为原语转化为对硬件的驱动动作，通过驱动和总线控制纟莫块601驱动具体的硬件控制指令来实现原语定义的真实动作。为了实现本发明的接收系统与导航仪之间的数据通信，本发明设计制定了通讯协议，所制定通信协议的请求消息格式如图7所示。请求消息的格式定义为6字节，报头Head为0x5A占1个字节，接着主体Body为1个字节的命令标识、4个字节的命令参数(主要用于传递需要设置的FM频率值给从设备)，具体结构如表2所示表2发送的请求消息格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>请求消息最多可支持256种命令标识，已经定义的命令说明如下0x01:请求FMreceiverID(硬件版本号+软件版本号)。0x02:请求当前FM场强。0x03:设置FM的频率。举例单位10KHZ，如果设置FM频率为100MHZ^10000KHZ。则发送的请求消息如表3，为表3发送的请求消息格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如果上位机发出的命令不合法，FMreceiver会发类型标识为OxFE的响应消息。如图8所示为通讯协议中的应答消息的格式，同样有分为Head和Body两部分，具体如表4所示表4响应消息的head结构<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>保留位用O填充。类型与请求报文的命令标识对应(比如0x00是对于请求设备硬件版本号信息的响应报文)。结果O代表命令执行成功，l代表命令执行失败。消息主要用于返回硬件版本号。场强值只有当类型标识为0x02时有意义，表示所处环境FM的信号强度，共分5个等级,由0到4，4为最强，O为无信号。如果上位机发出的命令不合法，FMreceiver会发类型标识为OxFE的响应消息。如表5为响应消息的body结构，对于命令OxOl(请求FMReceiverID)的响应消息里要返回FMReceiverID,FMReceiverID包括两部分,高9个字节是硬件版本号，低9个字节是软件版本号。数据按照ASCII编码存储。对于命令0x08，在响应消息的body里装有当前工作的FM频率值。对于自动搜台命令0x09,FM接受端在接收到该命令以后，会启动自动捜索，并在搜到FM交通台后，接收系统会自动工作在该频点，并把当前FM频率值封装到响应消息的body里发送给CE端，如果没有搜到台会返回消息来告知导航仪操作失败。(CE程序可以灵活利用这个接口实J见一些功能)对于0x03(设置频率)和0x09(启动自动搜台)指令，响应消息的body里会包含当前场强值和FM频率值，如果需要当前场强值和FM频率值，可以直接从消息的body里取出。表5响应消息的body结构<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1、一种嵌入式动态交通信息接收系统，其特征在于所述系统包括数据采集模块、基于CA控制的信道解密模块、动态交通信息解码模块、通信控制模块、加密狗模块、中央控制模块六大部分，其中，所述的数据采集模块用来初始化高频芯片、USB通信模块、SPI、I2C总线通信模块，驱动高频数据接收芯片，采集广播数据并将采集到的广播数据输送给基于CA控制的信道解密模块进行解密处理；所述的基于CA控制的信道解密模块包括第一层解密单元，第二层解密单元，第三层解密单元，广播数据中包含EMM和ECM，把EMM和ECM看作是被加过密的key，第一层解密单元提取广播数据中的私有密钥PDK去解密相应EMM，得到业务密钥SK；第二层解密单元通过业务密钥SK来解密ECM，得到控制字CW，控制字CW作为加密交通信息的密钥，在第三层解密单元用来解密加密交通信息并得到最终的交通信息输送给动态交通信息解码模块进行解码处理；所述的动态交通信息解码模块包括链路层解码模块、网络层解码模块、传输层解码模块和应用层解码模块，经过基于CA控制的信道解密模块解密后得到的交通信息进入链路层解码模块中被拆分和重新组合，生成BLOCK的网络层数据结构，在网络层解码模块中，对所述的BLOCK组合生成GROUP的数据结构，GROUP数据进入传输层解码模块进行差错控制和数据校正，有错误的GROUP被丢弃，正确的GROUP在传输层解码模块中被处理成网格数据PAGE，然后网格数据PAGE传送到应用层解码模块，网格数据PAGE在应用层解码模块中被逐个解析并拆分成许多链路数据，这些链路数据与地图的道路相匹配；所述的通信控制模块主要包括通讯协议分析模块和硬件控制接口两部分，通讯协议分析模块用于分析来自导航仪的请求和命令消息，根据内置的指令库，明确这些消息的属性和内容，然后将解析出来的指令和激活口令发送到中央控制模块和加密狗模块；所述的通讯协议分析模块还负责将动态交通信息解码模块输出的链路数据按照相应消息的形式封装好，传给硬件控制接口；所述的硬件控制接口用来驱动通讯芯片，通讯芯片包括蓝牙，USB和COM串口，然后把通讯协议分析模块生成的响应消息通过蓝牙、USB和COM串口等通信方式传输到导航仪；所述的加密狗模块主要由预处理模块和加密狗嗅探模块两部分组成，预处理模块对激活口令进行预处理，这个处理是生成激活码的逆过程，激活码被预处理以后生成一个ID，在加密狗嗅探模块里对这个ID进行转译后，与固化硬件ID进行匹配，如果匹配成功，则嵌入式系统和导航软件都被激活，采用固化硬件ID使得嵌入式系统和导航软件与硬件本身进行绑定；所述的中央控制模块主要由驱动和总线控制模块、控制和响应策略模块、行为生成模块组成，一方面，控制和响应策略模块接受外设中断，根据相应的中断向量去处理来自外设中断的请求；另一方面行为生成模块接收到从通信控制模块传来的指令，在行为生成模块中把这些指令转化为硬件的行为原语，然后由控制和响应策略模块将行为原语转化为对硬件的驱动动作，通过驱动和总线控制模块驱动具体的硬件控制指令来实现原语定义的真实动作；上述的嵌入式动态交通信息接收系统与导航仪之间的数据通信通过通讯协议实现。2、根据权利要求l所述的一种嵌入式动态交通信息接收系统，其特征在于所述的来自导航仪的请求和命令消息的属性和内容包括指令和激活口令。3、根据权利要求1所述的一种嵌入式动态交通信息接收系统，其特征在于所述的通讯协议，其请求消息格式定义为6字节，报头Head为占一个字节的0x5A，主体Body为1个字节的命令标识和4个字节的命令参数；通讯协议的应答消息定义为18个字节。全文摘要本发明公开了一种基于动态交通信息服务协议的嵌入式动态交通信息的接收系统。主要包括数据采集模块、基于CA控制的信道解密模块、动态交通信息解码模块、通信控制模块、加密狗模块、中央控制模块六大部分。为了实现USB将交通信息传送给导航仪，本发明还设计了一个通讯协议，依靠该通讯协议实现导航终端与嵌入式动态接收系统的互动，包括设置频率，传输开始和关闭，模块休眠和唤醒，获得信号场强自动搜索交通信息发布频道，终端导航软件的激活。将高频接收，CA服务和动态交通信息的解码固化到尺寸小的、携带方便的、可以即插即用的嵌入式硬件上。同时通过加密狗的功能可以与软硬件进行绑定保护该产品以及导航终端的知识产权。文档编号G08G1/00GK101339695SQ200810119159公开日2009年1月7日申请日期2008年8月28日优先权日2008年8月28日发明者于海涛,周一新申请人:北京北斗天成导航技术有限公司