SE515611C2 - Anordning för dataöverföring medelst radiokommunikation - Google Patents

Description

25 30 515 611 2 särskilt motorvägar, broar och tunnlar, vilka är avgiftsbelagda. Vid passage förbi kontrollstället utsändes därvid en fràgesignal fràn detsamma, vilken uppfattas av enheten i det passerande fordonet och återsändes i sådan modulerad form, att ett svarsbesked återsändes från fordonsenheten till kontrollställets mottagare. Vid sådana mera utvecklade system, som här avses, kan utbytas en hel serie av sådana fråge- och svarsbesked varigenom en hel betalningsoperation kan genomföras, vars slutresultat är att medel, som programmerats på det till fordonsutrustningens läsare införda smarta kortet reduceras med avgiftsbeloppet samtidigt som kontrollstället registrerar att motsvarande mängd "elektroniska pengar" är mottaget.

Genomförandet av en så komplicerad operation, fordrar att transpondern dels skall kunna avge till flera olika frågor anpassade svarsbesked och skall kunna åstadkomma nämnda avräkning i det smarta kortet. Därvid räcker det ej att transpondern är utförd endast som en kommunikationsenhet utan fordonsutrustningen måste även förses med en dator för bearbetning och framställning av kodifierade data inklusive minnesutrustning för lagring av program och operationsresultat.

För att åstadkomma detta kan man välja två ytterlighetsvägar: antingen tillför man fordonsutrustningen en dator mellan transpondern och kortläsaren, eller låter kommunikationsenhet och lägger hela datorkraften i det smarta kortet. Det också man transpondern enbart ha funktionen som senare är dock ej möjligt om man i en vägtull skall tillåta fritt flöde förbi kontrollstället, även vid hög hastighet, emedan kommunikationen mellan det smarta kortet och transpondern via kortläsaren tar en tid, som är för lång för att en betalningsoperation skall kunna genomföras vid hög hastighet hos fordonet. Kontrollställets sändare måste nämligen ha relativt kort räckvidd dels för att selektivisering mellan olika fordon skall kunna ske och dels på grund av krav från myndigheter att signalerna skall ha en begränsad spridning. Det har därför vid friflödessystem visat sig vara nödvändigt att inför 10 15 20 25 30 515 611 kommunikationen överföra nödvändiga data från det smarta kortet till en direkt till transpondern kopplad dator.

Hittills kända system har utformats så att alla komponenter har en förutbestämd samhörighet, varvid kontrollställets utrustning är inrättad för en viss typ av operation och fordonsutrustningen dator utförd och programmerad att genomföra just denna typ av operation och med det smarta kortet anpassat till den specifika operationen och att samverka med fordonsutrustningens dator. Detta innebär att man får en stark låsning till det system, som anpassningen har skett till, varigenom en viss fordonsutrustning ej kan användas inom ett annat system, exempelvis ett avvikande system inom en annan territoriell area.

Det är naturligtvis en stor nackdel; vägfordon kan förflytta sig mellan olika territoriella areor och därvid behöva passera kontrollställen med andra system än den inbyggda utrustningen är anpassad för. Av säkerhetsskäl är fordonsutrustningen vanligen fast installerad i fordonet och kan ej utan vidare bytas eller ändras.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Uppfinningen avser en fordonsutrustning innefattande en kommunikationsenhet, en transponder, en läsare för ett smarta kort och en dator anordnad för transponderns styrning och anordnad att på instruktioner från det smarta kortet genomföra olika operationer under anpassning till det kommunikationssystem, som ifrågavarande kontrollställe är inrättat för.

Uppfinningens mål är att tillåta att betalsystem baserade på smarta kort kan användas inom regioner med olika system. Fordonsutrustningens dator skall därvid vara anordnad så att smarta kort, tillhörande olika betalsystem kan fungera tillsammans med densamma. Fordonsutrustningen, särskilt dess dator, skall därjämte kunna arbeta på ett så universellt sätt, att operationer i olika system skall kunna genomföras. Därmed skall således uppnås, att den 10 15 20 25 30 515 611 4 fasta utrustningen i fordonet utan ändringar och utan insättning av ny utrustning skall kunna kommunicera och genomföra operationen tillsammans med aktiva anläggningar anordnade för olika kommunikations- och operationssystem och samtidigt kunna arbeta i olika betalsystem och tillsammans med till dessa anpassade smarta kort.

Genom denna universialitet hos datorn kan fordonsutrustningar med densamma utföras i större serier med lägre tillverkningskostnader än om fordonsutrustningen måste anpassas till varje kommunikations- och operationssystem.

Detta uppnås enligt uppflnningen medelst en särskild, till ändamålet anpassad filstruktur, och medelst ett förfarande i enlighet med det efterföljande kravet 1.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: I det följande användes följande definitioner för vid uppfinningen använd utrustning.

Stationär utrustning: aktiv radiosändare- och mottagarutrustning, företrädesvis för mikrovàgor, anordnad i ett trafikkontrollställe såsom en vägtull och styrd av en dator för generering av krypterade data för utsändning och för behandling och registrering av inkommande, krypterade data vid mottagning.

Fordonsutrustning: i fordon, som skall passera den stationära utrustningen placerad passiv mottagar- och sändareutrustning för utbyte av krypterade data med den stationära utrustningen.

Transponder: en passiv sändare- och mottagarutrustning i fordonsutrustningen och anordnad att mottaga radiovågor och efter modulering återutsända dem, så att ett mottaget radierat meddelande kan 10 15 20 25 30 515 611 besvaras medelst återkastande av den mottagna modulerade signalen (en transponder kan vara utförd för sådan signalbehandling, att mindre komplicerade svarsbesked eller till och med svarssekvenser kan genereras av den enhet, som brukar benämnas transponder - här avses dock en mera komplicerad, datorunderstödd signalbehandling och -generering).

Fordonsdator: en dator kopplad till transpondern för mottagande av krypterade signaler via densamma, behandling av dessa, samt generering av signaler för återutsändning via transpondern. Dessutom skall datorn svara för kommunikation med ett smart kort via en kortläsare (se nedan) samt innefattar även läs- och skrivminne för lagring av program och registrering av data.

Kortläsare: läsare för smart kort, anordnad att upptaga data från kortet och vidarebefordra dessa till fordonsdatorn och vice versa.

Smart kort (ICC-kort): portabel minidator- och minnesenhet, vilken kan kopplas till fordonsutrustningen via kortläsaren och även till annan utrustning såsom betalställen för data representerande penningmedel, "elektroniska pengar".

Syftet med uppfinningen är, att fordonsutrustningen skall kunna vara universell, så att den kan samverka med olika typer och med olika program arbetande stationära utrustningar för genomförande av operationer i fjärrkommunikation och företrädesvis betaloperationer vid passerande av ett kontrollställe såsom en vägtull. Det förutsättes därvid att fordonsutrustningen samverkar med ett smart kort under mottagande från och omlagring av data i detsamma, såsom för reducering av data representerande penningmedel vid registrering av avgiftsbetalningar under passage av ett kontrollställe. Därvid förutsättes att under själva betalningsoperationen kommunikation sker enbart mellan den stationära utrustningen och fordonsdatorn via transponder medan mellan fordonsdatorn och smarta kortet under data ej utbytes 10 15 20 25 30 515 611 6 kommunikationen på grund av att sådant datautbyte beräknas erfordra så lång tid, att denna ej kan inrymmas inom tiden för en fordonspassage; med andra ord för operationen nödvändiga data hos kortet skall inlagras i fordonsdatorns minne före passagen.

Vad det gäller det sistnämnda, att arrangera operationen på ett sådan sätt, att den kan genomföras trots den korta tid, som står till förfogande för kommunikation mellan den stationära utrustningen och fordonsutrustningen, kan operationen struktureras påföljande sätt: Beh. data m. kryptografi (omf. datamängd) Läsn. fr. smarta kortet in i dat. (omf. datamängd) Datautbyte, stat.utr.-fordonsuntr. (flera mindre datamängder) Reg. av data för överf. till kortet (begränsad datamängd) utf. före komm. utf. före komm. utf. under komm. utf. under komm.

Låsn. av kortet (liten datamängd) utf. under komm.

Reg. av result. på smarta kortet (stor datamängd) utf. efter komm.

Frigör. av kortet från låsn. (liten datamängd) utf. efter komm.

Det smarta kortet kan vid förflyttning mellan olika områden behöva användas inom olika betalsystem; det måste ju för att kunna användas för betalningsoperationer kunna laddas med data motsvarande penningmedel, vilket ska kunna ske lokalt i härför anordnande betalningsställen, vilka kan vara inrättade för användning av viss typ av smart kort. Detta innebär att fordonsdatorn måste vara compatibel med dessa olika typer av kort. Som nämnts är också ett syfte med uppfinningen att fordonsdatorn via transpondern skall kunna samverka med stationära utrustningar, som arbetar med olika system och program. En huvuduppgift vid uppfinningen är därför att åstadkomma sådan dubbel compatibilitet hos fordonsdatorn. 10 15 20 25 30 515 611 Denna uppgift löses enligt uppfinningen så, att datorn är inrättad med ett antal datainlagringsfiler, vilka var och en innefattar ett program för genomförande av en operation enligt något av de system, som förutses kunna komma till användning, och med sådan uppdelning pà filerna så att varje förmodat system har sin egen programfil. Filerna sammanbindes av en adressenhet, vilken vid början av signalmottagningen detekterar i vilket system sändningen fràn den stationära utrustningen sker samt öppnar relevant fil för Signalbehandling och registrering enligt systemets kännetecken. Filerna kan även vara gafflade, uppdelade på flera underfiler i de fall det förekommer system, vilka ej entydigt kan detekteras vid inledningen av signalväxlingen men som senare möjliggör sådan detektering.

Vid sådan senare tidpunkt kan en ytterligare adresseringsenhet öppna adekvat underfil för fortsatt genomförande av operationen. l det enklaste fallet "presenterar sig" den fasta anläggningen med angivande av det använda systemets art, varigenom adekvat fil entydigt kan öppnas. I annat fall kan detekteringen behöva grundas på ett "igenkännande av signalgången", så att systemets karaktär kan fastställas. Det är särskilt vid detta fall som underfiler kan erfordras emedan vissa system kan inledningsvis vara lika men under den fortsatta signalväxlingen skiljer sig.

På motsvarande sätt kan datorn vara försedd med olika filer för olika system gällande det smarta kortet, så att den adekvata signalbehandlingen kan fastställas och ifrågavarande fil öppnas.

Datorn kan även vara försedd med en eller flera filer med endast en slutliga signalbehandling och operationsgenomförande sker genom en inledande grundprogrammering. Den programmeringen för korrekt information från den stationära utrustningen, som därvid måste vara inrättad för detta. 10 15 20 25 30 515 611 8 Alternativt kan i ett smart kort, som är anpassat för användning inom ett visst system, vara försett med en programmeringsenhet, vilken vid introduktion av kortet i fordonsutrustningen programmerar en endast grunddefinierad fil för en signalbehandling anpassad till det kommunikationssystem, som kortet är parat till. Användningssättet blir således, att om ett fordon passerar in i ett område, där de stationära utrustningarna ej arbetar enligt det system, som datorn momentant är programmerad för, så insättes ett smart kort i fordonsutrustningen, vilket är anpassat att användas inom ifrågavarande territoriella område och även anpassat till dettas betalsystem. l omedelbar anslutning till insättande av kortet programmeras fordonsdatorn att arbeta enligt det signalbehandlingssystem, som gäller inom området ifråga. Även för det smarta kortet kan vara reserverat en odefinierad fil, som slutprogrammeras i och med att kort, vilket ej har någon fil etablerad i datorn, sättes i fordonsutrustningen och kopplas till datorn. Kortet skall därvid vara försett med motsvarande data för slutprogammering av den odefinierade filen.

I det följande lämnas några förklaringar och ytterligare uppgifter kring vad som behandlats i det föregående. Därvid behandlas först sättet att dela upp databehandlingen för en operation i en förberedelsefas, en realtidsfas genomförd under kommunikationen och en efterbearbetningsfas.

Förberedelsefasen består i att data läses in till fordonsdatorn. Vid krypterade data förberedes denna läsning med kryptografiska operationer. Eventuellt göres hela förberedelsefasen enligt en instruktionslista som finns lagrad på ett visst ställe i smarta kort. Detta ställe skall då vara samma för alla de olika regionala kort som skall kunna hanteras och gör att datorn inte behöver arbeta med innebörden av operationerna och därför anpassar sig automatiskt till olika smarta kort.

Realtidsfasen hålls så liten som möjligt. 10 15 20 25 30 515 611 Efterbearbetningsfasen bör kunna utföras när kommunikationsområdet har lämnats men utan att datorn har kännedom om vilka data den hanterar.

Därför skall datorn ha en kommandokö där kommandon från den stationära utrustningen (skrivkommandon, innehållande de data som skall skrivas och var de skall skrivas) kan lagras tills de kan processas av fordonsdatorn, resulterande i skrivning till smarta kortet.

En tänkbar sekvens blir nu (exempel) behandla data med kryptografi (mycket data) före läs från smarta kortet (mycket data) före läs från transpondern (litet+mycket under data) gör op. på data i smarta kortet (debitering) under skriv till transpondern (litet data) under skriv till smarta kortet (mycket data) efter När det gäller nämnda anordnande av filer i fordonsdatorn för olika kommunikationssystem kan ytterligare nämnas: Hittills kända lösningar baseras på att datorn har ett minne som adresseras minnescell för minnescell. Vill man från vägsidan läsa vissa data måste man i den stationära utrustningen ange var dessa är lagrade. Man måste då ange i läskommandot t.ex. på vilken minnesadress läsningen skall börja och hur många celler man vill läsa. Man kan inte lagra in ytterligare data oberoende av de data som redan är lagrade, en central instans måste hålla reda på till delningen av minnesceller.

Genom att ge fordonsdatorn en enkel filstruktur bestående av en eller flera Application Definition Files (jämför katalog i DOS) under vilka man kan skapa en eller flera Application Elementary Files (jämför fil i DOS) och genom att tillåta direkt adressering av en uppsättning data genom att ange ADF- nummer + AEF-nummer + datauppsättning nummer och genom att gruppera 10 15 20 25 515 611 10 data så att data från en utgivare (t.ex. vägtullsbolaget) finns under en ADF medan data från en annan utgivare (t.ex. parkeringsbolaget) finns under en annan ADF och genom att låta innehållet i ADF indikera utgivare av data plus ev. versionsnummer och ev. annan information och genom att som första kommunikationssteg från fordonsutrustningen till den stationära utrustningen föra över innehållet i en/flera/alla ADF kan man uppnå fullständigt oberoende mellan olika utgivare av data som har data på samma fordonsutrustning och stationär utrustning behover inte känna till den exakta placeringen av data i fordonsdatorns minne, inte heller exakt storlek mm.

Man vill tillverka och sälja datautrustade transpondrar i stora kvantiteter utan att specialanpassa dem till olika vägtulls-system (eller andra liknande system). Vissa länder eller regioner kan ha eller komma att få, i ett senare skede, när redan många transpondrar finns i omlopp, speciella krav för hur data skall processas i transpondern. l ett sådant läge vill man inte behöva återkalla miljoner transpondrar för modifiering/utbyte.

Den nämnda lösning med en eller flera odefinierade filer innebär att inte bara data, utan även funktioner, som opererar på data, skall kunna laddas in i transpondern.

En variant är att det regionala smarta kortet förutom regionala data innehåller vissa regionala funktioner och att fordonsdatorn kan se att en lista över sådana funktioner existerar i smarta kortet och kan läsa över denna lista till sitt eget programminne.

En annan variant är att vägsidans antenner förutom att skriva och läsa data kan föra över funktioner till transpondern.

Claims (3)

10 15 20 25 30 515 611 11 Patentkrav:

1. Förfarande för dataöverföring medelst radiokommunikation, under användande av en fordonsutrustning, för betalningsoperationer mellan en kontrollställe, fordonsutrustningen vid passage av kontrollstället, varvid fordonsutrustningen stationär utrustning i ett såsom en vägtull, och innefattar en passiv mottagar- och sändarutrustning såsom en transponder, anordnad att mottaga radiovâgor och efter modulering àtersända dem så att ett mottaget radierat meddelande kan besvaras medelst återsändning av signalen efter modulering, en dator kopplad till mottagar- och sändarutrustningen för mottagande av krypterade signaler via densamma, behandling av dessa, samt generering av signaler för återutsändning och innefattande även läs- och skrivminne för lagring av program och för registrering av data, samt en kortläsare för kommunikation med en portabel minidator- och minnesenhet såsom ett smart kort, k ä n n e t e c k n at d ä r a v, att fordonsdatorn är anordnad med en eller flera filer med endast en grundprogrammering och att, för användning tillsammans med fordonsutrustningens kortläsare, avsedda att portabla enheter är lagrade med program för programmering av sagda, endast grunddefinierade filer till en Signalbehandling anpassad till det kommunikationssystem, som kortet är parat till, varvid före förmodad kommunikation enligt ett program anpassat för användning inom ett visst system enligt vilket den stationära utrustningen arbetar, fordonsutrustningens sagda, grundprogrammerade fil programmeras medelst i radiokommunikationen genomföres mellan fordonsutrustningen och den den portabla enheten lagrat program, varefter stationära utrustning med användande av sagda programmerade fil i fordonsutrustningens dator och varvid efter operationens avslutande registrerade data resulterande av operationen överföres till den portabla enheten, såsom för reducering av data representerande penningmedel vid registrering av avgiftsbetalningar under_passage av kontrollstället med dessa data överförda till enheten via kortläsaren för omlagring av data i detsamma, såsom för reducering av data representerande penningmedel, så att under 10 15 20 25 30 515 611 12 själva betalningsoperationen kommunikation sker enbart mellan den stationära utrustningen och fordonsutrustningen, medan data ej utbytes mellan och den enheten under fordonsutrustningen portabla kommunikationen.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at d ä r a v att betalningsoperationen genomföres i en förberedelsefas, innefattande sagda inlagring av data från den portabla enheten till fordonsutrustningens dator, en mellan fordonsutrustningen och den stationära utrustningen resulterande i sagda kommunikationsfas innefattande sagda kommunikation operationsresultat, och en efterbearbetningsfas efter det att området för radiokommunikationen passerats och innefattande sagda inlagring av data från operationsresultatet i den portabla enheten, varvid densamma låses under inlagringen av operationsresultatet med frigöring av läsningen efter nämnda inlagring.

3. Anordning för genomförandet av förfarande enligt något av patentkraventeller2,kännetecknad därav, att fordonsutrustningen innefattar en passiv mottagar- och sändarutrustning, såsom en transponder, en dator kopplad till mottagar- och sändarutrustningen för mottagande av kvitterade krypterade signaler via densamma samt anordnad för databehandling av dessa samt generering av signaler för återutsändning såsom via transpondern genom dess modulering samt innefattande även läs- och skrivminne för lagring av program och för registrering av data och en kortläsare för kommunikation med en portabel enhet såsom ett smart kort varvid fordonsutrustningens dator med dess läs- och skrivminne är inrättad med åtminstone en datafil anordnad att programmeras från den portabla enheten via kortläsaren till ett program anpassat för genomförande av betalningsoperationer genom kommunikation med den stationära utrustningen i det kommunikationssystem denna är inrättad för, så att medelst den portabla enheten fordonsutrustningens dator 515 611 13 kan anpassas till den förhandenvarande stationära utrustningens kommunikationssystem och program.