CN100461221C - 车载装置和服务提供系统 - Google Patents

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CN100461221C CNB2005100038071A CN200510003807A CN100461221C CN 100461221 C CN100461221 C CN 100461221C CN B2005100038071 A CNB2005100038071 A CN B2005100038071A CN 200510003807 A CN200510003807 A CN 200510003807A CN 100461221 C CN100461221 C CN 100461221C
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Abstract

如果来自位置检测装置的所测量位置和时间数据(位置/时间)的获得失败，则设置为“GPS关闭模式”，并且最新的位置和时间数据存储为启动数据。随后，当成功获得位置和时间数据，并且从“GPS关闭模式”恢复操作时，则取消“GPS关闭模式”。另外，存储所获得的位置和时间数据(重新存储数据)。监控数据由启动数据和重新存储数据形成。监控数据通过路-车通讯传送到管理中心。另外，在“GPS关闭模式”期间，读取存储在位置检测装置内的位置和时间的历史数据。如果历史数据满足通行费征收条件，则形成通行费征收数据并且将其传送到管理中心。

Description

车载装置和服务提供系统
发明领域
本发明涉及一种当车辆的当前状态(车辆的当前位置、驻留时间或类似状态)满足预定的通行费征收条件时执行通行费征收程序的车载装置。本发明也涉及通过车载装置提供特别服务的服务提供系统。
背景技术
为消除或减少公路收费站处的交通堵塞，目前已经提出了ETC(电子通行费征收)系统和ERP(电子公路记价)系统。ETC征收通行费时不需要车辆停在收费站。ERP系统则对进入特定区域(例如，市区)车辆收取通行费以减少该区域的交通密度。
在ETC系统中，DSRC(专用短程通讯)无线电系统用于安装在收费站的路旁单元和安装在每一相应车辆内的车载装置之间的路-车通讯。DSRC无线电系统是使用毫米波道的双向短程通讯系统，该系统满足日本集合公司——无线电工商联合会拟订的工业标准“ARIB STD-T55”。
在ERP系统中，为了以一种类似ETC系统的方式收取通行费，需要在通向特定区域(下文称为“收费区域”)的每一进入路线安装路旁单元(天线)。因此，当存在多个通向收费区域的进入路线时，例如在市区或类似区域，安装路旁单元以及管理这些装置需要花费巨大的成本和工作量。例如，日本尚未审查的专利申请(公开号№11-213192)已经提出了一种克服该缺点的方法。该方法是利用安装在车辆内的GPS(全球定位系统)接收器的位置测量结果，通过确定车辆当前位置是否处于收费区域来执行收费过程。
为实现这样的ETCH和ERP系统，需要在每辆车内安装与这些系统相配的车载装置。
然而，有可能在这些车载装置上执行各种非法操作。例如，如果利用IC卡识别待收费目标(例如车辆)，那么可能有人会有意地从与车载装置相连接的IC卡读数器移走IC卡。另外，在基于GPS接收器位置测量结果执行收费操作的情况下，有人可能会有意地切断与GPS接收器相连的信号线或者会有意地切断与GPS接收器相连的电源。这些行为使得车载装置没法确定车辆是否达到收费条件。而且，有人会在车载装置内安装和运行非法程序以免去通行费的征收。因此，需要一种针对这些非法操作的行之有效的防范措施。
发明概述
因此本发明的目的是提供一种车载装置，该车载装置能够检测针对其进行的非法操作，从而确保通行费征收操作的公平和可靠，并且防止针对车载装置的非法操作。本发明的另一个目的是提供使用这种车载装置的服务提供系统。
为实现本发明的目的，本发明提供的车载装置包括位置和时间测量装置、通讯装置、通行费征收控制装置、异常情况检测装置和监控装置。位置和时间测量装置测量车辆的当前位置和当前时间。通讯装置与外部管理装置进行通讯联系并通过无线通讯交换各种信息。通行费征收控制装置基于位置和时间测量装置的测量结果从而确定车辆的运行状态，如果车辆的运行状态满足预定的通行费征收条件，那么通行费征收控制装置就会形成通行费征收数据。此外，通行费征收控制装置通过通讯装置把通行费征收数据传送到管理装置。通行费征收数据至少包括通行费信息和目标识别信息。通行费信息表示基于通行费征收情况确定的通行费。目标识别信息识别待收费目标。异常情况检测装置检测车载装置内的异常情况。当异常情况检测装置检测到异常情况时，监控装置形成监控数据，并且通过通讯装置把监控数据传送到管理装置。监控数据至少包括装置识别信息、车辆当前位置和当前时间。当检测到异常情况时，通过位置和时间测量装置测量车辆当前位置和当前时间。装置识别信息识别车载装置。
为实现本发明的目的，本发明还提供了另一种车载装置，其包括第一接口装置、通讯装置、通行费征收控制装置、异常情况检测装置和监控装置。所测量的位置和时间数据输入到第一接口装置。所测量的位置和时间数据表示车辆当前位置和当前时间。通讯装置与外部管理装置进行通讯联系并通过无线通讯交换各种信息。通行费征收控制装置基于第一接口装置输入的所测量的位置和时间数据从而确定车辆的运行状态，如果车辆的运行状态满足预定的通行费征收条件，那么通行费征收控制装置就会形成通行费征收数据。通行费征收控制装置通过通讯装置把通行费征收数据传送到管理装置。通行费征收数据至少包括通行费信息和目标识别信息。通行费信息表示基于通行费征收情况确定的通行费。目标识别信息识别待收费目标。异常情况检测装置检测车载装置内的异常情况。当异常情况检测装置检测到异常情况时，监控装置形成监控数据，并且通过通讯装置把监控数据传送到管理装置。监控数据至少包括通过第一接口装置输入的所测量的位置和时间数据。
为实现本发明的目的，本发明还提供了另一种车载装置，其包括位置和时间测量装置、第二接口装置、通行费征收控制装置、异常情况检测装置和监控装置。位置和时间测量装置测量车辆的当前位置和当前时间。通讯设备与第二接口装置相连。通讯装置与外部管理装置进行通讯联系并通过无线通讯交换各种信息。通行费征收控制装置基于位置和时间测量装置的测量来确定车辆的运行状态，如果车辆的运行状态满足预定的通行费征收条件，那么通行费征收控制装置就会形成通行费征收数据。此外，通行费征收控制装置通过第二接口装置输出通行费征收数据。通行费征收数据至少包括通行费信息和目标识别信息，通行费信息表示基于通行费征收情况确定的通行费。目标识别信息识别待收费目标。异常情况检测装置检测车载装置内的异常情况。当异常情况检测装置检测到异常情况时，监控装置形成监控数据，并且通过第二接口装置输出监控数据。监控数据至少包括当检测到异常情况时，通过位置和时间测量装置测量的车辆当前位置和当前时间。
为实现本发明的目的，本发明还提供了另一种车载装置，其包括第一接口装置、第二接口装置、通行费征收控制装置、异常情况检测装置和监控装置。所测量的位置和时间数据输入到第一接口装置。该测量的位置和时间数据表示车辆当前位置和当前时间。通讯装置与第二接口装置相连。通讯装置与外部管理装置进行通讯联系并通过无线通讯交换各种信息。通行费征收控制装置基于第一接口装置输入的所测量的位置和时间数据来确定车辆的运行状态，如果车辆的运行状态满足预定的通行费征收条件，那么通行费征收控制装置就会形成通行费征收数据。通行费征收控制装置通过第二接口装置输出通行费征收数据。通行费征收数据至少包括通行费信息和目标识别信息，通行费信息表示基于通行费征收情况确定的通行费。目标识别信息识别待收费目标。异常情况检测装置检测车载装置内的异常情况。当异常情况检测装置检测到异常情况时，监控装置形成监控数据，并且通过第二接口装置输出监控数据。监控数据至少包括通过第一接口装置输入的所测量的位置和时间数据。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种服务提供系统。该服务提供系统使车载装置通过与外界管理装置的无线电通讯来获得操作程序，同时也使车载装置执行该操作程序，从而通过车载装置提供特别服务。当检测到车载装置的异常情况时，服务提供系统通过车载装置中止操作程序的执行。然后，服务提供系统使车载装置重新获得操作程序。
附图说明
本发明以及本发明的其它目的、特征和优点将从下面的说明书、所附权利要求和附图中得到最好的理解，其中：
图1是表示自动通行费征收系统的示意图；
图2是表示根据本发明第一实施例的车载装置结构的方框图；
图3是表示车载装置的主单元执行主要过程的流程图；
图4A是表示通过路-车通讯进行的登记过程顺序的示意图；
图4B是表示通过路-车通讯进行的常规过程顺序的示意图；
图5是表示电源监控过程的流程图；
图6是表示卡监控过程的流程图；
图7是表示ERP过程的流程图；
图8是表示图7所示ERP过程改变后的流程图；
图9是表示控制中心执行的遥控维持过程的流程图；
图10是表示根据第二实施例的车载装置结构的方框图；
图11是表示根据第三实施例的车载装置结构的方框图；
图12是表示根据第四实施例的车载装置结构的方框图。
发明详述
将参照附图来描述本发明的各个实施例。
(第一实施例)
如图1所示，根据本发明第一实施例的自动通行费征收系统(或者服务提供系统)包括车载装置1、多个路旁单元3和管理中心5。车载装置1安装在车M内，通过接收来自GPS卫星ST的表示车辆当前位置的无线电信号以确定车辆M的当前位置。每一路旁单元3都与车载装置1联系。管理中心5作为本发明的管理装置，其通过通讯网络N与路旁单元3进行联系。
每一路旁单元3通过已知的具有约3-30m短通讯范围的DSRC无线电系统与车载装置1进行联系(该通讯下文称为“路-车通讯”)。每一路旁单元3作为ETC系统的一部分安装在收费公路相应的收费站，用于收取进入收费站的车辆的通行费。另外，路旁单元3沿着主要道路和其它有较多车辆的位置(例如加油站、停车场等)进行安装。
管理中心5包括系统数据管理装置51、用户数据管理装置52、维持控制装置53和通行费征收控制装置54。系统数据管理装置51管理通常用于每一车载装置1的系统数据。系统数据包括用于执行自动通行费征收过程(ETC/ERP)的操作程序，该程序通过路旁单元3下载到车载装置1。系统数据还包括来自车载装置1的收费区域数据、通行费征收情况数据和类似数据。用户数据管理装置52管理已登记的车载装置1的用户数据。维持控制装置53从车载装置1下载系统数据并且控制已从其下载系统数据的车载装置1的登记。此外，维持控制装置53还控制已登记的车载装置1的系统数据的更新(重新下载)。基于通过道路-车辆传递的来自车载装置1的通行费征收数据，通行费征收控制装置54执行从车载装置1的用户的银行帐户收取通行费的程序。基于通过路-车通讯传递的来自车载装置1的监控数据，通行费征收控制装置54还执行防范措施以防止对车载装置1实施非法操作。监控数据报告车载装置1的异常情况。
当车载装置1处于路旁单元3的通讯范围内时，车载装置1能够与路旁单元3及管理中心5进行联系。通过路-车通讯从管理中心5下载操作程序，车载装置1获得执行自动通行费征收过程的操作程序，通过执行所获得的操作程序，车载装置1能够提供自动收费服务。
另外，管理中心5登记已执行下载操作程序的车载装置1。而且，对每一个车载装置1，管理中心5存储已下载的操作程序的设置记录以及每一数据的更新历史。
如图2所示，车载装置1包括主单元10和位置检测装置20，主单元10和位置检测装置20通过通讯电缆C彼此相连。这些装置10、20与车用蓄电池(未示)连接而获得电能。
位置检测装置20包括外部设备接口21、内部电池22、电力供应电路23、存储装置24和GPS接收器25。外部设备接口21通过通讯电缆C把位置检测装置20耦合到外部设备(至少包括主单元10)。内部电池22用作包括可充电的次级电池的辅助电力供应电路。电力供应电路23与外部电源(车用蓄电池)相连，以获得电力。电力供应电路23为位置检测装置20的每一部件提供电力并对内部电池22进行充电。当切断来自外部电源的电力供应电路后，电力供应电路23转换到从内部电池22为位置检测装置20的每一部件提供电能。存储装置24包括允许从其特定的存储位置擦去存储数据的电可擦去只读存储器(EEPROM)。GPS接收器25有已知的微机，其包括中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。GPS接收器25用作位置和时间测量装置。基于通过GPS天线A接收从GPS卫星ST传送的信号，GPS接收器25产生测量位置和时间数据(下文简称为测量位置数据)，并且控制检测装置20的每一部件。测量位置数据包括车载装置1的当前位置和测量当前位置时的相应测量时间。
GPS接收器25的ROM存储在装置20内执行最小功能的基本程序。这些基本程序的一个例子是从GPS天线A接收的信号产生测量位置数据的程序。这些基本程序的另外一个例子是运行输入/输出过程的程序，从而通过外部设备接口21输入/输出命令和数据。
主单元10包括外部设备接口11、DSRC通讯电路12、卡接口13、显示器14、内部电池15、电力供应电路16、存储器17和控制微机18。外部设备接口11用作第一接口装置，用于把外部设备(至少包括主单元10)耦合到主单元10。DSRC通讯电路12用作通讯装置，用于执行路旁单元3和主单元10之间的无线电通讯或无线通讯。卡接口13用作信息阅读装置，用于从IC卡(记录媒质)30读取信息，当执行用于进行通行费征收过程的操作程序时，例如自动通行费征收过程或类似过程时，读取IC卡内用于确认待收费目标的目标识别信息(人员识别编号、银行帐号或类似号)。显示器14显示车载装置1的操作步骤、处理结果和其它各种信息。内部电池15、电力供应电路16和存储器17类似于位置检测装置的内部电池22、电力供应电路23和存储器24。控制微机18包括CPU、ROM和RAM，并控制主单元10的每一部件。
控制微机18的ROM存储在装置10内执行最小功能的基本程序。这些基本程序的一个例子是执行主要过程的程序，基于通过DSRC通讯电路12接收的路旁单元3和主单元10之间通讯的命令，该主要过程运行各种子过程。这些基本程序的另外一个例子是运行输入/输出过程的程序，从而通过外部设备接口11输入/输出命令和数据。
主单元10构成本发明的主要装置。位置检测装置20构成本发明的检测装置。内部电池15和电力供应电路16构成本发明的辅助电力供应装置，其能在有限的时间期限内供给电力。内部电池22和电力供应电路23构成本发明的另一辅助电力供应装置.存储器17构成监控数据存储装置。存储器24构成本发明的历史数据存储装置。
主单元10的控制微机18执行的主要过程将参照图3的流程图进行描述。
当车用蓄电池向主单元10的电力供应启动，并执行初始化过程，例如执行硬件检测过程后，则主要过程开始执行。首先，在步骤S110，确认车载装置1是否已经登记到管理中心5。具体的是，如果车载装置1已经登记，官方认证号和登记ID将从管理中心5传给车载装置1。因此，这种确定取决于该认证号和ID是否给到了车载装置1。
如果车载装置1还没有登记，则过程转到步骤S120。在步骤S120，当从路旁单元3收到查询信息时，表示车载装置1未登记状态的状况信息和事先分给车载装置1的临时认证号设置为响应信息并传送到路旁单元3。
随后，在步骤S130，确定当收到来自路旁单元3的查询信息时，路-车通讯是否已经初始化。如果该通讯还没有初始化，重复相同的步骤。当收到查询信息时，如果路-车通讯已经建立，则过程转到S140，在步骤S140中通过遵循来自路旁单元3的先后命令来执行登记过程。
登记过程的概要将参考图4A进行描述。在通过DSRC通讯电路12执行路-车通讯时，车载装置1答复路旁单元3传递的命令。通常，路旁单元3重复发送查询信号，当车载装置1进入路旁单元3的通讯区域并答复查询信号时，路旁单元3和车载装置1之间的通讯启动。
第一响应包括状况信息和认证号。状况信息包括车载装置1的状态和车载装置1的要求。对于双向认证过程，官方认证号用来证实车载装置1是否是合法的。然而，由于未登记的车载装置1还没有给官方认证号，因此使用预设到车载装置1的临时认证号。
如图4A所示，已经收到来自车载装置1的状况信息和临时认证号的路旁单元3基于状况信息和临时认证号来确定需要执行的登记过程。然后，路旁单元3使用临时认证号启动双向认证过程。当双向认证成功完成后，用来识别车载装置1的官方认证号和登记ID传给车载装置1。
双向认证过程的下一步是，操作程序下载到主单元10，并执行下载操作程序的设置和运行检验。
在这个阶段，路旁单元3基于包含在查询信息的响应信息内的状况信息识别主单元10的类型。然后，路旁单元3选择和上传适当的操作程序给主单元10(例如，给ERP过程、电源监控过程、卡监控过程及类似过程)。当在主单元10内所下载的操作程序运行检验完成后，该操作程序的设置记录传送到路旁单元3。
此外，当主单元10的操作程序下载、设置和运行检验完成后，如果主单元10属于能够连接外设的类型，那么路旁单元3传递查询所连设备(通过外部设备接口11连接的设备)类型的命令。车载装置1的主单元10运行包含在主单元10的操作程序内的连接设备检测程序。然后，主单元10传输表示出现或缺少连接设备的信息以及与路旁单元3相连设备(如果有的话)类型的信号。
在该响应内容的基础上，当路旁单元3证实需要操作程序的外部设备与主单元10连接，那么用于所连接装置(这里指的是位置检测装置20)的操作程序从路旁单元3下载到主单元10。随后，还需要执行下载程序的设置和运行检验。
在这个阶段，主单元10把接收的数据(用于连接设备的操作程序、其设置命令、运行检验命令或类似命令)从路旁单元3传送到与外部设备接口11相连的位置检测装置20。基于传输数据，位置检测装置20执行与当主单元10的操作程序下载时类似的过程。
当所连接装置的操作程序下载、设置以及该程序的运行检验完成时，设置数据传送到路旁单元3，登记过程完成。
通过该登记过程，给予车载装置1的数据(例如认证号、登记ID)和从车载装置1获得的数据(例如主单元10的类型、连接设备的类型、下载的操作程序的设置记录)传送到管理装置5并且接着作为用户数据存储在用户数据管理装置52内。
回到图3，在步骤S150，把认证号、登记ID和上文描述的设置记录存储在存储器17内，并且控制转到步骤S160。
如上所述，当完成登记过程或者当确认车载装置1已经在步骤S110登记到管理中心5时，过程转到步骤S160。在步骤S160，当收到路旁单元3的查询信号时，将表示车载装置1登记状态的状况信息以及前述登记步骤(S140)给出的官方认证号设置为响应信号并将其返回到路旁单元3。
在随后的步骤S170，开始运行所安装的每一操作程序。然后，在步骤S180，类似先前描述的步骤S130，在收到来自路旁单元3的查询信号时，确定路-车通讯是否已经启动。如果没有启动，则重复相同的步骤。另一方面，当收到查询信号时，若路-车通讯已经启动，则过程转到步骤S190。在常规过程的步骤S190中，例如传输用户数据(通行费征收数据、监控数据或类似数据)的过程和更新系统数据(操作程序和通行费征收数据或类似数据)的过程通过遵循路旁单元3连续传递的命令而执行。接着，过程回到步骤S180。
在此，将参照图4B来描述常规过程。已经收到来自车载装置1的状况信息和认证号的路旁单元3基于收到的状况信息和临时认证号，来确定当前过程为常规过程并且使用认证号执行双向认证。
当双向认证成功完成后，用于执行选择过程的命令传送到车载装置1，该命令是基于状况信息进行选择的。在此，作为例子，假定车载装置1执行操作程序，以致形成用户数据(收费数据和监控数据)，然后，通过路-车通讯把用户数据传送到管理中心5。因此，把状况信息设置为“所需传输”。与该状况信息相应，路旁单元3将“信息要求命令”传送到车载装置1。与此响应，车载装置1传输车载装置1内产生的用户数据。基于状况信息，路旁单元3和车载装置1之间的这种命令交换重复进行，直至所需次数为止。在维持控制装置53(监控数据)和通行费征收控制装置54(通行费征收数据和监控数据)内，对传送到管理中心5的用户数据进行处理。
下一步，在车载装置1内，通过下载的操作程序执行的各种过程(即电源监控过程、IC卡监控过程和ERP过程)将参照图5-7进行描述。
首先，将描述电力供应监控过程。如图5所示，当启动该过程时，首先要确定在步骤S210的断电数据是否存储在存储器17内。当切断主单元10的电力供应并同时合上点火(IG)开关时，就产生了表示车载装置1的当前位置以及切断车用蓄电池向主单元10的电力供应时的断电数据(下文称为断电事件的位置和时间)。如果断电数据没有存储在存储器17内，则确定主单元10的先前操作按正常方式完成，并且控制继续进行到步骤S230。另一方面，如果断电数据存储在存储器17内，则控制转到步骤S220。在步骤S220，监控数据基于断电数据产生，并且状况信息设置为“所需传输”。然后，控制转移到步骤S230。
因此，当车辆M进入路旁单元3的通讯区域时，在步骤S220产生的监控数据通过路-车通讯并由路旁单元3传送到管理中心5。
在步骤S230，确定是否能够检测到从车用蓄电池到主单元10的电力供应电路的切断。如果不能，则重复同样的步骤。当切断来自车用蓄电池的电力供应电路，并且主单元10的电源从车用蓄电池切换到内部电池15，并且在收到从电力供应电路16输出的检测信号时，就能够检测到电力供应的切断。
当检测到从车用蓄电池到主单元10的电力供应电路的切断时，控制转到步骤S240，在该步骤中，确定IG开关是否已经切断。如果IG开关已经切断，确定电力供应的切断是以正常方式进行的。接着，控制转到S250，在该步骤中主单元10的操作以正常方式终止，于是电源监控过程结束。
即使当IG开关切断，并且从车用蓄电池到主单元10的电力供应电路切断时，电能仍旧从内部电池供应到主单元10。因此，在步骤S250，在存储器17内进行存储必要数据的操作直到车用蓄电池向移动装置10的电力供应电路恢复正常。
另一方面，如果确定IG开关在步骤S240没有切断，则把当前位置看作由故障或非法操作引起的异常状态。然后，控制转移到步骤S260，在该步骤中，切断来自车用蓄电池的电力供应电路的消息显示在显示器14上。
在随后的步骤S270，从位置检测装置20获得所测量的位置数据(位置/时间)，并且把该数据作为断电数据存储在控制微机18的组件——RAM内。在随后的步骤S280中，确定在检测来自车用蓄电池的电力供应电路切断之后预定的时间期限是否已经过去。如果预定的时间期限还没有过去，则控制转到步骤S290，在该步骤中，确定车用蓄电池向主单元10的电力供应电路是否恢复正常。
如果电力供应电路还未恢复，则控制回到步骤S280。如果电力供应电路已经恢复，则控制转到步骤S300，在该步骤中，来自车用蓄电池的电力供应电路切断的消息在显示器14上消失。接着，控制回到步骤S230。
另一方面，如果确定在步骤S280预定的时间期限已经过去，则控制转到步骤S250。在步骤S250，主单元10的操作按上述正常方式结束。在这个阶段，先前存储在RAM内的断电数据传送到并存储在存储器17。因此，当下次执行该电力供应监控过程时，断电数据通过步骤S210和S220的处理成为监控数据然后通过路-车通讯传送到管理中心5。
也就是说，在该电源监控过程，当IG开关合上时，如果车用蓄电池向主单元10的电力供应电路切断的时间期限大于预定期限，则确定异常状态已出现。因此，存储表示断电事件的位置和时间的断电数据。然后，当路-车通讯恢复时，断电数据作为监控数据转移到管理中心5。
下一步将描述IC卡监控过程。如图6所示，“车辆ID”是在制造时分配给每个车辆的车载装置1的固有号码，当该过程开始时，把车辆ID设置成识别信息，并把“卡无效”设置为状况信息。下一步，在步骤S420，确定IC卡30是否插入了卡接口13。
当IC卡30插进卡接口13时，控制转到步骤S430以执行卡认证过程。在下一步S440，确定IC卡30是否在目前系统中有效。
如果IC卡30无效，则控制转到步骤S480。如果IC卡30有效，则控制转到步骤S450。在步骤S450，来自IC卡30的“用户ID”读数设置为认证信息，并且“卡有效”设置为状况信息。随后，控制转到步骤S480。
此外，如果确定IC卡30还未插进卡接口13时，则控制继续进行到步骤S460。在步骤S460，提示用户把IC卡30插入卡接口13的“插入-加深”信息显示在显示器14上。
接着，在接下来的步骤S470，确定在显示插入-加深信息后，预定的时间期限是否已经过去。如果预定的时间期限还未过去，则控制转到步骤S420，从而等待IC卡30插入。如果已经过了预定时间期限，将不插入IC卡30的话，则控制转到步骤S480。
在步骤S480，重复执行同样的步骤以监控卡接口13。当卡接口13的状态改变，控制转到步骤S410，并按照上述方式重复步骤S410到S470。
特别的，当IC卡30插入卡接口13时，把IC卡30记录的用户ID用作认证信息，用于确认接受服务的用户。当IC卡30没有插入卡接口13(这种状态指卡接口13的非插入状态)时，车载装置1固有的车辆ID用作认证信息以取代用户ID。
下一步，将描述ERP过程，该过程是收费过程之一。
在此，假定在先前的登记过程中连接设备检查程序已经安装在位置检测装置20内。基于位置检测装置20所下载的程序，位置检测装置20执行下面的步骤。也就是说，基于从GPS天线A接收的信号，位置检测装置20周期地产生测量的位置数据。然后，在收到从主单元10传送所测量位置数据的请求时，位置检测装置20将所测量的位置数据传送到主单元10。当位置检测装置20检测到位置检测装置20和主单元10之间通讯来连接的事件时，位置检测装置20在存储器24内把所测量的位置数据作为历史数据进行存储。一旦位置检测装置20检测到位置检测装置20和主单元10之间的通讯恢复时，位置检测装置20位置将历史数据传送到主单元10。
当步骤S170的操作程序启动后，上述过程按照预定时间间隔重复。
如图7所示，当该过程开始时，通过将命令传输到位置检测装置20，从而在步骤S510获得所测量的位置数据。在随后的步骤S520，确定是否成功地获得了所测量的位置数据。当成功获得后，控制转到步骤S530，在该步骤中确定操作模式是否设置为“GPS关闭模式”。
如果当前操作模式不是“GPS关闭模式”，则控制转到步骤S540。在步骤S540，基于下载操作所获得的收费区域数据和在步骤S510获得的所测量位置数据，确定车M是否处于收费区域内。如果车辆未处于收费区域，则该过程结束。
另一方面，如果确定在步骤S540车M处于收费区域，则控制转到S550，在该步骤中，存储当前所测量的位置数据。在随后步骤S560，确定当前运行状态是否达到了通行费征收情况。如果没有达到，则该过程结束。
例如，通行费征收情况可以是如下所述的情况。也就是说，通行费可能征收的情况有：当车辆进入收费区域时，当出现在收费区域的车辆超过每一预定时间时，当车辆进入收费区域不同的区段时(例如，当随着车辆到达市区，通行费可能增加)。此外，可能征收的通行费取决于车辆在收费区滞留的某一天的时间。而且，通行费可能征收的情况是上述情况的组合。更特别的是，基于ERP系统的目的，可以选择通行费的征收情况。
在步骤S560，如果确定车M的当前运行状态达到了收费条件，则控制转到步骤S570。在步骤S570，基于通行费征收情况，形成通行费征收数据并收取通行费，通行费征收数据显示在显示器14上，并且状况改变为“所需传输”，从而使通行费征收数据能够通过路-车通讯传送到管理中心5。然后，该过程结束。
通行费征收数包括通行费信息、认证信息和路线信息。通行费信息表示待收取的通行费，并且通行费信息基于通行费征收情况而确定。认证信息设置在先前的IC卡监控过程中(也就是说，如果IC卡30插入卡接口13，则来自IC卡30的用户ID读数用作认证信息，如果IC卡30没有插入卡接口13，则车辆ID用作认证信息)。路线信息包括所测量的位置数据，该数据作为通行费计算的基础。
一旦车M和路旁设备3之间的路-车通讯启动，已收到通行费征收数据的管理中心5的通行费征收控制装置基于路线信息检验收费信息的合法性。如果合法性得到证实，费用征收控制装置54基于认证信息执行实际收取通行费的程序。更特别的是，如果用户ID设置为认证信息，则收取通行费或提取与用户ID相连的银行帐户。如果用户ID设置为认证信息，则收取带有车载装置1的车主的通行费，或者对车主发出警告，并通过合适的方式(例如，通过邮件)告之用户这个事实：IC卡30还没有插入卡接口13。
如果在步骤S520，获取位置检测装置20的所测位置数据失败，则控制转到步骤S630。在步骤S630，确定当前的操作模式是否是“GPS关闭模式”。如果当前操作模式不是“GPS关闭模式”，则控制转到步骤S640。由于与位置检测装置20的通讯中止，所以确定造成通讯中止的异常条件已经发生。因此，在步骤S640，操作模式设置为“GPS关闭模式”，并且从位置检测装置20所获得的最终测量位置数据存储为启动数据。然后，该过程结束。
在步骤S630，如果确定当前操作模式是“GPS关闭模式”，则认为异常条件依然存在，并且该过程结束。
在步骤S530，如果确定当前操作模式是“GPS关闭模式”，则控制转到步骤S580。由于与位置检测装置20的通讯已经中止，因此认为异常条件变为允许与位置检测装置20进行通讯的正常条件。因此，在步骤S580，“GPS关闭模式”取消，并且在步骤S510所获得的测量位置数据作为恢复数据而存储。
在随后的步骤S590，形成监控数据，该监控数据既包括在步骤S640存储的启动数据，也包括在步骤S580存储的恢复数据，状况信息设置为“所需传输”，从而监控数据能够通过路-车通讯传输到管理中心5。
在步骤S600，从位置检测装置20所获得的当操作模式为“GPS关闭模式”时存储的历史数据。然后，控制转到步骤S540。
在先前描述中，在步骤S540到S570的操作仅在步骤S510所获得的测量位置数据的基础上进行。然而，当控制从S600转到S540时，则在所有位置数据的基础上进行操作，所有位置数据既包括在步骤S510获得的测量位置数据又包括在步骤S600获得的历史数据。
也就是说，即使在该过程期间发生主单元10和位置检测装置20之间的通讯中止的异常条件(GPS关闭模式)，通行费也能基于历史数据正确收取。此外，启动位置、启动时间、恢复位置和恢复时间也能通知管理中心5。启动位置是车载装置1发生异常情况的位置或地点。启动时间是发生异常情况的时间点。恢复位置是车载装置1异常情况排除的位置或地点。恢复时间是异常情况排除的时间点。
在本实施例中，步骤S510和S540-570构成本发明的通行费征收控制装置。步骤S230、S240、S420-S440、S530和S630构成本发明的异常情况检测装置。步骤S210、S220、S270、S410、S640、S580和S590构成本发明的监控器控制装置。步骤S140构成本发明的程序获取装置。
如上所述，在本发明的自动通行费征收系统中，车载装置1获得所需的用于自动通行费征收服务的操作程序，该程序是通过路-车通讯从管理中心5下载的。而且，管理中心5把已执行过下载的车载装置1的信息作为用户数据(例如，主单元10的类型、所出现的任何连接设备、这些连接设备的信号和下载的操作程序的设置记录)存储。
因此，根据本发明的自动费用征收系统，管理中心5能准确地检测操作状态下的车载装置1，也能防止安装有非法操作程序的车载装置1的使用。
另外，如果在车载装置1内出现异常情况，车载装置1的当前状态与存储在管理中心5的用户数据(例如，装置构造、设置记录或类似数据)进行比较以查看是否对车载装置1和/或安装在车载装置1内的程序执行了非法操作。
此外，在本发明的自动通行费征收系统中，如果异常情况(断电、GPS关闭或类似情况)出现，由表示启动位置/时间(GPS关闭模式启动数据、断电数据)或恢复位置/时间(GPS关闭模式恢复数据)的所测量的位置数据产生监控数据。然后，产生的监控数据传送到管理中心5。
因此，在使用本实施例的自动通行费征收系统时，管理中心5能检测车载装置1出现的异常情况。当检测到车载装置1的异常情况时，管理中心5仍旧能对出现过多次异常情况的车载装置1的用户收取待交的通行费或者进行处罚，例如警告、罚款或禁止使用车载装置1。因此，这有可能防止针对车载装置1的非法操作。
此外，在本发明的自动通行费征收系统中，IC卡30存储有作为认证信息的用户ID时，从而确认征收目标，当IC卡30没有插入卡接口13时，将车载装置1固有的车辆ID用作认证信息。因此，有可能对由车辆ID确认的车载装置1的买主或者对车载装置所安装的车辆的物主征收通行费，因此确保通行费的可靠收取。
此外，在本实施例中，包括在响应信息内的状况信息表示IC卡30是否插入卡接口13内，该响应信息在答复查询信息时传送。因此，基于响应信号，路旁设备3能够立即识别带有车载装置1并且IC卡30没有插入的非法车辆。因此，例如，当在ETC内对车载装置1收费过程可能时，针对非法车辆的防范措施能够可靠并且快速地执行，例如收费站封锁，其用于阻挡正设法通过收费站的车M。
在本实施例中，当车载装置1从GPS关闭模式(S530-YES)中恢复时，产生监控数据(S580，S590)，其包括GPS关闭模式的启动数据和GPS关闭模式的恢复数据，然后将监控数据传送到管理中心5，并且基于存储在位置检测装置20内的历史数据，GPS关闭模式期间的通行费征收数据在车载装置1产生(S600，S540-570)。此外，如图8所示，监控数据能由启动数据形成，恢复数据和历史数据(S580、S600、S630)能传送到管理中心5。于是，管理中心5能确定是否应对车载装置1征收通行费。
此外，包括在应答查询信息的响应信息内的状况信息包括当前使用的系统数据的版本信息(例如，收费区域信息、通行费征收情况信息、操作程序)。通过这种方式，如果系统数据已经修改那么通过检查状况信息，路旁单元(或管理中心5)能检测到系统数据的修改。结果是，有可能在短时间内以一种简单而有效的方式一次把系统数据重新下载到位于收费区域的所有车载装置1。
此外，可以修改车载装置1通过车载LAN系统从电子控制装置(ECU)或类似装置获得信息。在这种情况下，基于发动机操作时限，通行费能够另外或分别收取，从而能够减少从车辆排出的尾气量，因此提高了环境质量。
在本实施例中，操作程序(用于执行电力供应监控过程、IC卡监控过程和ERP过程)通过路-车通讯下载。然而，操作程序能够作为非可变程序初始地安装在车载装置1内，不允许对收费区域数据、通行费征收情况数据和类似数据的修改。此外，操作程序可以作为可修改的程序初始地安装在车载装置1内，该程序通过下载新的相关操作程序进行更新。
此外，在本实施例中，把操作程序下载到位置检测装置20。但是，可以把位置检测装置20进行修改，使其具有主要程序，在收到来自主单元10的相应命令时，该主要程序能输出所测量的位置数据。此外，位置检测装置20能接收来自主单元10的电能。
主单元10可以是任意在市场上能买得到的已知的车载装置，并且该装置能通过ETC系统执行自动收费系统。在这种情况下，这种车载装置需要能够通过与路旁单元3进行路-车通讯下载操作程序，以及需要能够连接到上述实施例的位置检测器的外部设备接口。因此，通过加上最小要求的配置(位置检测装置20)，车载装置的用户通过ERP系统也能使用车载装置进行自动通行费征收。
此外，在本实施例中，DSRC通讯电路12用来与管理中心5进行交流。但是，如图2中虚线所示，当把便携式电话40连接到外部设备接口11时，通过便携式电话40(或任何其它无线电话，例如个人手提电话系统(PHS)电话、移动电话或类似电话)能实现双向通讯。
在这种情况下，就能执行通过管理中心5来维持控制装置53的遥控维持过程。遥控维持过程的细节将参考图9进行描述。
在步骤S710，确定预定的查询时间是否达到。如果预定查询时间已经达到，则控制转到步骤S720。在步骤S720，管理中心5的维持控制装置53与便携式电话40建立通讯联系，其中便携式电话40与车载装置1相连，维持控制装置53读取存储在主单元10的存储器17内的设置数据。
下一步，在步骤S370，比较在步骤S710读取的车载装置1的设置记录与存储在管理中心5的用户数据管理装置52内的设置记录。然后，控制转到步骤S760。
如果在步骤S710确定查询时间还没有达到，则控制转到步骤S740。在步骤S740，确定是否收到了来自车载装置1的通过路-车通讯得到的监控数据。如果还没有收到，则控制转到步骤S710。另一方面，如果确定已经收到了来自车载装置1的监控数据，则控制转到步骤S750，在步骤S750中对监控数据进行分析。接着，控制转到步骤S760。
在步骤S760，当在步骤S730的比较完成后，如果设置记录之间相互一致或者如果不能确定在车载装置1上执行的非法操作，则控制继续进行到步骤S710。另一方面，如果设置记录之间相互不一致或者如果确定在车载装置1上进行了非法操作，控制继续到步骤S770。在步骤S770，执行重新设置过程，该过程是通过便携式电话40或路旁设备3把系统数据下载到车载装置1。然后，控制转到步骤S710。
如上所述，当便携式电话40连接到车载装置1时，能够周期性地监控车载装置1的状态，从而能够立即检测到非法操作。
当产生监控数据时，可能对车载装置1加以改变，以致下载的操作程序不能运行。此外，在需要接收监控数据的任何时间，能够对管理中心5加以改变以执行重新设置过程。
在上述例子中，与监控装置相应的每一过程等效于再获得控制装置。
(第二实施例)
下一步，例将参照图10来描述本发明的第二实施。
除了少数差异，第二实施例与第一实施例相似，因此下文仅描述这些差异。
如图10所示，本实施例的车载装置1a仅包括主单元10a，并且提供GPS接收器11以取代第一实施例主单元10的外部设备接口25。
在这种情况下，不存在第一实施例的GPS关闭模式，因此第二实施例的ERP过程类似第一实施例的ERP过程，不同之处在于ERP过程省略了步骤S520、S530和S580-S620。因此，在第二实施例中，能够获得与第一实施例类似的功能和优点。
在第二实施例中，尽管提供了用于取代外部设备接口25的GPS接收器11，但是在主单元10a内提供外部设备接口25是可能的。
(第三实施例)
将参考参照11来描述本发明的第三实施例。
除了少数差异，第三实施例与第一实施例相似，因此下文仅描述这些差异。
本实施例的车载装置1b仅包括主单元10b。除了主单元10b还包括显示器14外，第三实施例的主单元10b与第一实施例的位置检测装置20类似。便携式电话40与外部设备接口21相连
因此，在第三实施例的车载装置1b内，通过便携式电话40执行通讯(下载和更新系统数据、传输通行费征收数据和监控数据)。
在这种情况下，因为待收费的用户能够通过便携式电话40的电话号码识别，因此也可能与便携式电话40的话费清单一起开列通行费帐单和收取通行费。
也就是说，在第一实施例中，ERP系统的各种功能通过改变ETC系统的车载装置而实现，该ETC系统能够下载操作程序并且具有外部设备接口。类似的是，在第三实施例中，ERP系统的各种功能通过改变GPS系统的车载装置而实现，该GPS系统能够下载操作程序并且具有外部设备接口。
在第三实施例中，主单元10b作为本发明的主要装置，便携式电话用于本发明的通讯。而且，外部设备接口21作为本发明的第二接口装置。
(第四实施例)
本发明的第四实施例将参考图12进行说明。
除了少数差异，第四实施例与第一实施例相似，因此下文仅描述这些差异。
根据第四实施例的车载装置1c包括主单元10c、位置检测装置20和无线电通讯装置12(或40)。
第四实施例的位置检测装置20与第一实施例的位置检测装置20基本相同。除了主单元10省略了DSRC通讯电路12外，第四实施例的主单元10c与第一实施例的主单元10类似。
无线电通讯装置可以类似于构成第一实施例的主单元10的DSRC通讯电路12，或者无线电通讯装置可以是便携式电话40。无线电通讯装置与主单元10c的外部设备接口11相连。
通过使用第四实施例的车载装置1c，获得与第一实施例类似的功能和优点是可能的。如果用户已经有了位置检测装置20和/或无线电通讯装置，位置检测装置20和或无线电通讯装置能够用作提供执行ERP系统自动通行费征收过程的装置。
在上述每一个实施例中，尽管显示器14和卡接口13集成在主单元内，但是在主单元内集成这些部件是不需要的。例如，显示器14和卡接口13能够从主单元单独提供，并且可以通过外部设备接口11连接到主单元。
其它的优点和变化对本领域的技术人员来说是容易想到的。因此，从广义上来说，本发明并不仅限于特殊的实施例、代表性装置和所示和所描述的示例。

Claims (1)

1.一种服务提供系统，该服务提供系统使车载装置通过与外界管理装置的无线通讯获得操作程序，同时也使所述车载装置执行所述操作程序，从而通过所述车载装置提供特别服务，当检测到所述车载装置的异常情况时，所述服务提供系统由所述车载装置中止操作程序的执行，然后，所述服务提供系统使所述车载装置重新获得所述操作程序，
其中所述服务提供系统使得所述车载装置存储所述车载装置内的所述操作程序的设置记录，所述服务提供系统使得所述车载装置通过所述无线通讯把所述设置记录传送到所述管理装置，接着所述服务提供系统使得所述管理装置存储所述操作程序的所述设置记录，所述服务提供系统对存储在所述车载装置内所述设置记录和通过无线通讯不时传输的存储在所述管理装置内的所述设置记录进行比较，所述服务提供系统把存储在所述车载装置内的所述设置记录和存储在所述管理装置内的所述设置记录之间出现的差异看作为所述异常情况。
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