CN102087755B - 一种etc系统的数据发送、接收方法及发送、接收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ETC系统的数据发送方法，包括将数据通过透明传输方式发送的过程，所述过程包括：将数据按照透明传输方式处理，所述按照透明传输方式处理通过对传输数据进行四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0，发送所述按照透明传输方式处理的数据。本发明还公开了一种ETC系统的数据发送装置，以及一种ETC系统的数据接收方法和装置。本发明通过以四位数据为一个单位进行处理，可以方便地将一个字节分成两个四位数据进行处理，而且在该四位数据上出现连续5个1的状态相对较少，需要代码空间以及计算的复杂度较小，有利于降低系统开销，提高数据发送和接收的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据发送和接收技术，具体涉及不停车收费(ETC)设备交易规范中数据发送、接收的方法和装置。
背景技术
不停车收费(ETC)的国家标准，是交通部联网收费技术标准中关于设备规范的部分，是应用于高速公路收费实现不停车收费的技术标准。标准主要规定了车载单元(OBU)以及路测单元(RSU)两个设备规范，规定了短程通信协议(DSRC)。其中路侧单元设置在收费车道；车载单元则按装在车辆内部，采用双片式标签方案。
ETC不停车收费系统的优点就是能够降低能耗，达到绿色环保的目的；能够提高通行速度，减少交通拥堵情况；采用电子钱包的方式，减少现金交易，从而起到减少收费员贪污可能，以及减少假币带来的资金风险等。
在ETC不停车收费系统中，车载单元与路侧单元采用DSRC协议通过5.8GHz空中信号进行短程无线通信。通信过程中为了使得数据区别于帧头帧尾，从而获得完整正确的数据，加入了透明传输的方法。
透明传输的方法就是通过在数据发送中，按照每连续5个“1”就进行一个加零操作，从而使得空口传输的数据最多只有连续的5个“1”，明显区别于帧头帧尾的0x7e，使得可以明确界定数据范围，长度等信息。
在接收的时候，首先是要找到0x7e，按照协议允许帧头连续多个0x7e，以最后一个为准。帧头后面的就是数据，要相应地进行去零操作，直到遇到帧尾的0x7e。
在路侧单元中，由于功耗等要求，使得CPU的能力较低，如何高效实现透明传输将对交易时间以及功耗也会起到较为明显的影响。
现有技术中实现透明传输的方法，就是按位进行扫描，对连续“1”的情况进行累加计算，当出现连续5个“1”的情况时进行加零或者去零操作。这种方法的缺点很明显就是循环过程要按位进行，处理也较为复杂，效率不高。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种高效的ETC系统的数据发送方法、接收方法，以及基于上述方法的发送装置和接收装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种ETC系统的数据发送方法，包括将数据通过透明传输方式发送的过程，所述过程包括：将数据按照透明传输方式处理，所述按照透明传输方式处理通过对传输数据进行四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0；发送所述按照透明传输方式处理的数据。
所述按照透明传输方式处理还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第一表格，所述将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第一表格获得对应的操作来实现。
本发明还提供一种ETC系统的数据发送装置，用于将数据通过透明传输方式发送的过程，将数据按照透明传输方式处理，所述按照透明传输方式处理是对传输数据进行四位分组、根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0。
上述发送装置，包括第一表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，所述装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第一表格获得对应的操作来实现在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0。
上述第一表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，则在所述后四位分组的后一位插入0；若1≤N＜4，则在所述后四位分组的第N+1位加0，并将所述后四位分组的后4-N位保持到数据中。
本发明还提供一种ETC系统的数据接收方法，包括接收和处理通过透明传输方式传输的数据的过程，所述过程包括：接收通过透明传输方式传输的数据，将接收到的数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
上述接收方法还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第二表格，所述将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第二表格获得对应的操作来实现。
本发明还提供一种ETC系统的数据接收装置，用于接收和处理通过透明传输方式传输的数据，接收通过透明传输方式传输的数据，将接收到的数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
上述接收装置，还包括第二表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，所述装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第二表格获得对应的操作来将连续五个1的后一位0去除。
上述第二表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，所述后四位的后面一位若为0则去除，否则结束；若1≤N＜4，所述后四位分组的第N+1位若为0则去除，否则结束。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过以四位数据为一个单位进行处理，可以方便地将一个字节分成两个四位数据进行处理，而且在该四位数据上出现连续5个1的状态相对较少，需要代码空间以及计算的复杂度较小，有利于降低系统开销，提高数据发送和接收的效率；
(2)本发明通过表格储存四位数据的各种状态以及相对应的加0或去0操作，在发送和接收数据时，通过查询相应的表格获得操作，相比逐位扫描方式，进一步提高了效率。
附图说明
图1示出根据本发明发送装置的一个实施例的结构示意图；
图2示出根据本发明接收装置的一个实施例的结构示意图；
图3示出根据本发明方法的一个实施例的加零操作流程图；
图4示出根据本发明方法的一个实施例的去零操作流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
在发送的过程中可实现较高效的透明传输的方法。但是在车载单元中，由于电池电量、CPU主频等各方面条件的限制，软件上在发送过程处理存在困难，于是在发送前完成透明传输处理，然后再集中发送。
在软件实现透明传输的方法中，通常就是按位操作，进行加零或者去零的处理。其缺点就是循环按位计数，循环次数较多，且每次循环的处理内容基本相同，由此消耗掉了大量的CPU计算时间。
要高效的进行透明传输的数据处理，就必须降低每次处理的循环次数，且使得每次循环的处理足够简单，从而节省CPU计算资源。这样可以考虑每次循环同时处理多位来提高效率。例如可以按两位、四位以及五位等来处理。其中按照两位的处理的实现过程较为复杂，状态较多，实现后优化效果不明显，甚至有可能更差。按照五位的处理，由于其在处理上不是八的公约数，增加了循环处理的复杂度，实现上非常麻烦，优化效果也不明显。
每次以四位数据为一个单位进行处理，就可以起到较好的效果。在四位为一个单位进行整块处理的状态下，可以总结一些加零和去零的有限状态，根据这些状态制定出相应的操作。无论去零还是加零在四位单元处理上的状态都是比较有限的，这样在具体处理上就比较可行，其需要代码空间以及算法的复杂度也较小。由此分析，按照四位单元进行透明传输的处理是可行的，优化效果也会比较明显。
在运行效率上，由于本发明将四位作为一个整体，并可根据查表直接得出结果，因此比逐位扫描效率高。考虑诸如数据缓存等一些无法节省的操作以及每次循环的复杂度较单位计算要略微复杂，因此计算的效率估计为按位操作的三分之一水平。
根据本发明ETC系统的数据发送装置的一个实施例，如图1所示，用于将数据通过透明传输方式发送的过程，将数据按照透明传输方式处理，按照透明传输方式处理是对传输数据进行四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0，发送按照透明传输方式处理的数据。
根据本发明发送装置的一个实施例，包括第一表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，该发送装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询第一表格获得对应的操作来实现在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0。
根据本发明发送装置的一个实施例，该第一表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，则在所述后四位分组的后一位插入0；若1≤N＜4，则在所述后四位分组的第N+1位加0，并将所述后四位分组的后4-N位保持到数据中。
根据本发明发送装置的另一个实施例，该第一表格的内容如表1所示：
| 前四位 | 后四位 | 状态 | 操作 |
| xx01 | 1111 | 0 | 直接在数据中加零操作 |
| x011 | 111x | 1 | 在末位加零，同时x位保持到数据中 |
| 0111 | 11xx | 2 | 在第三位加零，同时两个xx为保持到数据中 |
| 1111 | 1xxx | 3 | 在第二位加零，同时三个xxx保持到数据中 |
| 其他 | 其他 | 4 | 直接转移到数据 |
表1加零表
根据本发明ETC系统的数据接收装置的一个实施例，如图2所示，用于接收和处理通过透明传输方式传输的数据，该接收装置还用于接收通过透明传输方式传输的数据，将接收到的将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
根据本发明接收装置的一个实施例，还包括第二表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，该接收装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询第二表格获得对应的操作来将连续五个1的后一位0去除。
根据本发明接收装置的一个实施例，该第二表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，所述后四位的后面一位若为0则去除，否则结束；若1≤N＜4，所述后四位分组的第N+1位若为0则去除，否则结束。
根据本发明接收装置的另一个实施例，该第二表格的内容如表2所示：
| 前四位 | 后四位 | 状态 | 操作 |
| xx01 | 1111 | 0 | 已经满足去零操作要求，但是还不知道下面是什么，如是1则结束，如是0则去零 |
| x011 | 1110 | 1 | 直接去零 |
| 0111 | 110x | 2 | 直接去零 |
| 1111 | 10xx | 3 | 直接去零 |
| 0111 | 1110 | 5 | 结束 |
| x011 | 1111 | 5 | 结束 |
| 1111 | 11xx | 5 | 结束 |
| xxxx | Xxxx | 6 | 除上述状态外的状态，则不做任何操作，直接转成数据。 |
表2去零表
根据本发明ETC系统的数据发送方法的一个实施例，包括将数据通过透明传输方式发送的过程，该过程包括：将数据按照透明传输方式处理，按照透明传输方式处理通过对传输数据进行四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0，发送经过上述透明传输方式处理的数据。
根据本发明发送方法的一个实施例，按照透明传输方式处理还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第一表格，将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第一表格获得对应的操作来实现。
根据本发明发送方法的一个实施例，该第一表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，则在所述后四位分组的后一位插入0；若1≤N＜4，则在所述后四位分组的第N+1位加0，并将所述后四位分组的后4-N位保持到数据中。
根据本发明ETC系统的数据接收方法的一个实施例，包括接收和处理通过透明传输方式传输的数据的过程，该过程包括：接收通过透明传输方式传输的数据；将接收到的数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
根据本发明接收方法的一个实施例，还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第二表格，将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第二表格获得对应的操作来实现。
根据本发明接收方法的一个实施例，该第二表格包括：连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N＝4，则判断所述后四位的后面一位若为0则去除，否则结束；若1≤N＜4，判断所述后四位分组的第N+1位若为0则去除，否则结束。
根据本发明的另一个实施例，在实现上，首先要根据表1和表2建立相应的二维数组，将所有16乘16种组合都列在对应表中，即建立一个类似于两个四位数据的真值表。这样所需的空间总计为512字节，这个存储器的占用在单片机上是可接受的。
对应表建立以后，再就是透明传输在此基础上的处理方法，分为加零和去零，两者处理方法不尽相同。其中加零处理方法相对较为简单一些。去零由于存在各种异常和错误处理，在处理方法上会复杂一些。
加零处理方法实现大致过程为，首先确定各个变量初始值，而后获取两个四位数据，将数据代入到对应表中得出是何种状态，再根据是哪一种状态进行具体的操作，得出最后的数据。最后，要将数据合成8位元组保存到缓存中。根据本发明的一个实施例，加零处理的流程如图3所示，包括以下步骤：
步骤302：初始化相关缓存，将数据按四位一组缓存到新的缓冲区databuf中；
步骤304：初始化位数计数器以及相关变量，记录前四位变量为0，初始化当前加零数据寄存器为0等；
步骤306：循环，判断是否达到数据长度，若未达到，转步骤308；否则转步骤328；
步骤308：获取一个字节的低四位；
步骤310：将其与前四位代入到加零表中得出加零状态；
步骤312：根据步骤310得到的加零状态的不同将有不同的操作方法，若为状态0、1、2、3，转步骤314；若为状态4转步骤318；
步骤314：加零操作，具体为：
①状态为0时，则说明当前数据为1111，需要在后面加0，这样结果为11110；
②状态为1时，则当前数据为111x，在111后面添加一个0，结果为1110x；
③状态为2时，当前数据为11xx，加零结果为110xx；
④状态为3时，当前数据1xxxx，加零结果为10xxx；
步骤316：将加零后的数据，按顺序拼入到加零数据寄存器。并计算当前的总位数转步骤320；
步骤318：状态为4时，不用加零，直接计算数据位数；
步骤320：如果总位数大于8，说明已经构成一个字节；
步骤322：将其保存到缓存数组中；
步骤324：重新计算加零数据寄存器中的数据位数，并对有关变量进行初始化；
步骤326：将当前四位数据设置为前四位数据，获取当前字节高四位，转步骤306；
步骤328：结束。
去零操作过程与加零过程基本一致，只是在处理的过程中需要加入一些错误判断。比如遇到6个“1”时，即处理结束等。根据本发明的一个实施例，去零操作的流程如图4所示，包括以下步骤：
步骤402：初始化相关缓存，将数据按四位一组缓存到新的缓冲区databuf中；
步骤404：初始化位数计数器以及相关变量，记录前四位变量为0，初始化当前加零数据寄存器为0等；
步骤406：循环，判断是否达到数据长度，若未达到，转步骤408；否则转步骤438；
步骤408：获取一个去零数据一个字节的低四位；
步骤410：将其与前四位代入到去零表中得出去零状态；
步骤412：判断去零状态，若为状态0则转步骤414；若为状态1、2、3转步骤422；若为状态6转步骤426；若为状态5，表示出现了连续6个以上的1的状态，即表示结束，这有两种状态，一是当前数据为11xx，一种是当前为1111，转步骤436；
步骤414：将该四位数据保存；
步骤416：获取该四位数据后面的四位数据；。
步骤418：判断下四位的高位是否为“1”，若为1，那么就意味着已经出现连续6个“1”，已经到了帧尾了，转步骤436；否则转步骤420；
步骤420：下四位的高位为“0”，直接去掉，然后计算此次去零后的数据及其位数，转步骤428；
步骤422：计算去零数据及其位数，具体计算如下：
状态为1时，当前数据则为1110，这样直接将后面的0去掉即可，即结果为111；
状态为2时，当前数据为110x，去掉中间的0即可，即结果为11x；
状态为3时，当前数据为10xx，此时结果为1xx；
步骤424：将加零后的数据，按顺序拼入到加零数据寄存器。并计算当前的总位数计算数据位数，转步骤428；
步骤426：表示此时不需要进行去零的处理，结果为当前数据即可；
步骤428：如果总位数大于8，说明已经构成一个字节；
步骤430：将其保存到缓存数组中；
步骤432：重新计算加零数据寄存器中的数据位数，并对有关变量进行初始化；
步骤434：将当前四位数据设置为前四位数据，获取当前字节高四位，转步骤406；
步骤436：表示遇到帧尾，结束。
步骤438：结束
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种ETC系统的数据发送方法,包括将数据通过透明传输方式发送的过程，其特征在于，所述过程包括：
将数据按照透明传输方式处理，所述按照透明传输方式处理通过对传输数据进行四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0；
发送所述按照透明传输方式处理的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照透明传输方式处理还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第一表格；所述对传输数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第一表格获得对应的操作来实现。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一表格包括：
连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N=4，则在所述后四位分组的后一位插入0；若1≦N<4，则在所述后四位分组的第N+1位加0，并将所述后四位分组的后4-N位保持到数据中。
4.一种ETC系统的数据发送装置，用于将数据通过透明传输方式发送的过程，其特征在于，包括用于将数据按照透明传输方式处理的第一模块，所述按照透明传输方式处理是对传输数据进行四位分组、根据相邻两个四位分组的数据状态在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0，以及发送所述按照透明传输方式处理的数据的第二模块。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于，包括第一表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，所述装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第一表格获得对应的操作来实现在连续出现五个1的最后一个1的后一位插入0。
6.一种ETC系统的数据接收方法,包括接收和处理通过透明传输方式传输的数据的过程，其特征在于，所述过程包括：
接收通过如权利要求1至3任一项所述的ETC系统的数据发送方法,传输的数据；
将接收到的数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述过程还包括建立相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作的第二表格，所述将数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除具体通过根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第二表格获得对应的操作来实现。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二表格包括：
连续五个1中的后N个1出现在所述相邻两个四位分组的后四位分组的前N位，若N=4，则判断所述后四位的后面一位若为0则去除，否则结束；若1≦N<4，判断所述后四位分组的第N+1位若为0则去除，否则结束。
9.一种ETC系统的数据接收装置,用于接收和处理通过透明传输方式传输的数据，其特征在于，包括第三模块和第四模块，第三模块用于接收通过如权利要求1至3任一项所述的ETC系统的数据发送方法，传输的数据，第四模块用于将接收到的数据按照四位分组，根据相邻两个四位分组的数据状态将连续五个1的后一位0去除。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括第二表格，用于存储相邻两个四位分组的数据状态和对应的操作，所述装置还用于根据相邻两个四位分组的数据状态查询所述第二表格获得对应的操作来将连续五个1的后一位0去除。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |