CN102693560A

CN102693560A - 不停车收费系统交易过程的记录方法及其装置

Info

Publication number: CN102693560A
Application number: CN2012101538864A
Authority: CN
Inventors: 林敬东; 陈赞
Original assignee: Shanghai Showlinx Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Showlinx Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明涉及一种不停车收费系统交易过程记录装置，包括：射频监听电路，监听符合车载设备单元发射标准的物理层规定的空口通信数据，进行解调译码，形成协议帧；协议分析电路，根据标准规定的链路层、应用层和设备应用层的协议对协议帧进行解析，提取交易信息，并将交易信息发送到通信接口；通信接口接收交易信息进行处理后发给相应的外设。本发明使得交易过程更加直观，且不会增加车载设备单元能耗。

Description

不停车收费系统交易过程的记录方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种无线通信设备的测试技术，特别是一种不停车收费系统交易过程的记录方法。

背景技术

自2007年国标ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费系统)系统形成标准以来，我国沿海的主要省市如北京，上海等都开始安装了不停车收费系统。

专用短程通信DSRC(Dedicated Short Range Communication)是电子不停车收费ETC(Electronic Toll Collection)系统的核心通信技术，车辆经过特定的ETC车道，通过OBU(On Board Unit，车载设备单元)与RSU(RoadSide Unit，路侧单元)的通信，在不需停车和收费人员采取任何干预的情况下，自动完成收费过程。

当前，我国各地正大力进行ETC建设。但在ETC系统的建设过程中，由于OBU设备能耗、存储空间、装置大小的严格限制，无法详细显示和记录ETC交易过程，对ETC收费过程中交易记录进行诊断分析、数据长期存储、账户余额/交易记录语音播报及历史交易报查询/统计/分析等需求无法通过OBU自身来实现，而目前市面上还没有真正出现车载的专门针对ETC系统OBU与RSU的DSRC通信交互过程侦听及协议解析、交易数据存储并实时语音播报的设备单元(或功能模块)。而当车辆通行ETC闸口OBU和RSU进行交易时，收费站显示屏由于ETC交易通过时间较短，再加上光线以及车内人员视野等因素，用户无法通过收费站的显示屏了解全部详细交易信息，事后也有需求要查询某一天/或时段的通行记录及收费情况和OBU的设备状态等，现有的OBU设备自身无法提供这些功能。

因此需要有一种技术能够在不影响OBU工作及耗电的情况下，详细记录ETC交易记录，并可实时显示和语音播报交易金额，供OBU车主及时掌握ETC用户卡的资金使用情况，保证资金的安全。

发明内容

本发明的目的在于考虑现有OBU由于电池功耗和本身体积问题，不能有效记录交易信息并对用户进行声音图像提示，而使用户感到使用不便的问题，提供一种不停车收费系统交易过程记录手段，记录分析交易的数据，并将该信息通过外设直观地提示用户。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，提一种不停车收费系统交易过程记录装置，包括：射频监听电路，监听符合车载设备单元发射标准的物理层规定的空口通信数据，进行解调译码，形成协议帧；协议分析电路，根据标准规定的链路层、应用层和设备应用层的协议对协议帧进行解析，提取交易信息，并将交易信息发送到通信接口；通信接口接收交易信息进行处理后发给相应的外设。

其中，它还包括一个车载设备单元身份对比装置，从监听到的数据中对比是否包含车载设备单元身份信息，如含有则进行后续的协议分析。该车载设备单元身份信息是车载设备单元的MAC(Media Access Control，硬件位址)地址信息。该射频监听电路由天线以及5.8G射频收发器组成。协议分析电路是运行在微处理器上对标准帧结构进行识别提取的软件。该装置可以单独装设于车载设备单元附近或者集成在其他车载电子设备内。

本发明还提供了一种不停车收费系统路边站测试方法，包括以下步骤：监听符合车载设备单元发射标准的物理层规定的空口通信数据；对监听到的数据进行解调译码，形成协议帧；根据标准规定的链路层、应用层和设备应用层的协议对协议帧进行解析，提取交易信息；交易信息进行处理后发给相应的外设。

其中，对监听到的空口通信数据解调译码后形成的协议帧进行分析判断其是否含有车载设备单元身份信息，如含有则进行后续的协议帧解析；如不含有则不进行后续处理。

本发明优点为：当OBU车辆通行ETC闸口时，用户能收听语音播报的收费金额及账户余额，在主控单元上可查询某一时段的通行记录、收费情况及OBU的设备状态等。当ETC交易失败时，根据监听到的交易过程记录，可辅助开发人员定位DSRC通信问题，便于OBU设备的维修和升级等。本发明采用车载电源，不使用车载设备单元电池，不影响车载设备单元使用。

附图说明

图1是本发明一个实施例示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是本发明另一实施例的电路框图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详述：

本发明通过在ETC车辆的OBU附近安放DSRC协议监听器，当该车通过ETC车道时，DSRC协议监听单元抓取OBU和RSU的空中交互信号，分析当次交易的数据，然后把交易情况传输到主控单元系统(或存储到主控单元非易失性存储体上)，主控单元语音播报交易记录及账户余额，事后用户还可在主控单元的显示屏(一般为触摸屏)图形用户界面上，按统计图表等形式，调出特定时段的历史交易记录、账户余额信息及设备状态等。

为了实现该发明目的，本发明方案如下：首先请参阅图1，图1是本发明一个实施例示意图。由图1可看出，该实施例逻辑上由监听单元和主控单元组成，这两个单元的划分是实现功能上的逻辑划分，具体实现是可以使用两个单独的硬件装置来实现，也可以在一个硬件装置上运行两个软件功能模块来实现。两个单元之间通过预先定义的接口和协议通信，分离的硬件情况下，可以是如USB/UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter通用异步收发器)等硬件接口形式，在单一硬件装置情况下，可以是共享内存或函数库等软件接口形式。

监听单元负责DSRC空口数据的监听分析，并将交易中间的数据和最终的交易结果发送给主控单元，同时接收主控单元的控制，对监听数据进行有选择的过滤等，如只监听指定MAC或序列号的OBU的交易数据等。

主控单元负责配置监听分析单元，并接收监听分析单元的上传数据，将交易中间数据保存供设备维修分析之用，并将当次交易结果通过显示模块或语音模块实时播报，同时维护交易记录表，保存一段时间内的交易录供用户查阅、统计分析等。

具体而言，监听分析单元由三个部分组成：

1)5.8G射频监听电路

监听符合GB/T 20851.1-2007物理层规定的DRSC空口通信数据，进行解调译码后，以协议帧的形式交给协议分析电路处理。

2)协议分析电路

根据GB/T 20851.1-2007对链路层、应用层和设备应用层的协议规定，解析监听到的协议帧，分析整个DSRC交易过程，提取包括但不限于交易结果、收费金额和出入口信息等交易内容，并将这些内容连同交易原始数据发送给通信接口。

3)通信接口

接收协议分析电路的数据，通过和主控单元的接口发送给主控单元，并接收主控单元的控制命令，配置5.8G射频监听电路和协议分析电路。

主控单元为一个具有可选的大屏幕显示屏、语音播报系统、大容量数据存储空间的智能逻辑模块，它主要完成包括语音播报交易结果、屏幕显示交易结果、保存历史交易记录、查询统计分析交易记录等功能，同时还能控制配置监听单元，如配置监听单元绑定指定OBU，即只监听指定MAC地址或序列号的OBU的交易数据等。

1)通信接口

处理和监听单元的通信

2)显示模块

可选模块，显示交易结果、交易记录等内容

3)语音模块

可选模块，播报交易结果

4)主控逻辑

实现主体控制逻辑，包括系统初始化、交易数据保存、交易结果播报和显示、交易记录分析、交易报表生成、监听单元配置等功能。

接下来介绍一下本发明的工作过程。请参阅图2，图2是本发明的工作流程图。在图2中，首先各模块进行初始化设备开始工作。射频监听电路对符合GB/T 20851.1-2007物理层规定的DRSC空口通信数据进行监听。这是目前国标的物理层定义。对于非国标的特殊通信场合，本发明也可以根据其采用的物理层标准进行相应的修改。设备判断有无监听到数据，如有，则进行OBU的MAC信息提取。如能提取到，则证明是本OBU发出的信息，可进行下一步处理；如无，则说明该信号非本车OBU发出，可以不处理。但也可以根据使用目的选择进行处理。在本实施例中，采用OBU的MAC地址来判断发出信号的OBU身份，但我们知道在OBU发出的信息中，还有其他一些数据也能说明OBU的身份，本发明也可以根据需要将这些信息作为OBU身份判断信息。

在判断监听到的数据由本OBU发出之后，接下来进行协议帧格式分析，即按照国家标准中对协议帧的定义进行对比判断。首先判断接收到的协议帧是否VST(Vehicle Service Table车辆服务表)帧，VST帧是OBU告诉RSU自己的一些系统信息，包括OBU的序列号、OBU的区域代码(如北京、山东等)、OBU的有效时间、OBU的设备状态等，RSU根据这些信息来决定是否和OBU交易等，简单的说，就是RSU在不停地发送寻呼信号寻找OBU，OBU接受到信号后就应答VST，意味着双方准备要开始交易了。因此如是VST帧则表明交易开始，如不是则继续判断其是否为车辆信息帧、IC卡信息帧、扣款信息帧、MMI(Man Machine Interaction人机交互)数据帧。MMI帧表明RSU告知OBU交易结束，帧里面包含定义好的结果代码，OBU根据这个代码做相应的提示，如交易正常，则发出表示交易正常的滴的一声响，异常则发出表示异常的声响。总之，监听到MMI帧，就知道交易已经结束，以及交易的结果。监测到相应帧后，将相应帧承载数据的部分提取存储，在找到需要提取各种类别数据的所有不同类别帧后，分析完整交易过程，向主控单元提交数据。这里所需数据类型的选择仅为示例，不同的场合可以根据需要进行不同的选择。

图1中实施例列出一种可选的监听单元和主控单元硬件分离的装置实现方式，该方式在现有车载设备(如导航仪、音视频播放器)的基础上附加一个监听分析单元来做数据采集，同时在通过在现有设备上增加软件模块来作为主控单元。该实现中，可采用天线以及5.8G射频收发器实现物理层的数据监听，采用微处理器芯片作为监听单元的硬件来运行协议分析和通信接口软件，主控单元可采用支持串口/USB接口等接口通信的车载导航仪或其他车载电子终端等，在其上加载控制软件来实现和监听单元的通信以及交易信息提示、交易记录查询等功能。

再请参阅图3，图3是本发明另一实施例的电路框图。图3列出了一种可选的监听单元和主控单元硬件一体化的装置实现方式，该方式中，监听分析单元和主控单元硬件集成在一起，通过单个硬件装置来完成所有功能。该实现中，采用一个微处理器作为主控单元，运行所有的控制逻辑，包括DSRC交易数据监听分析，以及如导航等其他功能。他接收天线和射频收发器芯片监听到的DSRC数据，做协议分析后，通过显示模块和语音播放模块提示用户交易结果，并把交易内容和结果保存到存储设备上，供用户查阅统计等。本发明实施例中提到的5.8G频率是国标规定的OBU射频频率，在其他场合本发明也可使用其他相应频率和非DSRC通信协议。

本领域内技术人员还可在本发明的创作精神内作组合变形或者步骤、模块替换，这些依据本发明的创作精神而衍生的各种变形仍应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于它包括：

射频监听电路，监听符合车载设备单元发射标准的物理层规定的空口通信数据，进行解调译码，形成协议帧；

协议分析电路，根据标准规定的链路层、应用层和设备应用层的协议对协议帧进行解析，提取交易信息，并将交易信息发送到通信接口；

通信接口接收交易信息进行处理后发给相应的外设。

2.如权利要求1所述的不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于它还包括一个车载设备单元身份对比装置，从监听到的数据中对比是否包含车载设备单元身份信息，如含有则进行后续的协议分析。

3.如权利要求2所述的不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于所述的车载设备单元身份信息是车载设备单元的MAC地址信息。

4.如权利要求1所述的不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于所述的射频监听电路由天线以及5.8G射频收发器组成。

5.如权利要求1所述的不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于所述的协议分析电路是运行在微处理器上对标准帧结构进行识别提取的软件。

6.如权利要求1所述的不停车收费系统交易过程记录装置，其特征在于它可以单独装设于车载设备单元附近或者集成在其他车载电子设备内。

7.一种不停车收费系统交易过程记录方法，包括以下步骤：

监听符合车载设备单元发射标准的物理层规定的空口通信数据；

对监听到的数据进行解调译码，形成协议帧；

根据标准规定的链路层、应用层和设备应用层的协议对协议帧进行解析，提取交易信息；

交易信息进行处理后发给相应的外设。

8.如权利要求7所述的不停车收费系统交易过程记录方法，其特征在于对监听到的空口通信数据解调译码后形成的协议帧进行分析判断其是否含有车载设备单元身份信息，如含有则进行后续的协议帧解析；如不含有则不进行后续处理。