CN104463987B - Esam的控制方法、obu - Google Patents

Esam的控制方法、obu Download PDF

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Abstract

本发明中提供了一种ESAM的控制方法、OBU，该方法在一次OBU交易中，在OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，即OBU与ESAM进行信息交互获取车辆信息之后，OBU控制器向ESAM发送休眠指令，ESAM接收休眠指令后进入休眠状态直到本次交易结束。本发明中将ESAM在不被操作的期间使ESAM处于休眠状态，众所周知，电子器件处于休眠状态的功耗小于正常工作状态的功耗，因此本发明将ESAM处于休眠状态的功耗小于ESAM处于正常工作状态的功耗，本发明提供的方法减少了ESAM的不必要的功耗浪费，使得ESAM功耗降低，进而降低了OBU的功耗，从而解决了现有技术中ESAM功耗高导致OBU功耗高的问题。

Description

ESAM的控制方法、OBU
技术领域
本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种ESAM的控制方法、OBU。
背景技术
进入21世纪，智能交通行业不断迅猛发展，电子不停车收费（Electronic TollCollection，ETC）系统的应用日益广泛，ETC系统包括电子标签（On Board Unit，OBU）、路侧单元（Road Side Unit，RSU）和行驶车辆。其中OBU的一个电子器件为嵌入式安全控制模块（Embedded Secure Access Module，ESAM），ESAM作为一个安全存储模块，主要用于存储OBU个体信息，如车辆信息、交易记录等信息。
在ETC系统中OBU放在行驶车辆中，车辆高速通过RSU的时候，OBU和路边架设的RSU之间采用微波通讯，并结合ESAM内部的存储信息，对行驶车辆计算费率、扣除通行费等操作，简称以上操作为一次ETC交易。在一次交易结束后，OBU的主要操作步骤为：
1）在车辆通过RSU时，OBU被唤醒；
2）OBU控制器进行内核及外设初始化，其中包括OBU控制器向ESAM发送指令，将自身内部的ESAM进行上电，并向ESAM发送一系列初始化指令，使ESAM进行初始化；
3）OBU控制器进行交易逻辑初始化；
4）OBU控制器与RSU建立通讯连接；
5）OBU控制器与ESAM进行信息交互，获取车辆信息；
6）OBU控制器执行透明传输通道指令，对车辆计算费率扣除通行费；
7）OBU控制器发送声光提示指令，示意费用扣除结束；
8）OBU控制器释放与RSU之间的通信连接；
9）本次交易结束；
10）OBU控制器向自身内部的ESAM发送断电指令，使ESAM进行断电；
11）OBU转入休眠状态，等待下一次被唤醒。
在整个OBU交易中，在第6）步骤中OBU在与ESAM进行信息交互获取车辆信息之后，便不再操作ESAM，但是，OBU在一次交易结束后才将ESAM断电处理，导致ESAM在不被操作的期间都处于工作状态，造成ESAM的功耗偏高，进而造成OBU的功耗偏高。
因此如何降低ESAM的功耗，进一步降低OBU的功耗，是现在需要解决的一个问题。
发明内容
本发明提供了一种ESAM的控制方法、OBU，采用本方法能够解决现有技术中ESAM功耗高导致OBU功耗高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术手段：
一种ESAM的控制方法，包括：
在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，接收所述OBU控制器发送休眠指令后进入休眠状态，直到本次OBU交易结束。
优选的，若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态。
优选的，若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
优选的，在本次交易结束之后继续保持休眠状态之后还包括：
在下一次OBU交易中，接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；
与所述OBU控制器进行交互操作。
优选的，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的休眠指令或唤醒指令。
优选的，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的休眠指令或唤醒指令包括：
若第一控制引脚上升沿（下降沿）发生跳变，则接收OBU控制器发送的休眠指令；若第一控制引脚下降沿（上升沿）发生跳变，则接收OBU控制器发送的唤醒指令。
一种OBU，包括：
OBU控制器和ESAM；
在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，所述OBU控制器向所述ESAM发送休眠指令；
所述ESAM接收所述OBU控制器发送休眠指令后进入休眠状态，直到本次OBU交易结束。
优选的，所述ESAM的结构包括：第一引脚VSS，第二引脚DATA，第三引脚RST，第四引脚NC，第五引脚CLK，第六引脚IP，第七引脚W/S，第八引脚VDD；
所述ESAM通过第二引脚DATA和第七引脚W/S与所述OBU控制器相连。
优选的，还包括：
所述ESAM，还用于若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态，通过所述第七引脚W/S接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；在下一次OBU交易中，通过所述第七引脚W/S接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态。
优选的，所述ESAM，还用于若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
本发明中提供了一种ESAM的控制方法，该方法在一次OBU交易中，在OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，即OBU与ESAM进行信息交互获取车辆信息之后，OBU控制器向ESAM发送休眠指令，ESAM接收休眠指令后进入休眠状态直到本次交易结束。
现有技术在OBU控制器在与ESAM进行信息交互之后，直到本次交易结束这段不被操作的期间都处于工作状态，本发明中将ESAM在不被操作的期间使ESAM处于休眠状态，众所周知，电子器件处于休眠状态的功耗小于正常工作状态的功耗，因此本发明将ESAM处于休眠状态的功耗小于ESAM处于正常工作状态的功耗，本发明提供的方法减少了ESAM的不必要的功耗浪费，使得ESAM功耗降低，进而降低了OBU的功耗，从而解决了现有技术中ESAM功耗高导致OBU功耗高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中ESAM的引脚结构图；
图2为本发明实施例公开的ESAM的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例公开的又一ESAM的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例公开的ESAM的控制方法中ESAM唤醒及休眠的内部逻辑；
图5为本发明实施例公开的又一ESAM的控制方法的流程图；
图6为本发明实施例公开的OBU的结构示意图；
图7为本发明实施例公开的又一ESAM的引脚结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在介绍本发明之前，先介绍一下本发明中的ESAM器件，ESAM作为OBU内一个安全存储模块，用于存储OBU个体信息，如车辆信息、交易记录等信息，在ETC交易中主要用于与OBU控制器进行数据交互，为OBU控制器提供数据支持。
如图1所示，本发明提供了现有技术中ESAM引脚的结构示意图。目前使用到引脚共有5个：
第2引脚：VSS，数字地，用于接地；
第4引脚：DATA，数据通信口，实现ESAM与外设之间的双向通信，在本发明中主要是与OBU控制器进行双向通信；
第13引脚：CLK，时钟脚，用于OBU控制器向ESAM提供双向通信所需的时钟信号；
第14引脚：RST，复位脚，用于OBU控制器对ESAM进行热复位。
第15引脚：VDD，电源，用于与外部电源相连，为ESAM提供电源支持。
其余管脚NC为空置管脚。
NC引脚为空置管脚，目前尚未命名，不过在现实应用中可以根据需要进行使用，在本发明使用到其中的一个空置引脚NC，在后续内容中将进行详细说明。
如图2所示，本发明提供了ESAM的控制方法的一种实施例，包括：
步骤101：在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作；
步骤102：ESAM接收所述OBU控制器发送休眠指令后进入休眠状态，直到本次OBU交易结束。
在一次OBU交易中，在OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，即OBU控制器与ESAM进行信息交互获取车辆信息之后，即完成了本次交易中的工作，在此之后直到本次交易结束这段期间，OBU控制器都不会操作ESAM，因此为了降低功耗，本发明对OBU控制器和ESAM的内部程序稍作调整，在OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，OBU控制器向ESAM发送休眠指令，该休眠指令为将ESAM进入休眠状态但不会将ESAM进行断电的指令，ESAM接收OBU控制器发送的休眠指令，将自身进入休眠状态，该休眠状态类似与计算机进入待机状态，休眠状态一直持续到本次交易结束。
本发明中提供了一种ESAM的控制方法，该方法在一次OBU交易中，在OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，即OBU与ESAM进行信息交互获取车辆信息之后，OBU控制器向ESAM发送休眠指令，ESAM接收休眠指令后进入休眠状态直到本次交易结束。
现有技术在OBU控制器在与ESAM进行信息交互之后，直到本次交易结束这段不被操作的期间都处于工作状态，本发明中将ESAM在不被操作的期间使ESAM处于休眠状态，众所周知，电子器件处于休眠状态的功耗小于正常工作状态的功耗，因此本发明将ESAM处于休眠状态的功耗小于ESAM处于正常工作状态的功耗，本发明提供的方法减少了ESAM的不必要的功耗浪费，使得ESAM功耗降低，进而降低了OBU的功耗，从而解决了现有技术中ESAM功耗高导致OBU功耗高的问题。
如图3所示，本发明又提供了ESAM的控制方法的一种实施例，包括：
步骤S201：在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作；
步骤S202：ESAM接收所述OBU控制器发送休眠指令后进入休眠状态；
ESAM通过第一空置引脚接收OBU控制器发送的休眠指令，第一空置引脚为ESAM所有空置引脚中的任意一个，具体的内容详见步骤S206。
步骤S203：OBU控制器判断ESAM休眠功耗是否小于预设阈值，若大于预设阈值则进入步骤S204，若小于预设阈值则进入步骤S205；
OBU控制器以预设阈值为界限判断ESAM休眠功耗的大小，若经过判断得到ESAM休眠功耗大于预设阈值，则认为ESAM的休眠功耗过大，若经过判断得到ESAM的休眠功耗小于预设阈值，则认为ESAM的休眠功耗大小可以接受，可以继续保持休眠状态，经过试验验证，本发明实施例中以2uA为例作为预设阈值。预设阈值的大小可以由工程师人为设定，其大小可以根据实际情况而定，在本发明中并不做限制。
步骤S204：在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。如果ESAM进入休眠状态后，自身的功耗依旧很大，则OBU控制器需要将ESAM进行断电处理，以免ESAM功耗过大而导致OBU的功耗增加。ESAM进行断电处理之后，在下一次OBU交易中ESAM接受OBU控制器的上电指令进行上电，并接收OBU控制器发送的一系列初始化指令进行初始化，在ESAM进行初始化之后，进入步骤S201继续执行本发明提供的ESAM的控制方法。
步骤S205：在本次交易结束之后ESAM继续保持休眠状态。
若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态。经过试验验证，当ESAM进入休眠状态后，一些ESAM的休眠功耗会很小，其程度小到工程师可以接受ESAM不必进行断电处理，所以在本次交易结束之后ESAM可以继续休眠状态。
步骤S206：在下一次OBU交易中，接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；
本发明中ESAM通过第一空置引脚接收OBU控制器发送的休眠指令或唤醒指令，第一空置引脚为如图1所示ESAM空置引脚的任意一个，具体的，预先将OBU控制器的第一IO口与ESAM第一空置引脚进行连接。当OBU控制器对ESAM进行上电后，OBU控制器中将第一IO口设置为输出模式，ESAM将第一空置引脚设置为输入模式，若OBU控制器需要唤醒或者休眠ESAM，便需要发送唤醒指令或休眠指令至第一空置引脚，此时第一空置引脚的电平状态会发生跳变。若第一控制引脚上升沿（下降沿）发生跳变，则接收OBU控制器发送的休眠指令；若第一控制引脚下降沿（上升沿）发生跳变，接收OBU控制器发送的唤醒指令。
为了检测OBU是否发送唤醒指令或休眠指令，ESAM开启中断检测，如图4所示，左侧为ESAM内部唤醒的内部逻辑，右侧为ESAM内部休眠的内部逻辑，在左侧的图示中，当检测第一空置引脚的上升沿（下降沿）发生跳变之后，若ESAM本身处于唤醒状态，则将ESAM进入休眠状态，同时切换第一空置引脚的中断触发方向，以接收唤醒指令。在图示右侧中，当第一空置引脚的下降沿（上升沿）发生跳变之后，若ESAM本身处于休眠状态，则将ESAM进入唤醒状态，同时再次切换第一空置引脚的中断触发方向，以便接收休眠指令。
步骤S207：ESAM与所述OBU控制器进行交互操作。
因为ESAM在上一次交易结束之后进入休眠状态，因此在下一次OBU交易中，仅需要被OBU控制器唤醒即可，在唤醒之后ESAM会跳过初始化的过程，直接与可以OBU控制器进行信息交互。即OBU控制器仅需要对ESAM进行唤醒即可，并不需要对其进行初始化，从而不占用OBU初始化操作的时间，节省了OBU初始化操作的时间，提高OBU的指令效率，使OBU能够适用对通行速度要求较高ETC系统。
本发明中将ESAM在不被操作的期间使ESAM处于休眠状态，众所周知，电子器件处于休眠状态的功耗小于正常工作状态的功耗，本发明提供的方法减少了ESAM的不必要的功耗浪费，使得ESAM功耗降低，进而降低了OBU的功耗，从而解决了现有技术中ESAM功耗高导致OBU功耗高的问题。
此外，本实施例中通过OBU控制器的第一IO口来控制ESAM进入休眠或唤醒状态，设计简单，风险极低，通过配置IO口的中断触发方式（上升沿或下降沿）来区分ESAM进入那种模式，设计简单并且兼容现有的ISO7816标准，不存在认证上的风险。若ESAM休眠后的功耗能够控制在预设阈值以内，则OBU每次交易完成后不需要对ESAM进行断电处理，当OBU再次被唤醒时可同时将ESAM唤醒，省去了ESAM的内部初始化过程的时间，节省了OBU初始化操作的时间，提高OBU的指令效率，使OBU能够适用对通行速度要求较高ETC系统。
以上为ESAM端执行的方法，下面提供OBU控制器端执行的方法，如图5所示，本发明还提供了一种ESAM的控制方法，包括：
步骤S301：在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，向所述ESAM发送休眠指令；
在本次OBU交易中，OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，OBU控制器便不再操作ESAM为了降低ESAM的功耗，OBU控制器向ESAM发送特殊的休眠指令，使ESAM进入休眠状态。
步骤S302：待完成剩余控制操作之后，本次OBU交易结束。
OBU控制器在发送休眠指令之后，继续本次OBU交易中的剩余控制操作，如背景技术中描述的步骤3）至8）所执行的操作，执行完成之后，本次交易结束，OBU控制器进入休眠状态。
如图6所示，本发明提供了一种OBU，包括：
OBU控制器100和ESAM200；
在本次OBU交易中OBU控制器与ESAM进行交互操作之后，所述OBU控制器100向所述ESAM200发送休眠指令；
所述ESAM200接收所述OBU控制器100发送休眠指令后进入休眠状态，直到本次OBU交易结束。
所述ESAM200，还用于若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；在下一次OBU交易中，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；与所述OBU控制器进行交互操作。第一空置引脚为如图1所示的ESAM所有空置引脚中的任意一个。
如图1所示现有的ESAM的存在很多空置引脚，这影响了ESAM的小型化，同时也影响了OBU的小型化，因此在满足ESAM功能的同时，本发明提供了一种新型的ESAM的结构，删除了大部分的空置引脚，同时优化ESAM内部的管脚布局，实现ESAM的小型化封装，如图7所示，提供了优化后的ESAM封装示意图。
各管脚功能介绍如下：
第1引脚VSS：数字地；
第2引脚DATA，数据通信口，实现ESAM与外设之间的双向通信；
第3引脚RST：复位脚，用于外设对ESAM进行热复位；
第4引脚NC：备用；
第5引脚CLK：时钟脚，用于外设向ESAM提供双向通信所需的时钟信号；
第6引脚IP：信号指示脚。
第7引脚W/S：唤醒/休眠使能脚，用于外设向ESAM发出唤醒或休眠信号，其作用与上文中提到的第一空置引脚相同，只不过在此处给出了具体的名称，其功能详见上文中的有关第一空置引脚的描述。
第8引脚VDD：电源。
所述ESAM200，还用于若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态，通过所述第七引脚W/S接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；在下一次OBU交易中，通过所述第七引脚W/S接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态。
此外ESAM，还用于若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备（可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种ESAM的控制方法，其特征在于，包括：
在车辆通过RSU时，OBU被唤醒；
OBU控制器向ESAM发送指令，将自身内部的ESAM进行上电，并向ESAM发送一系列初始化指令；
OBU控制器与ESAM进行信息交互，获取车辆信息；然后，OBU控制器控制ESAM进入休眠状态，直到交易结束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在本次交易结束之后继续保持休眠状态之后还包括：
在下一次OBU交易中，接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态；
与所述OBU控制器进行交互操作。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的休眠指令或唤醒指令。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过第一空置引脚接收所述OBU控制器发送的休眠指令或唤醒指令包括：
若第一控制引脚上升沿发生跳变，则接收OBU控制器发送的休眠指令；若第一控制引脚下降沿发生跳变，则接收OBU控制器发送的唤醒指令；
或者，
若第一控制引脚下降沿发生跳变，则接收OBU控制器发送的休眠指令；若第一控制引脚上升沿发生跳变，则接收OBU控制器发送的唤醒指令。
7.一种OBU，其特征在于，包括：
OBU控制器和ESAM；
在车辆通过RSU时，OBU被唤醒；
OBU控制器向ESAM发送指令，将自身内部的ESAM进行上电，并向ESAM发送一系列初始化指令；
OBU控制器与ESAM进行信息交互，获取车辆信息；然后，OBU控制器控制ESAM进入休眠状态，直到交易结束。
8.如权利要求7所述的OBU，所述ESAM的结构包括：第一引脚VSS，第二引脚DATA，第三引脚RST，第四引脚NC，第五引脚CLK，第六引脚IP，第七引脚W/S，第八引脚VDD；
所述ESAM通过第二引脚DATA和第七引脚W/S与所述OBU控制器相连。
9.如权利要求8所示的OBU，其特征在于，还包括：
所述ESAM，还用于若ESAM的休眠功耗小于预设阈值，在本次交易结束之后继续保持休眠状态；在下一次OBU交易中，通过所述第七引脚W/S接收所述OBU控制器发送的唤醒指令进入唤醒状态。
10.如权利要求8所示的OBU，其特征在于，还包括：
所述ESAM，还用于若ESAM的休眠功耗大于预设阈值，在本次交易结束之后，接收所述OBU控制器发送断电指令后进入断电状态。
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