CN104517321A - 路侧设备与车载单元进行数据通信的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种路侧设备与车载单元进行数据通信的方法和系统。该方法主要包括：将路侧设备设置在路径上，所述路侧设备在其发射时隙广播所述路径信息；设置在车辆上的车载单元接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；所述车载单元延时固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。本发明实施例通过RSU与OBU之间进行双向的数据通信，可以在RSU将OBU的标识信息和对应的路径信息进行关联，从而可以方便对OBU进行计费等处理，并且可以对路径信息对应的车辆通行情况等交通信息进行统计。本发明实施例不仅保证了RSU原有的标识成功率，而且保证了RSU的盘点率。

Description

路侧设备与车载单元进行数据通信的方法和系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种路侧设备与车载单元进行数据通信的方法和系统。

背景技术

目前，交通信息统计技术是智能化交通系统领域中的重要课题，是实现车辆行驶和道路管理智能化的重要手段，也是适时向公众提供实时路况信息的依据。交通信息统计技术因其能够提供某路段某时刻的交通状况信息、车辆速度信息、某车辆何时经过某路段的信息，使车辆行驶和道路管理智能化、信息化，在提供交通效率、改善道路交通环境和节约交通能源方面具有重要意义。

对于联网收费的高速公路网来说，两点之间往往有多条行驶路径，这种情况造成了高速公路收费运营中的一个难题，即“路径多义性问题”。在联网收费环境下，尤其是投资主体多元化的路网环境下，解决车辆行驶路线“多义性”问题对规范通行费用拆分方式、提高拆分透明度和公平性、实现更合理的业主间利益分配、提高业主积极性，具有极其重大的意义。

目前，已经使用的多义性路径识别系统采用射频识别技术，主要设备包括ODU（Oracle Database Unloade，车道读卡器）、OBU（On board Unit，车载单元）、RSU（Road Side Unit，路侧单元）。

现有技术中的一种多义性路径识别系统中RSU与车载单元进行数据通信的方法为：将ODU设置在车道的出入口，当有车辆欲进入路网时，ODU把OBU从休眠状态唤醒为路上状态，将OBU交给司机，司机携带具有路径信息保存功能的OBU进入路网。RSU被安装在不同业主拥有的路段中，RSU不间断地发射路径信息，当OBU经过这些路段时，OBU接收RSU广播的路径信息并保存，当司机准备下路时，在车道出口处，司机交回OBU，ODU读取OBU中的路径信息并生成所需费用，最后OBU被置为休眠状态，该休眠状态为一种低功耗状态，以保证OBU较长使用寿命。

现有技术中的多义性路径识别系统中RSU与车载单元进行数据通信的方法的缺点为：而在该发明中，RSU与OBU只存在单向通信，即信息流只从RSU流向OBU，OBU不会发射信息到RSU，OBU只处于被动接收状态，因此不具有交通信息统计功能。

发明内容

本发明的实施例提供了一种RSU与OBU进行数据通信的方法和系统，以实现在RSU与OBU之间进行双向的数据通信。

本发明提供了如下方案：

一种路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，包括：

将路侧设备设置在路径上，所述路侧设备在其发射时隙广播所述路径信息；

设置在车辆上的车载单元接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；

所述车载单元延时固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

所述的在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息之后，还包括：

所述车载单元停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，所述车载单元开启所述路径信息的接收操作；

所述车载单元再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，延时所述固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

所述的随机时间间隔为随机选取的大于1小于10的整数乘以所述路侧设备的工作周期。

所述的车载单元再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，还包括：

所述车载单元将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，所述车载单元将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，所述车载单元将再次接收到的路径信息存储。

所述的方法还包括：

所述的路侧设备接收到所述车载单元发送的标识信息后，将所述车载单元的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述车载单元的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心。

一种路侧设备与车载单元进行数据通信的系统，包括：

路侧设备，用于设置在路径上，在其发射时隙广播所述路径信息；

车载单元，用于设置在车辆上，接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；延时固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

所述的车载单元，还用于在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息之后，停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，开启所述路径信息的接收操作；再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，延时所述固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

所述的车载单元，还用于再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，将再次接收到的路径信息存储。

所述的路侧设备，还用于接收到所述车载单元发送的标识信息后，将所述车载单元的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述车载单元的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过RSU与OBU之间进行双向的数据通信，可以在RSU将OBU的标识信息和对应的路径信息进行关联，从而可以方便对OBU进行计费等处理，并且可以对路径信息对应的车辆通行情况等交通信息进行统计。本发明实施例不仅保证了RSU原有的标识成功率，而且保证了RSU的盘点率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种多义性路径识别系统中的RSU与OBU进行数据通信的方法的实现原理示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种多义性路径识别系统中的RSU与OBU进行数据通信的方法的处理流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种RSU与OBU进行数据通信的系统的结构示意图，图中，RSU310，OBU320。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

标识成功率：OBU经过安装在路网中的RSU时，能够成功接收路径信息的概率，这是一种统计值，需要一定量的样本空间，此参数对具有多义性路径识别的路网管理中心来说非常重要，因为较低的标识成功率，可能意味某个路段业主收益的损失。

盘点成功率：OBU经过安装在路网中的RSU时，在成功接收路径信息后，向RSU发射自身序列号，RSU接收该序列号并将其上传至数据管理中心。RSU能够成功接收OBU发射的自身序列号的概率是一种统计值，需要一定量的样本空间，此参数对具有多义性路径识别的路网管理中心来说非常重要，因为较低的盘点成功率，可能意味着管理中心无法正常统计高速公路的实时状况。

本发明实施例通过RSU和OBU之间进行双向的数据通信，不仅保证了RSU原有的标识成功率，而且保证了RSU的盘点率。

该实施例提供了一种多义性路径识别系统中的RSU与OBU进行数据通信的方法的实现原理示意图如图1所示，具体处理流程如图2所示，包括如下的处理步骤：

步骤S110、将RSU设置在路径上，所述RSU在其发射时隙广播所述路径信息。

本发明实施例在RSU中设置其所在的路径相关的路径信息，该路径信息包括路径编码信息等。RSU布置好以后，在一个工作周期的发射时隙广播上述路径信息，RSU广播路径信息的操作通过一套独立的微处理器、射频模块、功放模块、天线模块来完成。

RSU在一个工作周期的接收时隙接收OBU发射的标识信息，接收OBU发射的标识信息的操作使用另一套独立的微处理器、射频模块、功放模块、滤波模块、天线模块完成。

RSU广播的路径信息的数据包格式如表1所示。

表1：

本发明实施例由于未对传统路径信息广播包的格式进行改动，所以不会影响原有的RSU与OBU的标识率，这一点非常重要，因为目前市场上的产品都无法保证100%的标识成功率，而高的标识成功率又是高速公路业主不损失收益的前提。

步骤S120、设置在车辆上的OBU接收到所述RSU广播的路径信息后，将所述路径信息在OBU内部的存储器中进行存储。

步骤S130、所述OBU延时固定时间间隔后，在所述RSU的接收时隙向所述RSU发送所述OBU的标识信息。OBU的标识信息可以为OBU的序列号，OBU的序列号唯一且相互不同。

OBU所延时的固定时间间隔由RSU的工作周期决定。RSU的工作周期包括发射时隙和接收时隙，其中发射时隙的时间长度是根据MCU与射频芯片之间SPI的通信速度、路径信息的组包时间、射频自身发射路径信息的时间及射频状态机模型切换的时间共同决定。一旦系统时钟确定，发射时隙将是一段固定的时长。RSU的接收时隙需要考虑的因素主要是RSU向OBU广播路径信息的时间、OBU收到路径信息进行验证存储的时间、OBU向RSU上传自身序列号的时间及RSU收到OBU发送的序列号后进行处理的时间共同决定。为了保证RSU的盘点率，接收时隙的时长是在考虑以上处理时间基础之上再加尽量小的冗余。

OBU发射的标识信息的数据包格式如表2所示。

表2：

上述表2中所添加的CRC主要用于保证OBU发送的序列号信息的完整性。RSU在接收到OBU发送的序列号信息后对帧总长度及车载单元序列号进行CRC计算，将计算的结果与OBU发送的CRC进行对比看是否一致。若不一致说明OBU发送的序列号信息的完整性遭到破坏，此信息无效，进行丢弃处理。

步骤S140、所述OBU停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，所述OBU开启所述路径信息的接收操作，所述的随机时间间隔为随机选取的大于1小于10的整数乘以所述RSU的工作周期。

所述OBU再次接收到所述RSU广播的路径信息后，将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，所述OBU将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，所述OBU将再次接收到的路径信息存储。所述OBU延时固定时间间隔后，在所述RSU的接收时隙向所述RSU发送所述OBU的标识信息。

在本发明实施例中，由于上述随机时间间隔是随机确定的，因此，可以保证多个OBU第二次向RSU发送OBU的标识信息的时间互相不冲突。

步骤S150、所述的RSU接收到所述OBU发送的标识信息后，将所述OBU的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述OBU的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心。

然后，监控中心的监控程序在上述车辆出了计费公路后，可以根据上述关联的OBU的标识信息和所述路径信息对上述车辆进行计费。

实施例二

该实施例提供了一种RSU与OBU进行数据通信的系统，其具体实现结构如图3所示，具体可以包括如下的模块：

RSU，用于设置在路径上，在其发射时隙广播所述路径信息；

OBU，用于设置在车辆上，接收到所述RSU广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；延时固定时间间隔后，在所述RSU的接收时隙向所述RSU发送所述OBU的标识信息。

具体的，所述的OBU，还用于在所述RSU的接收时隙向所述RSU发送所述OBU的标识信息之后，停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，开启所述路径信息的接收操作；再次接收到所述RSU广播的路径信息后，延时固定时间间隔后，在所述RSU的接收时隙向所述RSU发送所述OBU的标识信息。

具体的，所述的OBU，还用于再次接收到所述RSU广播的路径信息后，将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，将再次接收到的路径信息存储。

具体的，所述的RSU，还用于接收到所述OBU发送的标识信息后，将所述OBU的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述OBU的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心的监控软件。

用本发明实施例的系统进行RSU与OBU进行数据通信的具体过程与前述方法实施例类似，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例通过RSU与OBU之间进行双向的数据通信，可以在RSU将OBU的标识信息和对应的路径信息进行关联，从而可以方便对OBU进行计费等处理，并且可以对路径信息对应的车辆通行情况等交通信息进行统计。本发明实施例不仅保证了RSU原有的标识成功率，而且保证了RSU的盘点率。

本发明实施例没有对RSU的传统路径信息广播数据包的格式进行改动，也没有减少RSU的实际广播路径信息的时间，所以不会影响原有的RSU与OBU的标识率。本发明实施例通过应用固定时间间隔和随机时间间隔，可以有效地保证多个OBU向RSU发送标识信息的时间互相不冲突。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，其特征在于，包括：

将路侧设备设置在路径上，所述路侧设备在其发射时隙广播所述路径信息；

设置在车辆上的车载单元接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；

所述车载单元延时固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

2.根据权利要求1所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，其特征在于，所述的在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息之后，还包括：

所述车载单元停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，所述车载单元开启所述路径信息的接收操作；

所述车载单元再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，延时所述固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

3.根据权利要求2所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，其特征在于，所述的随机时间间隔为随机选取的大于1小于10的整数乘以所述路侧设备的工作周期。

4.根据权利要求2所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，其特征在于，所述的车载单元再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，还包括：

所述车载单元将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，所述车载单元将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，所述车载单元将再次接收到的路径信息存储。

5.根据权利要求1至4任一项所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

所述的路侧设备接收到所述车载单元发送的标识信息后，将所述车载单元的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述车载单元的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心。

6.一种路侧设备与车载单元进行数据通信的系统，其特征在于，包括：

路侧设备，用于设置在路径上，在其发射时隙广播所述路径信息；

车载单元，用于设置在车辆上，接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将所述路径信息进行存储；延时固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

7.根据权利要求6所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的系统，其特征在于：

所述的车载单元，还用于在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息之后，停止所述路径信息的接收操作，延时随机时间间隔后，开启所述路径信息的接收操作；再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，延时所述固定时间间隔后，在所述路侧设备的接收时隙向所述路侧设备发送所述车载单元的标识信息。

8.根据权利要求7所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的系统，其特征在于：

所述的车载单元，还用于再次接收到所述路侧设备广播的路径信息后，将再次接收到的路径信息和其已经存储的路径信息进行比较，在比较结果为一致后，将再次接收到的路径信息抛弃；在比较结果为不一致后，将再次接收到的路径信息存储。

9.根据权利要求6至8任一项所述的路侧设备与车载单元进行数据通信的系统，其特征在于：

所述的路侧设备，还用于接收到所述车载单元发送的标识信息后，将所述车载单元的标识信息和所述路径信息进行关联，将关联后的所述车载单元的标识信息和所述路径信息发送给多义性路径识别系统中的监控中心。