CN105678850A - 一种车载obu设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车载OBU设备，包括：控制单元，用于实现车载OBU设备的逻辑控制；读卡单元，用于读取包括ETC卡及银行卡的信息；传输单元，用于车载OBU设备与收费设备之间的通信交互，实现ETC卡或银行卡的付费。本发明内部集成了操作银行卡的功能，并通过PBOC？contactless？Level1的测试，不仅可以读取ETC卡片，同时可以读取银行卡，相比现有的OBU设备具有更大的应用潜力。在市内应用时，可以在本发明的OBU的卡槽内插入信用卡，配合配对的路侧天线，可以用来做市内停车场的收费，实现停车场的自动通道，扣费，起杆全自动，无需人工服务。而在高速道路上，可以读取ETC卡片，来实现自动过关。

Description

一种车载OBU设备
技术领域
本发明涉及一种OBU设备，特别是涉及一种能够同时读取ETC卡及银行卡的车载OBU设备。
背景技术
在高速公路上的收费口，如果采用普通的人工服务，效率比较低。造成收费口拥堵的可能上升。ETC技术的出现，大大缓解了这个问题。
汽车只要在自己的车内安装一个小单元盒子(ETC车载单元OBU)，就可以走高速道路收费站的ETC通道。自动计费扣款，自动起杆，允许汽车前行，大大地提高了效率。
一般的OBU可以过在高速公路上使用，通过收费道口的时候，可以走自动通道，无需人工服务。通过OBU和安置在ETC专用通道上方的路侧天线之间用5.8G频段实现通信交互，并自动从插在OBU卡槽内部的ETC卡片内扣取费用。
ETC卡片是一张可充值的非接触卡，平时插在OBU的卡槽内，和OBU之间用13.56M频段进行近场通信。
然而，一般的OBU只能读取ETC卡片，而应用领域被局限于高速公路收费上，用途较单一，并不符合市场的发展。
因此，提供一种可以适用于更多场合的OBU设备实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车载OBU设备，用于解决现有技术中OBU设备功能单一，适用场合较少的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车载OBU设备，所述车载OBU设备包括：控制单元，用于实现车载OBU设备的逻辑控制；读卡单元，用于读取包括ETC卡及银行卡的信息；传输单元，用于车载OBU设备与收费设备之间的通信交互，实现ETC卡或银行卡的付费。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述读卡单元包括：射频读卡器、与所述射频读卡器相连的13.56MHz频段的天线，以实现ETC卡及银行卡的读取。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述天线以绕圈天线方式，配置天线阻抗匹配使天线既可以读取银行卡又可以读取ETC卡。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述天线为绕圈天线，所述绕圈天线围绕于OBU主板的外围边缘区域。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述读卡单元支持typeA和typeB的卡片和读卡传输协议，采用typeA读卡传输协议读取ETC卡，采用typeA或typeB读卡传输协议读取银行卡。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述收费设备包括ETC路侧自动收费设备及停车场的自动收费设备。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述车载OBU设备还包括：电源管理单元，用于为车载OBU设备各个单元的提供电源以及实现电源控制管理。
优选地，当车载OBU设备经过收费设备的天线收发范围内时，将车载OBU设备唤醒，进行计费扣款操作；当车载OBU设备不在收费设备的天线收发范围内时，所述车载OBU设备进入低功耗状态。
优选地，所述电源管理单元包含有电池以及太阳能电池板，所述太阳能电池板用于给电池充电。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述车载OBU设备还包括：RS232接口，用于车载OBU设备的调试。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述车载OBU设备还包括：ESAM单元，用于车载OBU设备与收费设备配对，实现数据的加密存储及传输。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述传输单元包括5.8GHz频段的通道天线，用于实现车载OBU设备与ETC路侧自动收费设备及停车场的自动收费设备的天线之间的通信交互。
作为本发明的车载OBU设备的一种优选方案，所述车载OBU设备还包括：液晶和LED灯，用于车载OBU设备的数据及状态的显示。
如上所述，本发明的车载OBU设备，具有以下有益效果：本发明内部集成了操作银行卡的功能，并通过PBOCcontactlessLevel1的测试。在硬件上做了匹配良好的绕圈天线，来实现Level1测试所需要达到的场强，波形和读卡性能。并且在主芯片里也增加了代码，对读卡性能做了加强处理，使设备能够快速有效地读卡，失误率低。本发明不仅可以读取ETC卡片，同时可以读取银行卡，相比现有的OBU设备具有更大的应用潜力。在市内应用时，可以在本发明的OBU的卡槽内插入信用卡，配合配对的路侧天线，可以用来做市内停车场的收费，实现停车场的自动通道，扣费，起杆全自动，无需人工服务。而在高速道路上，可以读取ETC卡片，来实现自动过关。
附图说明
图1显示为本发明的车载OBU设备的结构框图。
图2显示为本发明的车载OBU设备的应用流程示意图。
元件标号说明
1车载OBU设备
10控制单元
11读卡单元
111射频读卡器
11213.56MHz频段的天线
12传输单元
13电源管理单元
14RS232接口
15ESAM单元
16液晶和LED灯
2ETC卡及银行卡
3收费设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提供一种车载OBU设备1，所述车载OBU设备1包括：控制单元10、读卡单元11、传输单元12、电源管理单元13、RS232接口14、ESAM单元15、液晶和LED灯16。
所述控制单元10用于实现车载OBU设备1的逻辑控制。在本实施例中，所述控制单元10选用为新唐M0芯片，以实现所有逻辑功能的控制。
所述读卡单元11用于读取包括ETC卡及银行卡2的信息。作为示例，所述读卡单元11包括：射频读卡器111、与所述射频读卡器111相连的13.56MHz频段的天线112，以实现ETC卡及银行卡2的读取。所述天线112以绕圈天线方式，配置天线阻抗匹配使天线112既可以读取银行卡又可以读取ETC卡。所述读卡单元11支持typeA和typeB的卡片和读卡传输协议，采用typeA读卡传输协议读取ETC卡，采用typeA或typeB读卡传输协议读取银行卡。在本实施例中，所述天线112为绕圈天线，所述绕圈天线围绕于OBU主板的外围边缘区域，以增大天线面积，增大读卡场强，减小读卡噪声，增加读卡性能，满足银行卡的读卡需求。在本实施例中，所述射频读卡器111选用为复旦微电子的FM17550主芯片，作为读写13.56M卡片的射频处理芯片，并且，本实施例的天线设计为匹配良好的绕圈天线，所述绕圈天线可以叠在OBU主板上方，或者直接绕在OBU主板最外侧，来实现PBOCcontactlessLevel1测试所需要达到的场强，波形和读卡性能。本实施例还在FM17550主芯片里增加了相应的读卡增强代码，以对读卡性能做了加强处理，使得本实施例的OBU设备能够快速有效地读卡，失误率低，达到PBOCcontactlessLevel1所需的标准，本实施例的OBU设备不仅能读交通部的ETC卡，也能够读取银行卡。
所述传输单元12用于车载OBU设备1与收费设备3之间的通信交互，实现ETC卡或银行卡的付费。作为示例，所述传输单元12包括5.8GHz频段的通道天线，用于实现车载OBU设备1与ETC路侧自动收费设备3及停车场的自动收费设备3的天线之间的通信交互。
作为示例，所述收费设备3包括ETC路侧自动收费设备3及停车场的自动收费设备3。
所述电源管理单元13用于为车载OBU设备1各个单元的提供电源以及实现电源控制管理。在本实施例中，所述电源管理单元13的一个实施方式为：当车载OBU设备1经过收费设备3的天线收发范围内时，将车载OBU设备1唤醒，进行计费扣款操作；当车载OBU设备1不在收费设备3的天线收发范围内时，所述车载OBU设备1进入低功耗状态。
在本实施例中，所述电源管理单元13包含有电池以及太阳能电池板，所述太阳能电池板用于给电池充电。
所述RS232接口14用于车载OBU设备1的调试。
所述ESAM单元15(EmbeddedSecureAccessModule，嵌入式安全控制模块单元)用于车载OBU设备1与收费设备3配对，实现数据的加密存储及传输。
所述液晶和LED灯16用于车载OBU设备1的数据及状态的显示。
如图2所示，本实施还提供一种车载OBU设备1的消费流程，包括步骤：
1)复位用户卡(ETC卡或银行卡)；
2)RSU路测设备通过OBU选择用户卡相应目录(1001目录)；
3)RSU路测设备通过OBU读用户卡相应文件(0019文件)；
4)RSU路测设备通过OBU获得用户卡文件内容(0019文件内容)；
5)RSU路测设备通过OBU读取钱包余额；
6)OBU向RSU路测设备返回钱包余额；
7)RSU路测设备发送复合消费初始化命令；
8)OBU向RSU路测设备返回随机数；
9)RSU路测设备向OBU发送更新复合应用数据缓存命令；
10)RSU路测设备向OBU发送复合消费命令，并完成消费扣款；
11)复位用户卡。
本实施例的车载OBU设备1在实际应用过程中，具体流程如下：
在ETC(ElectronicTollCollection)不停车收费系统中，OBU(On-BoardUnit)放置在车上，与RSU(RoadSideUnit)之间通过微波进行通讯。一般使用5.8GHz的工作频率。车辆进入高速公路ETC通道后，OBU设备会被自动唤醒，通过5.8G的通道，和ETC系统的天线交互，并扣除卡片(ETC卡或者银行卡)内部的金额。实现在不停车条件下的车辆身份识别和电子扣费。在OBU内部，包含了OBE-SAM，即安全访问模块，用以对OBU与RSU之间的通讯进行双向的认证。
需要说明的是，在市内停车场收费系统中，本实施例的车载OBU设备1的应用过程与ETC不停车收费系统基本相同。
如上所述，本发明的车载OBU设备1，具有以下有益效果：本发明内部集成了操作银行卡的功能，并通过PBOCcontactlessLevel1的测试。在硬件上做了匹配良好的绕圈天线，来实现Level1测试所需要达到的场强，波形和读卡性能。并且在主芯片里也增加了代码，对读卡性能做了加强处理，使设备能够快速有效地读卡，失误率低。本发明不仅可以读取ETC卡片，同时可以读取银行卡，相比现有的OBU设备具有更大的应用潜力。在市内应用时，可以在本发明的OBU的卡槽内插入信用卡，配合配对的路侧天线，可以用来做市内停车场的收费，实现停车场的自动通道，扣费，起杆全自动，无需人工服务。而在高速道路上，可以读取ETC卡片，来实现自动过关。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种车载OBU设备，其特征在于，所述车载OBU设备包括：
控制单元，用于实现车载OBU设备的逻辑控制；
读卡单元，用于读取包括ETC卡及银行卡的信息；
传输单元，用于车载OBU设备与收费设备之间的通信交互，实现ETC卡或银行卡的付费。
2.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述读卡单元包括：射频读卡器、与所述射频读卡器相连的13.56MHz频段的天线，以实现ETC卡及银行卡的读取。
3.根据权利要求2所述的车载OBU设备，其特征在于：所述天线以绕圈天线方式，配置天线阻抗匹配使天线既可以读取银行卡又可以读取ETC卡。
4.根据权利要求2所述的车载OBU设备，其特征在于：所述天线为绕圈天线，所述绕圈天线围绕于OBU主板的外围边缘区域。
5.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述读卡单元支持typeA和typeB的卡片和读卡传输协议，采用typeA读卡传输协议读取ETC卡，采用typeA或typeB读卡传输协议读取银行卡。
6.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述收费设备包括ETC路侧自动收费设备及停车场的自动收费设备。
7.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述车载OBU设备还包括：
电源管理单元，用于为车载OBU设备各个单元的提供电源以及实现电源控制管理。
8.根据权利要求7所述的车载OBU设备，其特征在于：当车载OBU设备经过收费设备的天线收发范围内时，将车载OBU设备唤醒，进行计费扣款操作；当车载OBU设备不在收费设备的天线收发范围内时，所述车载OBU设备进入低功耗状态。
9.根据权利要求7所述的车载OBU设备，其特征在于：所述电源管理单元包含有电池以及太阳能电池板，所述太阳能电池板用于给电池充电。
10.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述车载OBU设备还包括：RS232接口，用于车载OBU设备的调试。
11.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述车载OBU设备还包括：ESAM单元，用于车载OBU设备与收费设备配对，实现数据的加密存储及传输。
12.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述传输单元包括5.8GHz频段的通道天线，用于实现车载OBU设备与ETC路侧自动收费设备及停车场的自动收费设备的天线之间的通信交互。
13.根据权利要求1所述的车载OBU设备，其特征在于：所述车载OBU设备还包括：液晶和LED灯，用于车载OBU设备的数据及状态的显示。
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