CN105989632B - 一种自由流系统及其交易方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自由流系统及其交易方法及装置，由于在一次OBU与RSU的交易过程中、有的步骤是必须使用PSAM卡的步骤，有的步骤是无需使用PASM卡的步骤，所以本申请在必须使用PSAM卡的预设步骤前为交易线程选择一张PSAM卡，在预设步骤之后释放选择的PSAM卡。相对于现有技术的在交易开始前选择PSAM卡、在交易结束后才释放PSAM卡而言，本发明减少一次交易过程中PSAM卡的占用时间，在无法增加PSAM卡的数量前提下，提高了PSAM卡的交易频率，从而解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种自由流系统及其交易方法及装置。
背景技术
在ETC自由流系统包括：路侧单元(Road-Side Units，RSU)、车载单元(On boardUnit，OBU)、控制器以及多个终端安全控制模块(Purchase Secure Access Module，PSAM)，所有RSU和所有PSAM卡由控制器集中控制。
一般情况下，一个RSU对应一条高速车道，在高速车道上有OBU经过时，与该高速车道对应的RSU便开始与OBU进行交易，在交易开始之前控制器选择一张空闲的PSAM卡处理RSU与OBU的交易线程在整个交易结束之后控制器释放已选择的PSAM卡。
高速路上行驶的ETC车辆时，需要为每个行驶车辆的交易线程选择一张PSAM卡并处理该交易线程，由于行驶车辆速度较快且较多，所以需要快速处理每个交易线程。为了实现处理交易线程的目的，需要增加PSAM卡的数量，但碍于ETC自由流系统硬件结构限制，PSAM卡数量有限一般为8-10个，所以现有技术无法快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程。
发明内容
本发明提供了一种自由流系统及其交易方法及装置，解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题，并提高了PSAM卡的利用率及减少多个OBU情况下的交易时间。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术手段：
一种自由流系统的交易方法，包括：
一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡；
其中，所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤。
优选的，当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU读取车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡；
当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
优选的，还包括：
当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若有进入等待PSAM卡的交易线程，则控制对应的等待PSAM卡的交易线程休眠；
当出现处于空闲状态的PSAM卡时，则唤醒进入休眠的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡。
优选的，所述在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡包括：
判断当前处于空闲状态PSAM卡的数量是否小于等待PSAM卡交易线程的数量；
若是，则唤醒与当前处于空闲状态PSAM卡的数量一致的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程；
若否，则唤醒所有等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态PSAM卡中为每个等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程。
优选的，所述在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡包括：
当出现处于空闲状态的PSAM卡后，按进入等待PSAM卡的交易线程的先后顺序，依次在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理等待PSAM卡的交易线程，直到无空闲状态的PSAM卡或已经无等待PSAM卡的交易线程。
优选的，所述判定满足预设条件过程包括：
验证已选择的PSAM卡是否有误；
当验证已选择的PSAM卡无误时，则判定满足预设条件；
当验证已选择的PSAM卡有误时，则判定不满足预设条件并标记对应PSAM卡处于错误状态。
优选的，还包括：
当对应PSAM卡处于错误状态时，释放为OBU和RSU的交易线程选择的处于错误状态的PSAM卡，并在当前处于空闲状态的PSAM卡中重新选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程；
对处于错误状态的PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作后将处于错误状态的PSAM卡的状态改为空闲状态。
优选的，还包括：
在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送所述出错提示，驱使所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。
一种自由流系统的交易装置，包括：
选择模块，用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，其中,所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤；
判断模块，用于判断所述PSAM卡是否满足预设条件；
释放模块，用于在判定模块判定满足预设条件后，且利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡。
一种自由流系统，包括：
多个RSU，以及与所述多个RSU相连的具有多张PSAM卡的控制器，所述控制器用于控制PSAM卡的交易过程；
所述控制器，用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡，其中所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤。
本发明提供了一种自由流系统及其交易方法及装置，由于在一次OBU与RSU的交易过程中、有的步骤是必须使用PSAM卡的步骤，有的步骤是无需使用PASM卡的步骤，所以本申请在必须使用PSAM卡的预设步骤前为交易线程选择一张PSAM卡，在预设步骤之后释放选择的PSAM卡。相对于现有技术的在交易开始前选择PSAM卡、在交易结束后才释放PSAM卡而言，本发明减少一次交易过程中PSAM卡的占用时间，在无法增加PSAM卡的数量前提下，提高了PSAM卡的交易频率，从而解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题。
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为本发明实施例提供的一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种自由流系统的交易装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的又一种自由流系统的交易装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种自由流系统的结构示意图。
具体实施方式
由本申请发明人在自由流系统的研究过程中发现：
当携带OBU的行驶车辆驶入RSU的交易区域内时，OBU与RSU开始交易，一次交易过程中主要分为下六个步骤：
①控制器经RSU读取OBU属性信息，建立通信链路；以下简称建立通信链路；
②控制器经RSU利用PSAM卡读取OBU中的车辆信息，以下简称读取车辆信息；
③控制器经RSU读取卡片信息；
④控制器经RSU利用PSAM卡设置卡片信息，以下简称设置卡片信息；
⑤控制器SET_MMI；
⑥控制器释放链路。
其中RSU指的是进行数据收发的天线，控制器则完成其他功能。
由上述执行过程可以看出，在以上6个步骤中只有步骤②和步骤④是需要PSAM卡参与的，其余步骤①、③、⑤和⑥不需要PSAM卡参与，但目前自由流系统中、一般为在RSU与OBU交易开始之前，控制器便为RSU与OBU的交易线程选择一张空闲PSAM卡、并把PSAM卡的状态设置为忙碌，当RSU与OBU的交易线程完全结束之后，控制器才会释放PSAM卡，把PSAM卡的状态设置为空闲，相当于在整个交易过程均占用已选择的PSAM卡。
但是由于步骤①、③、⑤和⑥是不需要PSAM卡参与的，但现有技术选择PSAM卡的方式中整个交易过程都在占用PSAM卡，导致PSAM卡资源浪费；另外控制器选择PSAM卡后，还需要验证PSAM卡是否正常，当PSAM卡验证出错时，则控制器需要对PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作期间已选择PSAM卡的交易线程、需要等待当前PSAM卡初始化或复位操作成功后才能进行后续交易过程，这样会将RSU与OBU的交易时间延长；如果当前还有其它空闲的PSAM卡，这样会导致PSAM卡资源得不到合理的利用，所以现有技术不仅增加了RSU的交易时间还浪费了PSAM卡资源。
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。
为了解决背景技术提出的问题，本发明提供了一种自由流系统的交易方法的第一个实施例，本发明应用于自由流系统的控制器，如图1所示，本实施例包括以下内容：
一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡；其中，所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤。
本实施例中预定步骤包括：控制器利用RSU读取OBU中车辆信息的步骤、和控制器利用RSU设置卡片信息的步骤。并且本申请中以建立通信链路作为交易开始，以释放通信链路作为交易结束，下面分别对这两个步骤进行一一说明：
(1)当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述读取OBU中车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡；
当车辆驶入RSU的交易区域内时，RSU便与车辆上携带的OBU开始一次交易过程，由于控制器与所有PSAM卡相连，所以能够得知所有PSAM卡的状态，本实施例在步骤①建立通信链路之后、步骤②读取车辆信息之前，控制器在所有处于空闲状态的PSAM卡中选择一张空闲的PSAM卡处理当前的交易线程，控制器将已选择的PSAM卡的状态改为忙碌状态。
由于OBU内的车辆信息在空中传输时为密文传输，所以控制器在得到密文的车辆信息之后，需要利用PSAM卡内的密钥对车辆信息进行解密，以便获得解密后的信息，在控制器读取车辆信息读取完成后、交易结束前，便可释放PSAM卡，即在步骤即步骤②之后、步骤⑥之前释放PSAM卡。
可以实现本实施例的方式有以下几种1)仅在步骤②占用PSAM卡，2)仅在步骤②和步骤③占用PSAM卡，3)仅在步骤②、步骤③和步骤④占用PSAM卡，4)仅在步骤②、步骤③、步骤④和步骤⑤占用PSAM卡。可以理解的是在1)方式下占用PSAM卡的时间最少，在4)方式下占用PSAM卡时间最长；即便在本实施例中占用PSAM卡时间最长的方式也比现有技术中占用PSAM卡时间短，所以与现有技术相比本实施例的方式可以减少占用PSAM卡的时间，从而提高PSAM卡分配至其他交易线程的几率。
(2)当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
在一次OBU和RSU的交易过程中，本实施例在步骤①建立通信链路之后、在步骤④设置卡片信息前，控制器在当前空闲的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理当前的交易线程。在控制器利用PSAM卡的密钥加密卡片信息之后，将密文的卡片信息发送至OBU，由OBU写在卡片内。在设置卡片信息完成后，便可以释放PSAM卡。
可以实现本实施例的方式有但不限于以下几种：1)仅在步骤④占用PSAM卡，2)仅在步骤④和步骤⑤占用PSAM卡，3)仅在步骤③和步骤④占用PSAM卡，4)仅在步骤③、步骤④和步骤⑤占用PSAM卡，5)仅在步骤②、步骤③和步骤④占用PSAM卡，6)仅在步骤②、步骤③、步骤④和步骤⑤占用PSAM卡。
可以理解的是在1)方式下占用PSAM卡的时间最少，在6)方式下占用PSAM卡时间最长；即便在本实施例中占用PSAM卡时间最长的方式也比现有技术中占用PSAM卡时间短，所以与现有技术相比本实施例的方式可以减少占用PSAM卡的时间，从而提高PSAM卡分配至其他交易线程的几率。
由上述内容可以看出在预定步骤为读取车辆信息的具体实现方式中，有的实现方式是包括步骤④的，所以在控制器设置卡片信息时，可以采用在读取车辆信息时选择的PSAM卡，即两个预定步骤均采用一个PSAM卡，而不需为设置卡片信息重新分配PSAM卡，这样可以减少PSAM卡的分配过程。
当然还可以采用另外一种方式：一次交易过程中仅在读取车辆信息时，控制器在空闲的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU与RSU的交易线程，在读取车辆信息结束时，便释放该PSAM卡；在设置卡片信息时，控制器在空闲的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU与RSU的交易线程，在设置信息结束时，便释放该PSAM卡。即控制器在仅在步骤②和步骤④占用PSAM卡，这种方式为按刚需为交易线程分配PSAM卡，使得一次交易线程中占用PSAM卡的时间最少，能够有效提高交易效率。
本发明提供了一种自由流系统中PSAM卡的交易方法，由于在一次OBU与RSU的交易过程中有些步骤是必须使用PSAM卡的步骤，有些步骤是无需使用PASM卡的步骤，所以本申请在必须使用PSAM卡的预设步骤前为交易线程选择一张PSAM卡，在预设步骤之后释放选择的PSAM卡。相对于现有技术的在交易开始前选择PSAM卡、在交易结束后才释放PSAM卡而言，本发明减少了一次交易过程中PSAM卡的占用时间，在无法增加PSAM卡的数量前提下，提高了PSAM卡的交易频率，从而解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题。
本申请中由于PSAM卡可能会出现故障而无法使用，所以控制器在选择一张空闲的PSAM卡后，首先进行验证PSAM卡是否有误，当验证已选择的PSAM卡无误时则判定满足预设条件；当验证已选择的PSAM卡有误时，则判定不满足预设条件并标记对应PSAM卡处于错误状态。
控制器在判定PSAM卡满足预设条件后可以执行后续流程，其中，预设条件可以为验证PSAM卡无误，即验证PSAM卡无误后执行后续流程。另外预设条件还可以为空条件，即在本发明实施例之前认为控制器选择的即为正常的PSAM卡，无需验证PSAM卡是否有误。
第一实施例是建立在PSAM卡验证无误且存在空闲PSAM卡的基础下执行的，下面介绍本发明的第二实施例，本实施例与第一实施例的执行过程大体一致，仅在当前不存在空闲PSAM卡时，还包括以下执行过程，如图2所示，执行过程包括以下步骤：
步骤S101：当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若有进入等待PSAM卡的交易线程，则控制对应的等待PSAM卡的交易线程休眠；
当处于RSU交易区域的OBU数量较多时，则所有PSAM卡均会被分配至交易线程，从而出现无空闲状态的PSAM卡的情况，如果此时还有OBU进入RSU的交易区域内，由于当前无处于空闲状态的PSAM卡，所以此时该RSU与OBU的交易线程将进入等待PSAM卡的状态，将这些交易线程称为等待PSAM卡的交易线程。
控制器控制等待PSAM卡的交易线程休眠，一方面可以避免处于等待状态的交易线程在规定时间内未接收到控制器选择的PSAM卡时，持续向控制器发送申请PSAM卡的请求，另一方面可以让出控制器的CPU资源，以便控制器可以集中精力处理已分配PSAM卡的RSU的交易线程，以尽快产生空闲PSAM卡分配至等待PSAM卡的交易线程。
步骤S102：当出现处于空闲状态的PSAM卡时，则唤醒进入休眠的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡。
在已分配PSAM卡的交易线程释放PSAM卡后，便存在处于空闲状态的PSAM卡，此时唤醒等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择PSAM卡处理唤醒的交易线程。
下面介绍步骤S102中在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡的具体过程，本实施例提供两种执行过程，下面对两种过程一一进行详细说明：
第一种执行过程，如图3所示，包括以下步骤：
步骤S201：判断当前处于空闲状态PSAM卡的数量是否小于等待PSAM卡交易线程的数量；
在出现空闲PSAM卡后，首先获得处于空闲状态的PSAM卡的数量，以及处于等待PSAM卡交易线程的数量，判断空闲PSAM卡的数量是否小于等待PSAM卡的交易线程的数量，若是则进入步骤S202，若否则进入步骤S203。
步骤S202：若是，则唤醒与当前处于空闲状态PSAM卡的数量一致的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程；
当空闲PSAM卡的数量小于等待PSAM卡的交易线程的数量时，说明PSAM卡数量不足，则按照PSAM卡的数量唤醒等待PSAM卡的交易线程，然后为已唤醒的每个等待PSAM卡的交易线程选择一张空闲的PSAM卡，以便控制器利用PSAM卡处理RSU与OBU的交易线程。
步骤S203：若否，则唤醒所有等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态PSAM卡中为每个等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程。
当空闲PSAM卡的数量不小于等待PSAM卡的交易线程的数量时，说明空闲的PSAM卡数量已足够多，可以唤醒所有等待PSAM卡的交易线程，然后为每个等待PSAM卡的交易线程选择一张空闲的PSAM卡，以便控制器可以处理所有的等待PSAM卡的交易线程。
上述为将空闲PSAM卡分配至等待PSAM卡的交易线程的一种处理方式，下面介绍另外一种处理方式：当出现处于空闲状态的PSAM卡后，按进入等待PSAM卡的交易线程的先后顺序，依次在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理等待PSAM卡的交易线程，直到无空闲状态的PSAM卡或已经无等待PSAM卡的交易线程，如图4所示，具体包括以下步骤：
步骤S301：判断是否出现处于空闲状态的PSAM卡，当出现处于空闲状态的PSAM卡则进入步骤S302，若无则持续执行步骤S301；
当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若此时还有OBU进入RSU的交易区域，且其建立的交易线程进行到须要PSAM卡的步骤，则该交易线程便称为等待PSAM卡的交易线程，并将等待PSAM卡的交易线程存储至队列，每产生一个等待PSAM卡的交易线程，则将该交易线程放入队列，队列按先进先出的顺序排列。
当存在等待PSAM卡的交易线程后，说明现在已无空闲的PSAM卡，此时需要等待已选择PSAM卡的交易线程释放PSAM卡，当出现空闲状态的PSAM卡后，便进入步骤S302，如不存在空闲状态的PSAM卡，则持续执行步骤S301直到出现空闲状态的PSAM卡。
步骤S302：按进入等待PSAM卡的交易线程的先后顺序，依次在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理等待PSAM卡的交易线程；
所有等待PSAM卡的交易线程组成一个队列，队列按先进先出的顺序排列，所以最先进入队列的交易线程优先出列，即等待PSAM卡时间最长的交易线程优先出列，即优先处理等待时间最长的交易线程，以便公平处理各个交易线程。
步骤303：判断是否有等待PSAM卡的交易线程，若有则进入步骤S304，否则结束流程；
在执行一次步骤S302后，即控制器为一个等待PSAM卡的交易线程选择PSAM后，判断是否还存在等待PSAM卡的交易线程，若没有等待PSAM卡的交易线程，则结束处理等待状态的交易线程的程序，若还有等待PSAM卡的交易线程则进入步骤S304。
步骤S304：判断是否还有处于空闲状态的PSAM卡，若有则进入步骤S302，若无则进入步骤S301。
若还有等待PSAM卡的交易线程，则判断是否还有处于空闲状态的PSAM卡，若有则继续进入步骤S302在当前处于空闲状态的PSAM卡中，为进入等待PSAM卡的交易线程中时间最长的交易线程选择一张PSAM卡，若没有空闲的PSAM卡，则进入步骤S301判断是否出现空闲的PSAM卡。
以上本发明提供的两种将空闲PSAM卡选择至等待PSAM卡的交易线程的执行过程，不论哪一个执行过程均可实现，当然还可以采用其他形式的选择PSAM卡的过程，只要能够实现将空闲的PSAM卡选择至等待PSAM卡的交易线程均可，在此不限定具体执行过程。
上述第一实施例和第二实施例均为建立在PSAM卡验证无误的前提下执行的，下面介绍本发明的第三实施例，具体执行过程与第一实施例和第二实施例大体一致，仅在PSAM卡验证出错后还包括以下执行过程，如图5所示，包括：
步骤S401：当对应PSAM卡处于错误状态时，释放为OBU和RSU的交易线程选择的处于错误状态的PSAM卡，并在当前处于空闲状态的PSAM卡中重新选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程；
当控制器为交易线程选择的PSAM卡验证出错后，控制器标记对应PSAM卡处于错误状态，然后释放处于错误状态的PSAM卡，判断当前是否还有其他处于空闲状态的PSAM卡，若有，则重新为在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张空闲PSAM卡处理该交易线程，这样便无需该交易线程等待PSAM卡初始化或复位操作的时间，既可以加快RSU的处理速率，又可以提高空闲PSAM卡的使用效率。
步骤S402：对处于错误状态的PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作后将处于错误状态的PSAM卡的状态改为空闲状态。
PSAM卡验证出错后的原因可能有多种，为了恢复PSAM卡控制器对出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，以重置PSAM卡内部的运行参数，在初始化或复位操作后，控制器便认为该PSAM卡可以继续使用，将该PSAM卡的状态修改为空闲状态。
若在后续使用过程中，还出现该PSAM被验证出错的提示，则说明PSAM卡的错误是无法通过初始化或复位操作实现的，所以控制器便提示技术人员需要更换该PSAM卡。
步骤S403：唤醒等待PSAM卡的交易线程，为唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择空闲的PSAM卡。
在步骤S402对处于错误状态的PSAM卡初始化或复位操作后，便认为处于错误状态的PSAM卡此时已经恢复正常可以使用，若果当前有处于等待状态的交易线程，则可唤醒等待PSAM卡的交易线程，利用该PSAM卡处理已唤醒的交易线程，加快等待PSAM卡的交易线程的处理过程。
本发明为了方便程序控制，执行RSU与OBU交易的过程为控制器内的一个线程，执行PSAM卡初始化或复位操作的为控制器内部的另外一个线程。步骤S403的执行过程与上述图3或图4的执行过程一致，在此不再赘述。
上述图5中的执行过程均在控制器端执行，其实在具体实现时还可以采用控制器和PSAM监控器共同协作实现，下面提供控制器和PSAM监控器共同实现的方案，即在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送所述出错提示，驱使所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。如图6所示，具体包括以下步骤：
步骤S501：控制器在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送所述出错提示；
步骤S502：所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并将初始化或复位操作后的PSAM卡的状态更改为空闲状态。
步骤S503：控制器接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。
图5所示的实施例为标记对应PSAM卡处于错误状态后，自身并没有对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，而是将出错提示发送至PSAM监控器，由PSAM监控器对控制器内部已出错的PSAM卡进行初始化和复位操作，然后修改已出错的PSAM的状态为空闲状态的过程。然后由PSAM监控器或者控制器唤醒等待PSAM卡的交易线程，执行选择空闲PSAM卡处理已唤醒的交易线程。
下面介绍本发明一次完整交易的实现过程，如图7所示，包括以下内容：
1)在ETC进行交易时，RSU与OBU交易过程一般大致分为6个步骤：①控制器经RSU读取OBU属性信息，建立通信链路；②控制器经RSU利用PSAM卡读取车辆信息；③控制器经RSU读取卡片信息；④控制器经RSU利用PSAM卡设置卡片信息；⑤控制器SET_MMI；⑥控制器经RSU释放链路。上述6个步骤在控制器中以交易流程执行，其中只有步骤②和步骤④需要PSAM卡进行运算，其他步骤不需要PSAM卡参与，所以本申请在读取车辆信息时，控制器选择PSAM卡处理RSU与OBU的交易线程，当控制器获取车辆信息完成时释放PSAM卡；在控制器设置卡片信息时选择PSAM卡处理RSU与OBU的交易线程，在控制器设置卡片信息结束时释放PSAM卡，本发明的方法为按刚需选择PSAM卡，使PSAM卡资源得到合理的使用。
2)当OBU数量多于PSAM数量时PSAM卡选择方式
当高速车道上车辆较少时OBU数量少于PSAM卡数量，使用现有技术中PSAM卡的分配至交易线程的方式，RSU可以与每个OBU正常完成交易，但是如果交易的OBU数量多于PSAM卡数量时，没有分配PSAM卡的OBU必须等待已分配PSAM卡的交易线程释放PSAM卡后才能进行交易，这会造成这个OBU的交易时间是正常OBU交易时间的数倍；但采用本发明提供的刚需选择方法，可以尽量减少PSAM卡的占用时间，从而给其他的OBU更多的机会，从而减少RSU与OBU的整体交易时间。
当采用刚需分配的方法时，如果RSU申请PSAM卡时，所有PSAM卡都被占用，则PSAM卡监控线程会将申请PSAM卡的交易线程将会休眠一段时间，当然休眠时间在规定的时间内，当超出规定时间则会执行处理步骤，如果其他交易线程使用PSAM卡结束后，PSAM卡交易线程便会唤醒正在等待使用PSAM卡的交易线程。这样在无空闲PSAM卡时RSU不用重新进行交易，而是将交易线程进行休眠，让出CPU资源以便其他交易线程更快运行，从而使RSU与OBU的交易时间减少。
3)当PSAM卡出错时PSAM卡的分配方法
当PSAM卡验证出错时，可能是PSAM卡自身问题，所以此时需要对PSAM卡进行复位或重新初始化，现有技术中不论已选择的PSAM卡是否出错或是否存在空闲PSAM卡，一个交易线程只能对已选择的PSAM卡从一而终，所以RSU必须等已选择的PSAM卡重新初始化或复位操作后，才能继续往下进行交易。其实此时还有其他空闲的PSAM卡，便无需等当前PSAM卡重新初始化成功，而是立即从空闲的PSAM卡中为交易线程选择一张PSAM卡即可，这样既能够加快交易进程，还能够提高空闲PSAM的利用率。
所以本申请中当交易线程的PSAM卡在使用过程出错，则当前交易线程会立即释放出错的PSAM卡，并请求PSAM卡监控线程对出错的PSAM卡进行重新初始化或复位操作，当PSAM监控线程对出错的PSAM卡重新复位和初始化后，将PSAM卡的状态设置为空闲状态。若此时有处于休眠状态的交易线程，则请求唤醒等待PSAM卡的交易线程，这样便可以使PSAM卡资源得到最大化、合理化的使用，从而在有限资源下来提高OBU的交易速度，减少OBU的交易时间。
如图8所示，本发明提供了一种自由流系统的交易装置，包括：
选择模块81，用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，其中,所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤；
判断模块82，用于判断所述PSAM卡是否满足预设条件；
释放模块83，用于在判定模块判定满足预设条件后，且利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡。
当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，选择模块100具体用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程。释放模块300具体用于在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对读取OBU中车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，选择模块具体用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程。释放模块300具体用于，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
如图8所示，本发明提供的一种自由流系统的交易装置还包括：
休眠单元84，用于当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若有进入等待PSAM卡的交易线程，则控制对应的等待PSAM卡的交易线程休眠；
唤醒单元85，用于当出现处于空闲状态的PSAM卡时，则唤醒进入休眠的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡。
重新选择单元86，用于当对应PSAM卡处于错误状态时，释放为OBU和RSU的交易线程选择的处于错误状态的PSAM卡，并在当前处于空闲状态的PSAM卡中重新选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程；
恢复单元87，用于对处于错误状态的PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作后将处于错误状态的PSAM卡的状态改为空闲状态；或，在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送所述出错提示，驱使所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。
如图9所示，所述唤醒单元84包括：
第一唤醒单元91，用于判断当前处于空闲状态PSAM卡的数量是否小于等待PSAM卡交易线程的数量；若是，则唤醒与当前处于空闲状态PSAM卡的数量一致的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程；若否，则唤醒所有等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态PSAM卡中为每个等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程。或
第二唤醒单元92，用于当出现处于空闲状态的PSAM卡后，按进入等待PSAM卡的交易线程的先后顺序，依次在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理等待PSAM卡的交易线程，直到无空闲状态的PSAM卡或已经无等待PSAM卡的交易线程。
本发明提供了一种自由流系统中PSAM卡的交易装置，由于在一次OBU与RSU的交易过程中、有的步骤是必须使用PSAM卡的步骤，有的步骤是无需使用PASM卡的步骤，所以本申请在必须使用PSAM卡的预设步骤前为交易线程选择一张PSAM卡，在预设步骤之后释放选择的PSAM卡。相对于现有技术的在交易前选择PSAM卡、在交易结束后才释放PSAM卡而言，本发明减少一次交易过程中PSAM卡的占用时间，在无法增加PSAM卡的数量前提下，提高了PSAM卡的交易频率，从而解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题。
如图10所示，本发明还提供了一种自由流系统，包括：
多个RSU100、多个PSAM卡200，以及与所述多个RSU100和所述多个PSAM卡200相连的控制器300，所述控制器300用于控制多个PSAM卡200的交易过程；
控制器300控制PSAM卡200的交易过程包括：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡，其中所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤。
所述控制器控制PSAM卡的交易过程还包括：
当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若有进入等待PSAM卡的交易线程，则控制对应的等待PSAM卡的交易线程休眠；当出现处于空闲状态的PSAM卡时，则唤醒进入休眠的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡。
当对应PSAM卡处于错误状态时，释放为OBU和RSU的交易线程选择的处于错误状态的PSAM卡，并在当前处于空闲状态的PSAM卡中重新选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程；对处于错误状态的PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作后将处于错误状态的PSAM卡的状态改为空闲状态。
如图10所示，本发明提供的自由流系统还包括：与所述控制器300相连的PSAM监控器400，控制器300控制PSAM卡200的交易过程还包括：在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送所述出错提示，驱使所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。
本发明提供了一种自由流系统，由于在一次OBU与RSU的交易过程中、有的步骤是必须使用PSAM卡的步骤，有的步骤是无需使用PASM卡的步骤，所以本申请在必须使用PSAM卡的预设步骤前为交易线程选择一张PSAM卡，在预设步骤之后释放选择的PSAM卡。相对于现有技术的在交易前选择PSAM卡、在交易结束后才释放PSAM卡而言，本发明减少一次交易过程中PSAM卡的占用时间，在无法增加PSAM卡的数量前提下，提高了PSAM卡的交易频率，从而解决自由流系统中快速为每个交易线程选择PSAM卡并处理交易线程的问题。
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 (9)
1.一种自由流系统的交易方法，其特征在于，包括：
一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡；
其中，所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤，并且在一次OBU和RSU的交易过程中，以建立通信链路作为交易开始，以释放通信链路作为交易结束；
当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU读取车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡；
当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，所述方法为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所有PSAM卡均处于忙碌状态时，若有进入等待PSAM卡的交易线程，则控制对应的等待PSAM卡的交易线程休眠；
当出现处于空闲状态的PSAM卡时，则唤醒进入休眠的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡包括：
判断当前处于空闲状态PSAM卡的数量是否小于等待PSAM卡交易线程的数量；
若是，则唤醒与当前处于空闲状态PSAM卡的数量一致的等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态的PSAM卡中为每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程；
若否，则唤醒所有等待PSAM卡的交易线程，在当前处于空闲状态PSAM卡中为每个等待PSAM卡的交易线程选择一张PSAM卡，用于处理每个已唤醒的等待PSAM卡的交易线程。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在当前处于空闲状态的PSAM卡中为已唤醒的等待PSAM卡的交易线程选择PSAM卡包括：
当出现处于空闲状态的PSAM卡后，按进入等待PSAM卡的交易线程的先后顺序，依次在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理等待PSAM卡的交易线程，直到无空闲状态的PSAM卡或已经无等待PSAM卡的交易线程。
5.如权利要求3或4任一项所述的方法，其特征在于，所述判定满足预设条件过程包括：
验证已选择的PSAM卡是否有误；
当验证已选择的PSAM卡无误时，则判定满足预设条件；
当验证已选择的PSAM卡有误时，则判定不满足预设条件并标记对应PSAM卡处于错误状态。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
当对应PSAM卡处于错误状态时，释放为OBU和RSU的交易线程选择的处于错误状态的PSAM卡，并在当前处于空闲状态的PSAM卡中重新选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程；
对处于错误状态的PSAM卡进行初始化或复位操作，在初始化或复位操作后将处于错误状态的PSAM卡的状态改为空闲状态。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
在标记对应PSAM卡处于错误状态后，向PSAM监控器发送出错提示，驱使所述PSAM监控器对已出错的PSAM卡进行初始化或复位操作，并接收所述PSAM监控器发送的已出错PSAM卡的状态信息。
8.一种自由流系统的交易装置，其特征在于，包括：
选择模块，用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，其中,所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤；
判断模块，用于判断所述PSAM卡是否满足预设条件；
释放模块，用于在判定模块判定满足预设条件后，且利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡；
其中，在一次OBU和RSU的交易过程中，以建立通信链路作为交易开始，以释放通信链路作为交易结束；
当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，交易装置的执行过程为一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU读取车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡；
当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，交易装置的执行过程为：一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
9.一种自由流系统，其特征在于，包括：
多个RSU，以及与所述多个RSU相连的具有多张PSAM卡的控制器，所述控制器用于控制PSAM卡的交易过程；
所述控制器，用于一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、预定步骤前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡完成所述预定步骤后且交易结束前，释放该PSAM卡，其中所述预定步骤为一次OBU和RSU的交易过程中必须使用PSAM卡的步骤，并且在一次OBU和RSU的交易过程中，以建立通信链路作为交易开始，以释放通信链路作为交易结束；
当所述预定步骤为利用RSU读取OBU中车辆信息时，控制器的执行过程为一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU读取OBU中车辆信息之前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU读取车辆信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡；
当所述预定步骤为利用RSU设置卡片信息时，控制器的执行过程为一次OBU和RSU的交易过程中，在交易开始后、利用RSU设置卡片信息前，在当前处于空闲状态的PSAM卡中选择一张PSAM卡处理OBU和RSU的交易线程，在判定满足预设条件及利用该PSAM卡对所述OBU设置卡片信息完成后且交易结束前，释放该PSAM卡。
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