CN109920073A - 一种etc交易方法及用于etc交易的路侧单元天线 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种用于ETC交易的路侧单元天线及ETC交易方法，其中，所述路侧单元天线包括：射频单元，用于采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至主控单元；所述主控单元包括中心控制模块以及与所述中心控制模块通过PCI接口相连的PCI密码卡，所述中心控制模块用于接收所述射频单元发来的所述加密数据，通过所述PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用。本申请提供的技术方案，能够缩短RSU天线对车载终端的密钥认证时间，从而有效地提高ETC自由流收费的交易成功率。

Description

一种ETC交易方法及用于ETC交易的路侧单元天线

技术领域

本申请涉及高速公路不停车收费技术领域，特别涉及一种ETC(Electronic TollCollection，不停车电子收费)交易方法及用于ETC交易的路侧单元天线。

背景技术

现有的ETC技术交易时间长，只适应于20km/h低时速状态下的交易。在车辆自由流的120Km/h的高速行驶条件下，会因为交易时间长，而导致车辆已经过RSU(Road SideUnit，路侧单元)天线，还未完成交易而导致交易失败的问题。

通过分析，ETC交易时间有约1/3是RSU天线对车载单元(On Board Unit，OBU)的密钥认证消耗。现有的ETC系统，RSU天线对车载终端密钥认证均采用PSAM(PurchaseSecurity Application Module，安全存取模组)卡来进行密钥计算，密钥计算时间受限于PSAM卡的计算速度。由于PSAM卡内部芯片计算速度有限，导致采用无法缩短RSU天线对车载终端的密钥认证时间，从而无法有效地提高ETC自由流收费的交易成功率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种ETC交易方法及用于ETC交易的路侧单元天线，能够缩短RSU天线对车载终端的密钥认证时间，从而有效地提高ETC自由流收费的交易成功率。

为实现上述目的，本申请提供一种用于ETC交易的路侧单元天线，所述路侧单元天线包括：射频单元和主控单元，所述射频单元与所述主控单元通过通信级供电线缆相连，其中：

所述射频单元，用于采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控单元；

所述主控单元包括中心控制模块以及与所述中心控制模块通过PCI接口相连的PCI密码卡，所述中心控制模块用于接收所述射频单元发来的所述加密数据，通过所述PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用。

进一步地，所述射频单元包括射频模块以及与所述射频模块相连的微带阵列天线和外部接口，所述射频模块与所述微带阵列天线之间通过射频同轴线相连，所述外部接口与所述主控单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

进一步地，所述主控单元中还包括电源接口、供电模块以及外部接口，所述供电模块分别与所述电源接口和所述中心控制模块相连，用于向所述中心控制模块供电，所述外部接口与所述射频单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

进一步地，所述射频单元还用于向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

相应地，所述主控单元还用于向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

进一步地，所述中心控制模块还用于接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。

进一步地，所述中心控制模块还用于接收所述射频单元转发的扣费结果数据，并基于所述扣费结果数据生成本次扣费的交易流水，并将所述交易流水上传至所述车道系统。

进一步地，所述中心控制模块还用于向所述射频单元下达结束交易指令，以使得所述射频单元结束与所述OBU或者CPC卡的交易。

为实现上述目的，本申请还提供一种ETC交易方法，所述方法包括：

射频单元采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至主控单元；

所述主控单元中的中心控制模块接收所述射频单元发来的所述加密数据，并通过PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用；其中，所述中心控制模块与所述PCI密码卡通过PCI接口相连。

进一步地，所述方法还包括：

所述射频单元向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

所述主控单元向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

进一步地，所述方法还包括：

所述中心控制模块接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。

由上可见，本申请提供的技术方案，通过在RSU天线中采用PCI密码卡进行密钥计算，可以缩短约99％的天线对车载单元的认证时间，从而减少了1/3的天线整体交易时间，进而可提高自由流天线交易成功率。

附图说明

图1为本申请实施例中路侧单元天线的结构示意图；

图2为本申请实施例中ETC交易过程中的交互示意图；

图3为本申请实施例中ETC交易方法的步骤图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1和图2，本申请提供一种用于ETC交易的路侧单元天线，所述路侧单元天线包括：射频单元和主控单元，所述射频单元与所述主控单元通过通信级供电线缆相连，其中：

所述射频单元，用于采集OBU或者CPC(Composite Pass Card，复合通行)卡的加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控单元；

所述主控单元包括中心控制模块以及与所述中心控制模块通过PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)接口相连的PCI密码卡，所述中心控制模块用于接收所述射频单元发来的所述加密数据，通过所述PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用。

在一个实施方式中，所述射频单元包括射频模块以及与所述射频模块相连的微带阵列天线和外部接口，所述射频模块与所述微带阵列天线之间通过射频同轴线相连，所述外部接口与所述主控单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

在一个实施方式中，所述主控单元中还包括电源接口、供电模块以及外部接口，所述供电模块分别与所述电源接口和所述中心控制模块相连，用于向所述中心控制模块供电，所述外部接口与所述射频单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

在一个实施方式中，所述射频单元还用于向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

相应地，所述主控单元还用于向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

在一个实施方式中，所述中心控制模块还用于接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。

在一个实施方式中，所述中心控制模块还用于接收所述射频单元转发的扣费结果数据，并基于所述扣费结果数据生成本次扣费的交易流水，并将所述交易流水上传至所述车道系统。

在一个实施方式中，所述中心控制模块还用于向所述射频单元下达结束交易指令，以使得所述射频单元结束与所述OBU或者CPC卡的交易。

在实际应用中，所述PCI密码卡是一种采用PCI接口(周边元件扩展接口)的高速加解密模块，将密钥认证时间从几十毫秒级别将为微秒级，加解密速度可以到PSAM卡加解密速度的1000倍以上。原来的RSU天线，通过接触式的ISO7816协议接口与PSAM卡通信，PSAM卡进行密钥计算再返回给RSU主控单元。经过本申请改进后，采用主控单元通过PCI接口，与PCI密码卡进行通信，由PCI密码卡进行快速密钥运算，从而完成ETC交易。

其中，PCI密码卡为现有模块，由PCI密码卡制造公司提供，PCI密码卡需有驱动程序驱动才可进行正常的通信，所以RSU中心控制模块采用可运行操作系统的芯片。

请参阅图3，本申请还提供一种ETC交易方法，所述方法包括：

S1：射频单元采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至主控单元；

S2：所述主控单元中的中心控制模块接收所述射频单元发来的所述加密数据，并通过PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用；其中，所述中心控制模块与所述PCI密码卡通过PCI接口相连。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

所述射频单元向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

所述主控单元向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

所述中心控制模块接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。

由上可见，本申请提供的技术方案，通过在RSU天线中采用PCI密码卡进行密钥计算，可以缩短约99％的天线对车载单元的认证时间，从而减少了1/3的天线整体交易时间，进而可提高自由流天线交易成功率。

上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。

Claims (10)

1.一种用于ETC交易的路侧单元天线，其特征在于，所述路侧单元天线包括：射频单元和主控单元，所述射频单元与所述主控单元通过通信级供电线缆相连，其中：

所述射频单元，用于采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至所述主控单元；

所述主控单元包括中心控制模块以及与所述中心控制模块通过PCI接口相连的PCI密码卡，所述中心控制模块用于接收所述射频单元发来的所述加密数据，通过所述PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用。

2.根据权利要求1所述的路侧单元天线，其特征在于，所述射频单元包括射频模块以及与所述射频模块相连的微带阵列天线和外部接口，所述射频模块与所述微带阵列天线之间通过射频同轴线相连，所述外部接口与所述主控单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

3.根据权利要求1所述的路侧单元天线，其特征在于，所述主控单元中还包括电源接口、供电模块以及外部接口，所述供电模块分别与所述电源接口和所述中心控制模块相连，用于向所述中心控制模块供电，所述外部接口与所述射频单元中的外部接口之间通过所述通信级供电线缆相连。

4.根据权利要求1所述的路侧单元天线，其特征在于，所述射频单元还用于向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

相应地，所述主控单元还用于向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

5.根据权利要求1所述的路侧单元天线，其特征在于，所述中心控制模块还用于接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。

6.根据权利要求5所述的路侧单元天线，其特征在于，所述中心控制模块还用于接收所述射频单元转发的扣费结果数据，并基于所述扣费结果数据生成本次扣费的交易流水，并将所述交易流水上传至所述车道系统。

7.根据权利要求6所述的路侧单元天线，其特征在于，所述中心控制模块还用于向所述射频单元下达结束交易指令，以使得所述射频单元结束与所述OBU或者CPC卡的交易。

8.一种ETC交易方法，其特征在于，所述方法包括：

射频单元采集OBU或者CPC卡的加密数据，并将所述加密数据发送至主控单元；

所述主控单元中的中心控制模块接收所述射频单元发来的所述加密数据，并通过PCI密码卡计算出所述加密数据对应的密钥，并利用所述密钥对所述加密数据进行解密后，将解密数据发送至车道系统，以通过所述车道系统计算所述OBU或者CPC卡对应的费用；其中，所述中心控制模块与所述PCI密码卡通过PCI接口相连。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述射频单元向所述OBU或者CPC卡发送唤醒信号，并接收所述OBU或者CPC卡反馈的回复信息，并将所述回复信息发送至所述主控单元；

所述主控单元向所述射频单元下达针对所述回复信息的认证指令，在所述射频单元将所述认证指令下发给所述OBU或者CPC卡后，所述主控单元接收所述射频单元转发的所述OBU或者CPC卡发来的所述加密数据。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述中心控制模块接收所述车道系统发来的费用计算结果，并向所述射频单元发送携带所述费用计算结果的扣费指令，以通过所述射频单元对所述OBU或者CPC卡后进行扣费。