CN111291579A - 车载单元激活方法、读卡设备和车载单元 - Google Patents

车载单元激活方法、读卡设备和车载单元 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种车载单元激活方法，车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到双界面卡芯片的天线，第一存储器包括自由读写区域，所述方法包括：读卡设备通过非接触读写技术与双界面卡芯片通信以从自由读写区域读取激活状态指示字；判断激活状态指示字是否指示车载单元为预激活状态；当指示车载单元为预激活状态时，读卡设备通过非接触读写技术与双界面卡芯片通信以向自由读写区域写入激活指令。本公开的方法可用于车载单元的邮寄发行，同时不增加车载单元的硬件成本。

Description

车载单元激活方法、读卡设备和车载单元
技术领域
本申请涉及不停车电子收费系统领域，特别涉及一种车载单元激活方法、读卡设备和车载单元。
背景技术
随着高速公路网的发展，电子不停车收费(Electronic Toll Collection,ETC)系统已经被广泛应用于高速公路收费中。ETC系统通过安装在收费车道的路侧单元(RoadSide Unit,RSU)与安装在车辆上的车载单元(On Board Unit,OBU)通信，识别车辆信息，计算通行费，并自动从车辆用户的专用账户中扣除通行费。
使用车载单元进行正常交易之前，通常需要经过发行和激活的步骤。发行一般分两步进行，一次发行指在车载单元内建立文件系统，装载运营商密钥，二次发行指运营商将用户和车辆信息等个性化的信息写入车载单元。发行完成后，将车载单元安装到用户车辆上，启动防拆装置，并激活车载单元。车载单元激活后，便可与RSU进行正常交易。
由于需要将车辆信息与车载单元进行绑定，传统的方式是用户到运营商的网点，由工作人员使用专门的设备对车载单元进行激活。为了提高用户的便利性，一些运营商开始采用邮寄发行方法。用户在网上预订车载单元并提交相关信息，运营商进行车载单元的二次发行，将用户的相关信息写入车载单元，并将车载单元设置为预激活状态，然后邮寄给用户。用户收到预激活的车载单元后，将其安装到汽车上，然后对其进行激活，从而实现车载单元从预激活状态到激活状态的改变。
现有技术中，一种激活车载单元的方式是在车载单元上设置激活开关，激活开关与控制模块连接。用户将收到的预激活的车载单元安装到汽车上之后，按压激活开关，从而触发控制模块将车载单元设置为激活状态。然而，这种方法无法确保车载单元中存储的车辆信息与实际安装的车辆一致。
另一种激活车载单元的方法是通过在车载单元中增加蓝牙模块，用户将车载单元安装到车辆上后，开启手机专用应用程序(App)，先将车载单元安装在车上的照片上传给后台服务器，后台服务器审核通过后，再通过手机的蓝牙与车载单元的蓝牙模块通信，再由蓝牙模块与车载单元的控制模块通信，从而激活车载单元。然而，上述实现方式由于在车载单元中增加蓝牙模块，导致车载单元的成本增加。
因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种车载单元激活方法，用于对预激活状态的车载单元进行激活，该方法不增加车载单元的成本，同时又能解决无法确认车载单元是否安装在正确的车辆上的问题。
本申请的一个方面，提供了一种车载单元激活方法，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述方法包括：通过非接触读写技术与所述双界面卡芯片通信以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，所述读卡设备通过非接触读写技术与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述控制模块将所述车载单元激活。
进一步的，所述非接触读写技术为NFC技术，所述天线为NFC天线，所述读卡设备通过所述NFC天线与所述双界面卡芯片通信。
在一些实施例中，所述激活指令写入所述第一存储器的地址与存储所述激活状态指示字的地址相同。
本申请的另一个方面，提供了一种车载单元激活方法，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述第一存储器包括自由读写区域，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述方法包括：检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
在一些实施例中，在检测所述自由读写区域是否被写入激活指令的步骤之前，所述方法还包括：等待来自所述CPU卡模块的中断，所述中断由所述天线感应到射频信号离场时触发。
在一些实施例中，在激活所述车载单元的步骤之后，所述方法还包括：设置所述自由读写区域为初始状态。
进一步地，所述车载单元还包括密钥认证模块，所述密钥认证模块包括第二存储器，所述第二存储器包括工作状态指示区域，所述激活所述车载单元的步骤包括：向所述工作状态指示区域写入激活标志。
本申请的另一个方面，提供了一种对车载单元进行激活的方法，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述第一存储器包括自由读写区域，所述方法包括：读卡设备通过非接触读写技术经由所述天线与所述双界面卡芯片以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，所述读卡设备通过非接触读写技术与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述车载单元为已安装激活状态；
所述天线感应到射频信号离场时，触发所述CPU卡模块对所述控制模块的中断信号；所述控制模块收到所述中断信号时，检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
本申请的另一个方面，提供了一种用于对车载单元进行激活的读卡设备，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述读卡设备包括：处理器，支持非接触读写技术的收发器，以及用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行以下步骤：控制收发器与所述双界面卡芯片通信以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，控制收发器与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述控制模块将所述车载单元激活。
本申请的另一个方面，提供了一种车载单元，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述控制模块被配置为执行以下步骤：检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。
附图说明
通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。
图1示出了本公开的一种车载单元的结构示意图；
图2示出了ETC系统使用的CPU卡文件系统结构示意图；
图3示出了根据本公开的一种车载单元激活方法300；
图4示出了根据本公开的一种车载单元激活方法400。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。
本公开提出了一种车载单元激活方法，其可以用于对预激活状态的车载单元进行激活，该方法可在不增加车载单元的生产成本的情况下，实现车载单元的邮寄发行。为了便于理解本公开，下面以图1所示的车载单元100为例，对本公开适用的车载单元进行说明。
如图1所示，车载单元100包括相互耦接的控制模块10和CPU卡模块20，CPU卡模块20包括双界面卡芯片21和天线22，双界面卡芯片21包括第一存储器211(图中未示出)。双界面卡芯片21包括接触端21a和非接触端21b，接触端21a与控制模块10耦接，非接触端21b与天线22耦接。控制模块10可通过接触端21a与双界面卡芯片21相互通信，读卡设备(图中未示出)可通过非接触读写技术经由天线22与双界面卡芯片21通信，即向双界面卡芯片21发送或接收数据。双界面卡芯片21还包括第一存储器211(图中未示出)，第一存储器211用于存储CPU卡文件系统。车载单元100还包括耦接到控制模块10的密钥认证(ESAM/SE)模块30，密钥认证模块30包括第二存储器301(图中未示出)，第二存储器301包括工作状态指示区域，当工作状态指示区域被写入激活标志时，意味着车载单元被激活从而进入正常工作状态，激活标志为预先定义的比特序列。非接触读写技术可以为双界面卡芯片21可支持的各种无线通信技术，例如无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术，近场通信(Near Field Communication，NFC)技术等，天线22为支持相应的非接触读写技术的天线。
天线22为射频信号与电信号的转换器件，可以将其支持的频段的射频信号转换为电信号，亦可将电信号转换为特定频段内的电磁波。双界面卡芯片21还包括电源模块，当读卡设备通过非接触技术访问双界面卡芯片21时，电源模块可对天线22将读卡设备的射频信号转换输出的电信号进行滤波以为CPU卡模块20供电。当CPU卡模块20的上电状态发生变化时，触发控制模块10的中断，控制模块10可以根据该中断信号进行相应的操作。例如，当天线22感应到射频信号离场时(即射频信号从“有”到“无”)，导致CPU卡模块20掉电，从而触发控制模块10的中断。
图2示出了ETC系统使用的CPU卡文件系统结构示意图，示例性但非必要的，本公开的CPU卡模块20可采用
图2所示的文件系统结构，其文件系统存储在第一存储器211中。在该文件系统中，主文件“MF”需要授权设备使用主控密钥才能建立，MF和DF01下的密钥文件禁止外部设备读取，其他文件有些可以自由读取，但禁止改写或者需要使用密钥才能改写，有些可以自由读写。本公开中，将CPU卡文件系统中可自由读写的存储区域称为自由读写区域。关于CPU卡文件系统的详细情况可参见ETC系统的相关标准文件，例如《全国高速公路电子不停车收费联网用户卡、ESAM文件结构和数据定义》。
根据ETC系统标准，CPU卡文件系统中DF01目录下的0009文件(即保留文件6)为可自由读写的文件，本公开巧妙地利用该文件作为读卡设备与车载单元之间进行通信的媒介，从而实现对预激活状态的车载单元进行激活。运营商在将车载单元邮寄给用户之前，先在0009文件中写入激活状态指示字，该激活状态指示字指示车载单元当前处于预激活状态。需要指出的是，除0009文件之外，第一存储器211中的其他自由读写区域亦可实现前述目的。
需要指出的是，图1所示出的车载单元可以为CPU卡与控制模块可分离的双片式车载单元，也可以为CPU卡与控制模块不可分离的单片式车载单元。
图3示出了根据本公开的一种车载单元激活方法300，其可用于预激活的车载单元100的邮寄发行。在用户将预激活状态的车载单元100安装到车辆上，并将车载单元100安装在车上的照片上传给后台服务器，经后台服务器审核通过之后，读卡设备可应用本公开的方法300激活车载单元100。方法300具体包括以下步骤S301至步骤S305：
在步骤S301中，读卡设备通过非接触读写技术与双界面卡芯片通信以从自由读写区域读取激活状态指示字。
读卡设备可以为专用于对车载单元的CPU卡进行读写的设备，亦可以为支持非接触读写技术，例如NFC技术，的智能终端、手机等设备。
激活状态指示字为预定的比特序列编码，不同编码可以指示车载单元的不同状态，例如，可以用两位二进制比特“01”指示车载单元处于预激活状态，用“10”指示车载单元处于激活状态。
在步骤S303中，判断激活状态指示字是否指示车载单元为预激活状态。
读出激活状态指示字之后，读卡设备可以根据预定的编码，判断车载单元的激活状态，以确定下一步的操作。例如，如果激活状态指示字为“01”，则表示车载单元处于预激活状态。
在步骤S305中，当激活状态指示字指示车载单元为预激活状态时，读卡设备通过非接触读写技术与双界面卡芯片通信以向自由读写区域写入激活指令。
如果激活状态指示字指示车载单元为预激活状态，则表明该车载单元尚未激活，故通过非接触读写技术向自由读写区域写入激活指令，激活指令为预先定义的比特序列，例如，激活指令可以表示为二进制序列“0001”。读卡设备写入激活指令后，射频信号离场，触发车载单元的CPU卡模块对控制模块的中断信号，控制模块可从自由读写区域中读出激活指令，并根据该激活指令激活车载单元。
优选地，为了充分利用存储空间，激活指令的写入地址可与激活状态指示字的地址相同，即激活指令可以覆盖激活状态指示字。
从上述步骤可以看出，在用户收到预激活状态的车载单元，安装到车辆上并经核通过之后，读卡设备利用本公开的方法300，可以在不增加车载单元成本的情况下，方便地完成车载单元的激活。
图4示出了根据本公开的一种车载单元激活方法400，其应用于车载单元100，由控制模块10执行，该方法可与方法300相配合用于预激活的车载单元100的邮寄发行。方法400具体包括以下步骤S401至步骤S403：
在步骤S401中，检测第一存储器的自由读写区域是否被写入激活指令。
控制模块10可以持续地检测第一存储器211的自由读写区域是否被写入激活指令，优选地，控制模块10可在收到CPU卡模块20掉电触发的中断后，再检测第一存储器211的自由读写区域是否被写入激活指令。
在步骤S403中，当检测到自由读写区域被写入激活指令时，激活车载单元。
检测到激活指令后，控制模块10向第二存储器301的工作状态指示区域写入激活标志，从而激活车载单元100。
从上述步骤可以看出，在读卡设备执行方法300之后，控制模块10通过执行方法400，可以对预激活状态的车载单元100进行激活，在不增加硬件成本的情况下，实现车载单元的邮寄发行。
在一些实施例中，在步骤S403之后，还包括以下步骤S405。
在步骤S405中，设置自由读写区域为初始状态。
本公开中，将某个存储区域设置为初始状态是指用系统预定义的比特填充该存储区域，以抹除存储区域原来存储的信息。例如，可以用FFH填充存储区域的每个字节，以将该存储区域恢复为初始状态。这里“FFH”为16进制表示法，表示8个全1比特序列。容易理解，预定义的激活状态指示字不能与初始状态的比特序列相同。
本公开还提供了一种用于对车载单元进行激活的读卡设备500，其可用于实现方法300的各个步骤。读卡设备500包括处理器，支持非接触读写技术的收发器，用于存储处理器可执行指令的存储器。其中，该处理器被配置为执行方法300中S301到S305的各步骤。
本公开还提供了一种车载单元600，其包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块。其中，该控制模块被配置为执行方法400的各个步骤。
本技术领域的一般技术人员可以通过阅读说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措辞“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (13)

1.一种车载单元激活方法，其特征在于，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述方法包括：
读卡设备通过非接触读写技术经由所述天线与所述双界面卡芯片通信以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；
判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；
当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，所述读卡设备通过非接触读写技术与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述控制模块将所述车载单元激活。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非接触读写技术为NFC技术，所述天线为NFC天线，所述读卡设备通过所述NFC天线与所述双界面卡芯片通信。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激活指令写入所述第一存储器的地址与存储所述激活状态指示字的地址相同。
4.一种车载单元激活方法，其特征在于，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述第一存储器包括自由读写区域，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述方法包括：
检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；
当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在检测所述自由读写区域是否被写入激活指令的步骤之前，所述方法还包括：
等待来自所述CPU卡模块的中断，所述中断由所述天线感应到射频信号离场时触发。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在激活所述车载单元的步骤之后，所述方法还包括：
设置所述自由读写区域为初始状态。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车载单元还包括密钥认证模块，所述密钥认证模块包括第二存储器，所述第二存储器包括工作状态指示区域，所述激活所述车载单元的步骤包括：
向所述工作状态指示区域写入激活标志。
8.一种车载单元激活方法，其特征在于，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述第一存储器包括自由读写区域，所述方法包括：
读卡设备通过非接触读写技术经由所述天线与所述双界面卡芯片通信以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；
判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；
当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，所述读卡设备通过非接触读写技术与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述车载单元为已安装激活状态；
所述天线感应到射频信号离场时，触发所述CPU卡模块对所述控制模块的中断信号；
所述控制模块收到所述中断信号时，检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；
当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述非接触读写技术为NFC技术，所述天线为NFC天线，所述读卡设备通过所述NFC天线与所述双界面卡芯片通信。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在激活所述车载单元的步骤之后，所述方法还包括：
所述控制模块设置所述自由读写区域为初始状态。
11.一种用于对车载单元进行激活的读卡设备，其特征在于，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述读卡设备包括：
处理器，
支持非接触读写技术的收发器，
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行以下步骤：
控制收发器与所述双界面卡芯片通信以从所述自由读写区域读取激活状态指示字；
判断所述激活状态指示字是否指示所述车载单元为预激活状态；
当所述激活状态指示字指示所述车载单元为预激活状态时，控制收发器与所述双界面卡芯片通信以向所述自由读写区域写入激活指令，所述激活指令指示所述控制模块将所述车载单元激活。
12.一种车载单元，其特征在于，所述车载单元包括相互耦接的控制模块和CPU卡模块，所述CPU卡模块包括具有第一存储器的双界面卡芯片和耦接到所述双界面卡芯片的天线，所述天线可将特定频段内的射频信号转换为电信号，所述第一存储器包括自由读写区域，所述控制模块被配置为执行以下步骤：
检测所述自由读写区域是否被写入激活指令；
当检测到所述自由读写区域被写入激活指令时，激活所述车载单元。
13.根据权利要求12所述的车载单元，其特征在于，在检测所述自由读写区域是否被写入激活指令的步骤之前，所述控制模块被进一步配置为执行以下步骤：
等待来自所述CPU卡模块的中断，所述中断由所述天线感应到射频信号离场时触发。
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