CN115424362A - 基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置，包括：向车载单元广播唤醒信号，获取车载单元系统信息并上传至工控机进行核实，接收工控机继续交易指令，获取车辆识别信息和通行费信息并发送至工控机进行认证，接收工控机发送的消费交易指令并转发至车载单元确定扣费金额。离线方法：接收对应扣费金额的数字人民币字符串并发送至数币加密机，按照扣费金额支付。在线方法：接收对应扣费金额的数字人民币交易校验码，并通过工控机发送至数字人民币平台，从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付扣费金额。接收数币加密机或数字人民币平台返回的完成支付的响应信息。本发明不影响现有车道系统，实现数字人民币收费。

Description

基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置

技术领域

本发明涉及高速公路收费技术领域，尤其涉及一种基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置。

背景技术

随着经济与科技的发展，高速公路网基本覆盖所有省市，成为人们乘车出行的重要方式之一。同时，ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)技术的普及，使得高速公路实现不停车自动收费，极大地提高交通效率。

数字人民币(e-CNY)是中国人民银行发行的数字形式的法定货币，在实际收费的过程中不允许拒收，随着数字人民币试点工作的逐步开展和使用场景的逐渐成熟，高速公路网的ETC收费系统也需要支持数字人民币交易。

因此，亟需一种在不影响现有车道系统的情况下，能够实现高速公路数字人民币交易扣费的方法。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术中高速公路ETC车道系统不支持数字人民币收费的问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种基于数字人民币的高速公路离线收费方法，所述方法在车道天线设备上运行，所述车道天线设备连接ETC车道系统的工控机以及数币加密机，所述车道天线设备无线连接包含数字人民币交易模块的车载单元，所述方法包括：

向所述车载单元广播唤醒信号，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实，所述车载单元系统信息包括所述车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期；

在所述工控机核实所述车载单元系统信息合法的情况下，接收所述工控机继续交易指令，获取所述车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至所述工控机进行认证，所述车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型；

在所述工控机核实所述车辆识别信息和所述通行费信息合法的情况下，接收所述工控机发送的消费交易指令，并转发至所述车载单元以确定扣费金额；

接收所述车载单元返回的对应所述扣费金额的数字人民币字符串，并将所述数字人名币字符串发送至所述数币加密机，以按照所述扣费金额进行支付；

接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息。

在本发明的一些实施例中，所述工控机连接高速公路后台收费系统，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：

接收所述车载单元记录的各省份通行费用信息；

根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果，在所述工控机核实本次数字人民币交易结果正确的情况下，将本次数字人民币交易结果上传至所述高速公路后台收费系统。

在本发明的一些实施例中，向所述车载单元广播唤醒信号之后，还包括：

接收所述车载单元交易模式选择信息，当所述车载单元选择数字人民币交易模式时，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实。

在本发明的一些实施例中，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：在所述响应信息显示数字人名币扣费交易失败的情况下，重新读取用户IC卡和/或复合通行卡进行扣费交易。

另一方面，本发明提供了一种基于数字人民币的高速公路在线收费方法，所述方法在车道天线设备上运行，所述车道天线设备连接ETC车道系统的工控机，所述车道天线设备无线连接包含用户数字人民币账户信息的车载单元，所述方法包括：

向所述车载单元广播唤醒信号，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实，所述车载单元系统信息包括所述车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期；

在所述工控机核实所述车载单元系统信息合法的情况下，接收所述工控机继续交易指令，获取所述车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至所述工控机进行认证，所述车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型；

在所述工控机核实所述车辆识别信息和所述通行费信息合法的情况下，接收所述工控机发送的消费交易指令，并转发至所述车载单元以确定扣费金额；

接收所述车载单元返回的对应所述扣费金额的数字人民币交易校验码，所述数字人民币交易校验码是根据用户数字人民币账户信息生成的；

将所述数字人民币交易校验码通过工控机发送至所述数字人民币平台，以从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付所述扣费金额；

接收所述数字人民币平台通过所述工控机返回的完成支付的响应信息。

在本发明的一些实施例中，向所述车载单元广播唤醒信号之后，还包括：

接收所述车载单元交易模式选择信息，当所述车载单元选择数字人民币交易模式时，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实。

在本发明的一些实施例中，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：在所述响应信息显示数字人名币扣费交易失败的情况下，重新读取用户IC卡和/或复合通行卡进行扣费交易。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：按照设定工作时间间隔，接收所述工控机发送的路侧单元初始化指令，对路侧单元的工作参数进行重复的初始化操作以调节通信功率和车道模式，所述车道模式包括电子不停车收费模式和人工收费模式。

另一方面，本发明提供了一种车道天线设备，所述车道天线设备与数币加密机、工控机和车载单元通信连接，所述车道天线设备包括天线控制器和天线，所述天线控制器和所述天线通过设定线缆通信连接，所述天线控制器包括：

通信模块，用于所述车道天线设备与所述数币加密机、所述工控机和所述车载单元通信；

存储模块，用于存储所述车道天线设备与所述工控机、所述数币加密机、所述车载单元通信产生的数据帧和数字人民币交易结果；

电源模块，用于为所述车道天线设备供电；

微控制单元，用于控制所述天线控制器内设各模块工作，执行前文提及的任意一项所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法或所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法。

另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前文提及的任意一项所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法或所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法的步骤。

本发明的有益效果至少是：

本发明提供一种基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置，离线收费方法通过接收对应扣费金额的数字人民币字符串并发送至数币加密机，按照扣费金额进行支付。在线收费方法通过接收对应扣费金额的数字人民币交易校验码，并通过工控机发送至数字人民币平台，从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付扣费金额。本发明实现了高速公路数字人民币收费，并提供了离线收费和在线收费两种方法，提高了高速公路扣费的多样性和便捷性，满足数字人民币的推广使用需求。

进一步的，本发明还提供一种车道天线设备，在不修改现有车道系统的情况下，实现高速公路数字人民币收费，极大降低ETC收费系统的升级改造费用，实现降本增效。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例中基于数字人民币的高速公路离线收费方法步骤示意图。

图2为本发明一实施例中基于数字人民币的高速公路离线收费方法流程示意图。

图3为本发明一实施例中基于数字人民币的高速公路在线收费方法步骤示意图。

图4为本发明一实施例中基于数字人民币的高速公路在线收费方法流程示意图。

图5为本发明一实施例中基于数币加密机实现的数字人民币的高速公路离线收费方法的流程示意图。

图6为本发明一实施例中基于工控机内置平台SDK实现的数字人民币的高速公路在线收费方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

这里需要强调的是，在下文中提及的各步骤标记并不是对各步骤先后顺序的限定，而应当理解为可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

为了解决现有技术中高速公路ETC车道系统不支持数字人民币收费的问题，本发明提供一种基于数字人民币的高速公路离线收费方法，该方法在车道天线设备上运行，车道天线设备连接ETC车道系统的工控机以及数币加密机，车道天线设备无线连接包含数字人民币交易模块的车载单元，如图1和图2所示，该方法包括步骤S101～S105：

步骤S101：向车载单元广播唤醒信号，获取车载单元的车载单元系统信息并上传至工控机进行核实，其中，车载单元系统信息包括车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期。

步骤S102：在工控机核实车载单元系统信息合法的情况下，接收工控机继续交易指令，获取车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至工控机进行认证，其中，车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型。

步骤S103：在工控机核实车辆识别信息和通行费信息合法的情况下，接收工控机发送的消费交易指令，并转发至车载单元以确定扣费金额。

步骤S104：接收车载单元返回的对应扣费金额的数字人民币字符串，并将数字人名币字符串发送至数币加密机，以按照扣费金额进行支付。

步骤S105：接收数币加密机返回的完成支付的响应信息。

在步骤S101中，车道天线设备采用专用短程通信(DSRC)技术与车载单元建立通信，接收与发送DSRC数据。车道天线设备向车载单元广播唤醒信号和BST(Beacon ServiceTable，译为信标服务表)信号，其中，BST信号中带有路侧单元的标识(Beacon ID)以及当前交易的时间。车载单元被唤醒后响应回复，并将车载单元系统信息通过车道天线设备发送至工控机核实车辆信息。

在一些实施例中，在步骤S101中，向车载单元广播唤醒信号之后，还包括：接收车载单元交易模式选择信息，当车载单元选择数字人民币交易模式时，获取车载单元的车载单元系统信息并上传至工控机进行核实。

其中，车载单元交易模式包括数字人民币交易模式、用户IC卡交易模式和复合通行卡交易模式。用户IC卡插在车载单元内，用于ETC交易，用户需要给IC卡充值，圈存一定金额以实现电子不停车扣费，出入收费站时选择ETC模式的车道；复合通行卡又叫CPC卡，能够识别车辆出入收费站的信息，精确记录车辆的实际行驶路径，为跨省通行费扣费和清算提供重要依据，出入收费站时选择MTC(Manual Toll Collection，人工半自动收费)模式的车道，进行人工缴费。用户可根据实际需求，选择交易模式。

在一些实施例中，车载单元交易模式可以设置优先级，示例性的，数字人民币交易为第一优先级，用户IC卡交易为第二优先级，复合通行卡交易为第三优先级，避免每次交易都需要重新进行选择或者设置。

在一些实施例中，在步骤S101之前，还包括对数币加密机进行初始化操作，清除上一次数字人民币交易记录的数据，避免影响本次数字人民币交易。其中，加密机是通过国家商用密码主管部门鉴定并批准使用的国内自主开发的主机加密设备，加密机内设多种密码算法，保证数字人民币交易的安全性。

在步骤S102中，工控机核实车载单元系统信息通常包括车载单元是否在有效期内，对应车辆是否在黑名单中，对应车辆车牌、车型等车辆信息是否与车载单元记载的一致。工控机核实车载单元系统信息无误后，提示车道天线设备继续交易，若工控机核实车载单元系统信息存在问题时，提示车道天线设备停止交易，车道天线设备报警并提示交易失败。

车道天线设备接收到继续交易指令后，获取车载单元记载的车辆识别信息和通行费信息，工控机根据车辆识别信息中记录的车牌号、车辆颜色和车型与通行费信息中记录的车辆信息进行二次核实，其中，通行费信息至少包括收费站入口信息、车辆信息、累计通行省份个数、累计应收金额、累计实收金额、累计交易成功次数、本省入口信息、本省累计应收金额、本省累计实收金额和通行n个省份实收金额。

在步骤S103和步骤S104中，根据通行费信息确定本次高速公路通行的扣费金额，该方法是基于数字人民币的高速公路离线收费方法，在实现收费时不需要实时联网。本方法采用的车载单元包含数字人民币交易模块，用户提前给与车载单元关联的数字人民币账户充值，充值后，按照充值金额生成原始字符串。

接收工控机发送的消费交易指令，并转发至车载单元确定扣费金额，对车载单元进行扣费时，车载单元按照扣费金额生成扣费字符串，通过车道天线设备将扣费字符串传输给数币加密机，以实现按照扣费金额进行数字人民币支付，即扣费字符串的转移就是数字人民币金额的转移，支付完成后，车载单元根据原始字符串和扣费字符串生成新的字符串。其中，原始字符串、扣费字符串和新的字符串都是经过加密的，扣费字符串在传输时以数据包的形式进行传输。

在步骤S105中，当数字人民币交易成功时，车道天线设备收到数币加密机返回的完成支付的响应信息，提示交易成功。

在一些实施例中，步骤S105中，车道天线设备收到数币加密机返回的扣费失败的响应信息，提示数字人民币模式交易失败，车道天线设备重新与车载单元通信，选择其他交易模式，示例性的，采用用户IC卡或采用复合通行卡进行扣费交易。采用用户IC卡模式交易时，可以直接在ETC车道进行交易，采用复合通行卡模式交易时，需要人工引导至MTC车道模式进行人工扣费。

在一些实施例中，步骤S105，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括步骤S106和步骤S107：

步骤S106：接收车载单元记录的各省份通行费用信息。

步骤S107：根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果，在工控机核实本次数字人民币交易结果正确的情况下，将本次数字人民币交易结果上传至高速公路后台收费系统。

根据各省份通行费用信息拆分省份，确定各省份对应的收费金额，并与本次数字人民币交易金额比较核实，若两者金额相等，工控机就将本次数字人民币交易结果上传至高速公路后台收费系统，若两者金额不相等，工控机计算出具体的差值，生成本次数字人民币交易结果报告并上传至高速公路后台收费系统，在设定天数内，通知用户，秉持多退少补原则。

在一些实施例中，在步骤S107后，工控机根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果正确并上传交易结果后，车道天线设备向车载单元发送清除通行费信息指令，车载单元回复完成清除的响应信息，车道天线设备向车载单元发送交易结束指令，车载单元不回复。

本发明还提供一种基于数字人民币的高速公路在线收费方法，该方法在车道天线设备上运行，车道天线设备连接ETC车道系统的工控机，车道天线设备无线连接包含用户数字人民币账户信息的车载单元，如图3和图4所示，该方法包括步骤S201～S206：

步骤S201：向车载单元广播唤醒信号，获取车载单元的车载单元系统信息并上传至工控机进行核实，其中，车载单元系统信息包括车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期。

步骤S202：在工控机核实车载单元系统信息合法的情况下，接收工控机继续交易指令，获取车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至工控机进行认证，其中，车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型。

步骤S203：在工控机核实车辆识别信息和通行费信息合法的情况下，接收工控机发送的消费交易指令，并转发至车载单元以确定扣费金额。

步骤S204：接收车载单元返回的对应扣费金额的数字人民币交易校验码，其中，数字人民币交易校验码是根据用户数字人民币账户信息生成的。

步骤S205：将数字人民币交易校验码通过工控机发送至数字人民币平台，以从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付扣费金额。

步骤S206：接收数字人民币平台通过工控机返回的完成支付的响应信息。

步骤S201与步骤S101相同，具体实施例参照步骤S101。

在一些实施例中，在步骤S201中，向车载单元广播唤醒信号之后，还包括：接收车载单元交易模式选择信息，当车载单元选择数字人民币交易模式时，获取车载单元的车载单元系统信息并上传至工控机进行核实。

在一些实施例中，车载单元交易模式可以设置优先级，示例性的，数字人民币交易为第一优先级，用户IC卡交易为第二优先级，复合通行卡交易为第三优先级，避免每次交易都需要重新进行选择或者设置。

在一些实施例中，在步骤S201之前，还包括对数字人民币平台进行初始化操作，清除上一次数字人民币交易记录的数据，避免影响本次数字人民币交易。其中，现有数字人民币平台是数字人民币面向个人用户开展试点的官方服务平台，提供数字人民币个人账户的开通与管理、数字人民币的兑换与流通服务。

步骤S202与步骤S102相同，具体实施例参照步骤S102。

在步骤S203、步骤S204和步骤S205中，根据通行费信息确定本次高速公路通行的扣费金额，该方法是基于数字人民币的高速公路在线收费方法，在实现收费时数字人民币平台和车载单元需要联网。本方法采用的车载单元包含用户数字人民币账户信息，用户提前在数字人民币平台上开通账户，并在账户中圈存一定金额，将用户数字人民币账户信息与车载单元关联。

接收工控机发送的消费交易指令，并转发至车载单元确定扣费金额，对车载单元进行扣费时，车载单元根据用户数字人民币账户和扣费金额生成数字人民币平台可以识别的校验码并发送给车载天线，再通过工控机将校验码传输给数字人民币平台，数字人民币平台根据校验码确定用户数字人民币账户并对账户进行扣款，以实现按照扣费金额进行数字人民币支付。

在一些实施例中，车道天线通过软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)连接到数字人民币平台，以实现在线数字人民币扣费功能。其中，软件开发工具包是指在车道天线设备后台系统建立数字人民币平台所产生的一组软件开发工具包，软件开发工具包内置在工控机中。

在步骤S206中，当数字人民币交易成功时，车道天线设备接收数字人民币平台通过工控机返回的完成支付的响应信息，提示交易成功。

在一些实施例中，步骤S206中，车道天线设备收到数字人民币平台通过工控机返回的扣费失败的响应信息，提示数字人民币模式交易失败，车道天线设备重新与车载单元通信，选择其他交易模式，示例性的，采用用户IC卡或采用复合通行卡进行扣费交易。采用用户IC卡模式交易时，可以直接在ETC车道进行交易，采用复合通行卡模式交易时，需要人工引导至MTC车道模式进行人工扣费。

在一些实施例中，步骤S206，接收数字人民币平台通过工控机返回的完成支付的响应信息之后，还包括步骤S207和步骤S208：

步骤S207：接收车载单元记录的各省份通行费用信息。

步骤S208：根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果，在工控机核实本次数字人民币交易结果正确的情况下，将本次数字人民币交易结果上传至高速公路后台收费系统。

根据各省份通行费用信息拆分省份，确定各省份对应的收费金额，并与本次数字人民币交易金额比较核实，若两者金额相等，工控机就将本次数字人民币交易结果上传至高速公路后台收费系统，若两者金额不相等，工控机计算出具体的差值，生成本次数字人民币交易结果报告并上传至高速公路后台收费系统，在设定天数内，通知用户，秉持多退少补原则。

在一些实施例中，在步骤S208后，工控机根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果正确并上传交易结果后，车道天线设备向车载单元发送清除通行费信息指令，车载单元回复完成清除的响应信息，车道天线设备向车载单元发送交易结束指令，车载单元不回复。

在一些实施例中，基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法还包括：按照设定工作时间间隔，接收工控机发送的路侧单元初始化指令，对路侧单元的工作参数进行重复的初始化操作以调节通信功率和车道模式，其中，车道模式包括电子不停车收费模式和人工收费模式。

示例性的，由于车道模式调整，将第一车道从ETC车道转化为MTC车道时，车道天线设备接收工控机发送的路侧单元初始化指令，对第一车道的路侧单元进行初始化操作后，设置MTC车道模式以及MTC车道专用的通信功率。

本发明还提供一种车道天线设备，其中，车道天线设备与数币加密机、工控机和车载单元通信连接，车道天线设备包括天线控制器和天线，天线控制器和天线通过设定线缆通信连接。其中，设定线缆通常采用RJ45、光纤或16芯专用线缆。

天线控制器至少包括：

通信模块，用于车道天线设备与数币加密机、工控机和车载单元通信。其中，通信技术均采用专用短程通信(DSRC)技术。

存储模块，用于存储车道天线设备与工控机、数币加密机、车载单元通信产生的数据帧和数字人民币交易结果。

电源模块，用于为车道天线设备供电。

微控制单元，用于控制天线控制器内设各模块工作，执行如上文提及的任意一项基于数字人民币的高速公路离线收费方法或基于数字人民币的高速公路在线收费方法。

与上述方法相应地，本发明还提供了一种设备，包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该设备实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

下面结合一些实施例对本发明进行具体说明：

本发明提供基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法两种方法，由于收费流程中包含较多的传输信息和交互过程，因此对涉及的指令类型和指令功能做简要概述。

这里需要强调的是，在下文中提及的0002文件、0015文件、0019文件和EF04文件均遵循ETC用户卡、OBE-SAM卡的文件结构和数据定义。

示例性的，0002文件是电子钱包文件，内部设有4个字节的钱包金额，可通过复合消费进行扣费；0015文件是ETC卡的卡发行基本数据文件，用于记录ETC卡的发行方、版本、卡号、有效期、车辆信息等内容；0019文件是复合消费专用文件，用于记录ETC卡的入口站、车型、门架信息、车辆信息等内容；EF04是计费信息文件，用于记录车辆的计费信息。

工控机发往车道天线设备的指令类型和具体功能如表1所示：

表1工控机的指令类型和功能

车道天线设备发往工控机的信息帧类型和具体功能如表2所示：

表2车道天线设备的信息帧类型和功能

数币加密机或工控机内置SDK的函数类型和具体功能如表3所示：

表3数字人民币的函数和功能

如图5所示，为本发明一实施例中基于数币加密机实现的数字人民币的高速公路离线收费方法的流程示意图，该流程包括：

1)车道天线设备向数币加密机发送初始化函数：int DCEP_Init()；

2)车道天线设备收到数币加密机的函数响应；

3)车道天线设备下发广播帧：BST预读OBU系统信息、0015文件；

4)车道天线设备接收OBU的回复帧：OBU系统信息、0015文件数据帧；

5)车道天线设备上传工控机电子标签信息帧：B2；

6)车道天线设备收到工控机的回复帧：C1(继续交易指令)；

7)车道天线设备下发读车辆信息数据帧：读车辆信息；

8)车道天线设备接收OBU的回复帧：车辆信息数据帧；

9)车道天线设备下发读ETC卡信息数据帧：读0002文件、0019文件；

10)车道天线设备接收OBU的回复帧：0002文件、0019文件数据帧；

11)车道天线设备下发读OBU计费信息数据帧：选择EF04文件、读EF04中的315-405字节；

12)车道天线设备接收OBU的回复帧：OBU计费信息数据帧；

13)车道天线设备上传工控机用户信息帧：B4；

14)车道天线设备收到工控机的回复帧：C6(消费交易指令)；

15)车道天线设备下发数币扣费初始化数据帧：数币扣费初始化、更新0019文件；

16)车道天线设备收到OBU的回复帧：数币扣费初始化数据帧；

17)车道天线设备下发数币扣费数据帧：数币扣费；

18)车道天线设备收到OBU的回复帧：数币扣费数据帧；

19)车道天线设备向数币加密机发送数币收费函数：int DCEP_ETCInBound()；

20)车道天线设备收到数币加密机回复的函数响应；

21)数币加密机将通过接口int UploadTransactionFlow()，上报本次数币交易结果给后台收费系统；

22)车道天线设备根据与OBU的交易情况和数币加密机回复的函数响应上传工控机交易信息帧：B5；

23)车道天线设备收到工控机的回复帧：C9(获取分省信息指令)

24)车道天线设备下发读分省信息数据帧：选择EF04、读EF04中406-485字节；

25)车道天线设备接收OBU的回复帧：分省信息数据帧；

26)车道天线设备上传工控机拆分信息帧：B9；

27)车道天线设备收到工控机的回复帧：C1(继续交易指令)；

28)工控机将交易结果上传到后台系统。

29)车道天线设备下发清计费信息数据帧：选择EF04、清EF04前3字节(对315-317字节清零)、清EF04后80字节(对406-485字节清零)；

30)车道天线设备接收OBU的回复帧：清计费信息数据帧；

31)车道天线设备下发交易结束帧：(OBU不需回复数据帧)

如图6所示，为本发明一实施例中基于工控机内置平台SDK实现的数字人民币的高速公路在线收费方法的流程示意图，该流程包括：

1)车道天线设备向平台SDK发送初始化函数：int DCEP_Init()；

2)平台SDK与数字人民币平台交互状态信息；

3)车道天线设备收到平台SDK的函数响应；

4)车道天线设备下发广播帧：BST预读OBU系统信息、0015文件；

5)车道天线设备接收OBU的回复帧：OBU系统信息、0015文件数据帧；

6)车道天线设备上传工控机电子标签信息帧：B2；

7)车道天线设备收到工控机的回复帧：C1(继续交易指令)；

8)车道天线设备下发读车辆信息数据帧：读车辆信息；

9)车道天线设备接收OBU的回复帧：车辆信息数据帧；

10)车道天线设备下发读ETC卡信息数据帧：读0002文件、0019文件；

11)车道天线设备接收OBU的回复帧：0002文件、0019文件数据帧；

12)车道天线设备下发读OBU计费信息数据帧：选择EF04、读EF04中的315-405字节；

13)车道天线设备接收OBU的回复帧：OBU计费信息数据帧；

14)车道天线设备上传工控机用户信息帧：B4；

15)车道天线设备收到工控机的回复帧：C6(消费交易指令)；

16)车道天线设备下发数币扣费初始化数据帧：数币扣费初始化、更新0019文件；

17)车道天线设备收到OBU的回复帧：数币扣费初始化数据帧；

18)车道天线设备下发数币扣费数据帧：数币扣费；

19)车道天线设备收到OBU的回复帧：数币扣费数据帧；

20)车道天线设备向平台SDK发送数币收费函数：int DCEP_ETCInBound()；

21)平台SDK与数字人民币平台交互收费信息；

22)数字人民币平台将通过接口int UploadTransactionFlow()，上报本次数币交易结果给后台收费系统；

23)车道天线设备收到平台SDK回复的函数响应；

24)车道天线设备根据与OBU的交易情况和平台SDK回复的函数响应上传工控机交易信息帧：B5；

25)车道天线设备收到工控机的回复帧：C9(获取分省信息指令)

26)车道天线设备下发读分省信息数据帧：选择EF04、读EF04中406-485字节；

27)车道天线设备接收OBU的回复帧：分省信息数据帧；

28)车道天线设备上传工控机拆分信息帧：B9；

29)车道天线设备收到工控机的回复帧：C1(继续交易指令)；

30)工控机将交易结果上传到后台系统。

31)车道天线设备下发清计费信息数据帧：选择EF04、清EF04前3字节(对315-317字节清零)、清EF04后80字节(对406-485字节清零)；

32)车道天线设备接收OBU的回复帧：清计费信息数据帧；

33)车道天线设备下发交易结束帧：(OBU不需回复数据帧)

综上所述，本发明提供一种基于数字人民币的高速公路离线和在线收费方法及装置，离线收费方法通过接收对应扣费金额的数字人民币字符串并发送至数币加密机，按照扣费金额进行支付。在线收费方法通过接收对应扣费金额的数字人民币交易校验码，并通过工控机发送至数字人民币平台，从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付扣费金额。本发明实现了高速公路数字人民币收费并提供了离线收费和在线收费两种方法，提高了高速公路扣费的多样性和便捷性，满足数字人民币的推广使用需求。

进一步的，本发明还提供一种车道天线设备，在不修改现有车道系统的情况下，实现高速公路数字人民币收费，极大降低ETC收费系统的升级改造费用，实现降本增效。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于数字人民币的高速公路离线收费方法，其特征在于，所述方法在车道天线设备上运行，所述车道天线设备连接ETC车道系统的工控机以及数币加密机，所述车道天线设备无线连接包含数字人民币交易模块的车载单元，所述方法包括：

向所述车载单元广播唤醒信号，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实，所述车载单元系统信息包括所述车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期；

在所述工控机核实所述车载单元系统信息合法的情况下，接收所述工控机继续交易指令，获取所述车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至所述工控机进行认证，所述车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型；

在所述工控机核实所述车辆识别信息和所述通行费信息合法的情况下，接收所述工控机发送的消费交易指令，并转发至所述车载单元以确定扣费金额；

接收所述车载单元返回的对应所述扣费金额的数字人民币字符串，并将所述数字人名币字符串发送至所述数币加密机，以按照所述扣费金额进行支付；

接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息。

2.根据权利要求1所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法，其特征在于，所述工控机连接高速公路后台收费系统，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：

接收所述车载单元记录的各省份通行费用信息；

根据各省份通行费用信息核实本次数字人民币交易结果，在所述工控机核实本次数字人民币交易结果正确的情况下，将本次数字人民币交易结果上传至所述高速公路后台收费系统。

3.根据权利要求1所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法，其特征在于，向所述车载单元广播唤醒信号之后，还包括：

接收所述车载单元交易模式选择信息，当所述车载单元选择数字人民币交易模式时，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实。

4.根据权利要求1所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法，其特征在于，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：

在所述响应信息显示数字人名币扣费交易失败的情况下，重新读取用户IC卡和/或复合通行卡进行扣费交易。

5.一种基于数字人民币的高速公路在线收费方法，其特征在于，所述方法在车道天线设备上运行，所述车道天线设备连接ETC车道系统的工控机，所述车道天线设备无线连接包含用户数字人民币账户信息的车载单元，所述方法包括：

向所述车载单元广播唤醒信号，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实，所述车载单元系统信息包括所述车载单元的发行方、版本、合同序列号和有效期；

在所述工控机核实所述车载单元系统信息合法的情况下，接收所述工控机继续交易指令，获取所述车载单元内记载的车辆识别信息和通行费信息并发送至所述工控机进行认证，所述车辆识别信息包括车牌号、车辆颜色和车型；

在所述工控机核实所述车辆识别信息和所述通行费信息合法的情况下，接收所述工控机发送的消费交易指令，并转发至所述车载单元以确定扣费金额；

接收所述车载单元返回的对应所述扣费金额的数字人民币交易校验码，所述数字人民币交易校验码是根据用户数字人民币账户信息生成的；

将所述数字人民币交易校验码通过工控机发送至所述数字人民币平台，以从用户的数字人民币账户向运营方数字人民币账户支付所述扣费金额；

接收所述数字人民币平台通过所述工控机返回的完成支付的响应信息。

6.根据权利要求5所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法，其特征在于，向所述车载单元广播唤醒信号之后，还包括：

接收所述车载单元交易模式选择信息，当所述车载单元选择数字人民币交易模式时，获取所述车载单元的车载单元系统信息并上传至所述工控机进行核实。

7.根据权利要求5所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法，其特征在于，接收所述数币加密机返回的完成支付的响应信息之后，还包括：

在所述响应信息显示数字人名币扣费交易失败的情况下，重新读取用户IC卡和/或复合通行卡进行扣费交易。

8.根据权利要求5所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法，其特征在于，所述方法还包括：按照设定工作时间间隔，接收所述工控机发送的路侧单元初始化指令，对路侧单元的工作参数进行重复的初始化操作以调节通信功率和车道模式，所述车道模式包括电子不停车收费模式和人工收费模式。

9.一种车道天线设备，其特征在于，所述车道天线设备与数币加密机、工控机和车载单元通信连接，所述车道天线设备包括天线控制器和天线，所述天线控制器和所述天线通过设定线缆通信连接，所述天线控制器包括：

通信模块，用于所述车道天线设备与所述数币加密机、所述工控机和所述车载单元通信；

存储模块，用于存储所述车道天线设备与所述工控机、所述数币加密机、所述车载单元通信产生的数据帧和数字人民币交易结果；

电源模块，用于为所述车道天线设备供电；

微控制单元，用于控制所述天线控制器内设各模块工作，执行如权利要求1至8任意一项所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法或所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于数字人民币的高速公路离线收费方法或所述的基于数字人民币的高速公路在线收费方法的步骤。

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