CN1209211A - 数据传递的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于在包括一处理器、存贮装置和至少一个与外部单元连接的接口的车载单元(OBU)和其他装置间进行各种应用的数据传递的方法。命令序列通过该接口被交换,并被OBU处理,以根据OBU和/或外部单元的应用完成各任务。该用于数据传递的系统包括一OBU中的宏解释器以接收并解释来自其一个接口的宏。

Description

数据传递的方法和系统
技术领域
本发明涉及车载单元(OBU)与诸如集成电路卡(ICC)等外部装置间的数据传递的方法。本发明还涉及利用发射应答器通过无线电通信方式的数据传递系统。本发明尤其涉及用于如自动收费(AFC)或自动车辆识别(AVI)的数据传递。
技术发展状况
FR 2 708 764揭示了一种可和集成电路卡自动配置的车载装置，该装置包括集成电路卡阅读器和存贮器，在该存储器中，存有一设计用于处理远程业务目标的固定微程序。该装置通常用于完成如公路上自动收费等的应用。该文献揭示了车载单元(OBU)中的可自动配置该装置并使其适合于不同应用的特殊参数的微程序。为此，响应于ICC插入读卡器的检测，一固定例程从ICC取出定义远程业务目标属性的特定值的参数。
例如由美国专利4 309 904号(Chasek)可以了解到一用于通过以微波方式在固定装置与过往车辆的通信单元间远距离通信的公路收费系统。
到目前为止，已知系统被设计得使所有组件具有预定的连接，检查站的装置被设计用于特定类型的操作，且该车载装置的计算机被构造和编程用于完成此类操作，并具有适合于该特定操作并用于与车载装置的计算机合作的ICC。这意味着，人们对该系统(对该系统，已进行一定的适应性调节)的锁定性很强，而且被讨论的车载装置不能用于另一系统，如另一地域内的不同系统中。
当然，这是一个极大的不利：公路车辆可能在不同的地域行驶，且需要经过具有不同于内置装置所适应的系统的检查站。鉴于安全的原因，车载装置通常被固定安装于车辆中，且不能随意更换或改变。
通常，ICC与OBU之间的通信是基于主一从关系的。OBU用作主机，ICC用作从机。有源设备控制通信，并通过ICC驱动器向ICC发命令。该驱动器被根据ICC的容量和类型配置。
有一定义ICC与OBU之间协议各层的ISO标准族(7816-x)。但这些标准不包括此应用，即，存贮于ICC中的数据的组织和访问。因此，对于特定应用和OBU驱动器有必要“知道”这些结构。发行新的ICC需要重新配置OBU。通常，这是通过一中心计算系统和一通信网络实现的。
只要ICC和OBU由一个机构发行，对于发行新卡和重新配置OBU就不成问题。实例有：由公司发行的电话卡，收费卡或个人身份卡。
可以预期未来，ICC的发行商不必为OBU负责(除涉及安全的因素，即，将密钥装入OBU等)。而且，将会有其中附加应用被装入已发行的ICC卡的多种应用ICC。OBU不得不处理许多不同类型的ICC(其中，所要求的应用被以OBU事先并不知道的方式存贮于ICC中)。
在本发明所导向的一个应用领域，通过无线通信收集车辆费用，一固定装置被提供于许多检查站，检查站被设置于一些路(尤其是要求征收费用的高速公路)、桥和隧道的入口处。当车辆经过检查站时，一询问信号被发出并被经过车辆的发射应答器接收并发出响应，该响应由发射应答器通过对来自检查站的信号进行调制的方式而被发射。在这类更先进的系统中(此处认为通过询问和应答序列，信息可被交换，从而完成整个付费操作)，最终结果是在检查站登记相应数量的“电子钱”被接收的同时，已被编程到插入车载装置读卡器的ICC中的钱被减少了所收取的费用。
此类复杂操作的执行要求发射应答器既能提供适于多种不同询问的响应信息，又能在智能卡中完成上述推理。所以，发射应答器被设计仅作为通信单元是不够的，而是车载装置必须也被提供用于处理和产生编码数据的计算机(包括用于存贮程序和操作结果的存贮装置)。
为达到这一目的，两个极端的途径可被选择：或者车载装置被在发射应答器与读卡器间附加一计算机，或者发射应答器被作成只具有通信单元功能而所有的计算能力被置于ICC中。但是，在公路计费中，应允许自由通过检查站，同时保持高速，在这种情况下，后一选择方案是不可行的，这是由于经读卡器的ICC与发射应答器间的通信要求的时间太长，以致于对于高速车辆没有时间进行付费操作。检查站的发射器必须具有相对较小的范围，这样有利于选择不同的车辆，同时由于官方要求信号必须具有有限的范围。因此，在自由通过系统中，似乎有必要在通信之前，从ICC向与发射应答器耦合的计算机传递必要数据。
本发明的描述
本发明的主要目的是提供一种便于OBU与外部单元间更灵活联系，以及便于OBU的灵活配置的方法。
根据此目的的方法在权利要求1中被声明。而且，优选实施例在各个从属权利要求中被声明。基本的原理是交换宏，并在能够读取宏并执行它们的OBU(OBU，读卡器)内部提供提供宏解释器。此机制可用于完成三组不同的任务：
-应用特定动作可由OBU完成，无需事先知道例如ICC中数据结构及为访问数据所应满足的访问条件。该信息例如由ICC隐含提供于宏内。例如，OBU只需知道宏在ICC内部的存贮位置，和，宏的“含义”，即，其被设计的目的。此类应用特定动作可由压下OBU的按钮而得以执行，或，OBU识别一特定条件，如电池低电压，通信结束等。
一生成/初始化OBU内的应用特定数据。这些数据值可在插入卡时通过执行由卡读取的特别的“自动配置”宏被自动生成和/或改变。或者，这些值在一些工作中通过执行宏可被改变，例如，在压下OBU的按钮或响应由OBU的其它接口接收的命令(其激发宏的执行)或OBU识别特定条件时。
-配置或生成OBU的应用特定函数(例如，修改OBU函数的参数)。这些函数可在插入卡时通过执行从卡上读出的特定“自配置”宏而自动生成或修改。另外，这些函数也可在某些工作过程中通过执行一个宏被改变，例如，在压下OBU的按钮或响应由OBU的其它接口接收的命令(其激发宏的执行)或OBU识别特定条件时。
根据本发明的方法在下文中与所选实施例一起被详细描述。
本发明的进一步的目标是提供一系统，采用区域有效ICC用于配置通用OBU，以便OBU可与提供区域付款方案的区域固定装置一起高效操作。OBU的计算机被设置以便属于不同付款系统的ICC可与其一起工作。OBU，尤其是其计算机，除此之外应能够以通用方式工作，以便在不同系统中的操作可被执行。由此，无需作重大改变，无需增加器件，车载装置就能够与设计用于不同应用和不同版本应用的固定装置通信并一起执行操作，且在同时能够在不同的付款方案中工作并与该分方案相适合的ICC一起工作。
通过提供车载装置的通用性，其可被大批量制造，比在车载装置必须适合每一种应用和付款方案的情况下具有较低成本。
本创造性系统的另一目的是提供一车载装置，包括一发射应答器、一宏解释器、一计算机，用于该发射应答器的控制并用于当从固定装置或用于与外部单元如集成电路卡或其它电子装置通信的可选接口接收到宏形式的指令时执行之。该电子装置可为卫星导航系统，车载计算机，通信中心。
优选实施例
下面联系图1解释一般功能。在ICC1上，存贮了一套宏5且读卡器3读取这些宏。一个宏包括一系列可由宏解释器7执行的指令序列。读卡器3被连接到计算机4，该计算机包括处理器5、存贮器6和宏解释器7。OBU2与固定装置10之间的通信利用发射应答器8和天线9由无线电信号完成。用户可通过人机接口(MMI)12与OBU交流。而且，外部电子装置，如卫星导航系统13可通过串行接口11与OBU2通信。
根据本发明，下列定义可用于装置。
固定装置：有源无线电发射器和接收器装置，可选用微波，设计用于交通检查站如公路收费，且可由计算机控制，以产生用于发送的数据，并处理和登记到达数据。
车载装置：置于各个车辆，用于与固定装置的数据交换。该车载装置包括下列功能单元：车载单元(OBU)，集成电路卡(ICC)，外部电子装置。
OBU包括一发射应答器，一计算机，一宏解释器，可选的人机接口和其它接口，如读卡器。
发射应答器：OBU中的一发射器和应答器装置，并被设计用于接收无线电信号且发射调制后的无线电信号，以便能通过发射响应信息来应答所接收的无线电发送的信息(发射应答器可被设计用于此类信号处理，以便不复杂的响应信息或甚至响应序列可由通常被称作发射应答器的单元产生一但此处预先假定较复杂的信号处理和生成由计算机支持)。
计算机：一计算机，包括用于存贮程序和数据的读和写存贮器、处理器和宏解释器，与发射应答器连接，用于接收数据、处理所接收数据并产生用于通过发射应答器再发射的数据。
可选择地，计算机通过读卡器与集成电路卡通信。
读卡器：用于ICC的读取装置，设计用于接收来自卡的数据并将其发送给车载计算机或反过来。
ICC(集成电路卡)：至少一用于存贮数据的存贮单元，及可选的用于处理的微计算机。该ICC被通过读卡器提供给OBU。
一个宏定义例如供给ICC的完整的信息排序和所有完成OBU特定任务所必要的动作。
宏的另一可能的特征是在执行后提供固定返回值，该值可被OBU显示。
存贮于ICC1的宏5的另一特征是重配置OBU2。这意味着ICC包含可由OBU响应用户请求，或，在插入ICC后自动执行的宏。执行的结果是OBU内数据和/或函数的改变和/或生成。例如，在用于自动收费(AFC)的系统中，ICC可能载有费用可由其中支取的电子钱包或一些指代用户帐目的识别码。通过ICC宏配置OBU是有优越性的。此特征可用于将与车辆相关的参数传递到OBU(OBU的个人化)。或者，OBU的与其它接口相关的行为可通过重配置被改变。
如上所述，由ICC读出的宏的一般应用在下述阐明，本发明的范围不限于其实施例。
第一组应用是由OBU完成的应用特定操作，例如：
一ICC上的电子钱包可通过简单执行一由ICC提供的含义为“支取X单元”的宏而被OBU支取。这是一个具有由OBU填入的参数“X”的宏的例子。例如：ICC载有电子钱包，且OBU被用于从这些钱包中支取一定数量的钱。用户要求OBU从钱包中支取5ECU(欧洲货币单位)。由于OBU知道在ICC上何处寻找宏“支取X单元”，它能够下载该宏并采用参数“5ECU”执行它。该宏包含所有必要的信息和步骤来完成此工作。因此，OBU并不需要清楚地知道电子钱包的结构和存贮位置。它只需要访问用于取得安全所需的钥匙。宏的返回值可指明工作的成功或失败。钱包的发行商因此可采用市场有售的任意ICC，只要他附加提供一宏，并将其与钱包应用一起存贮于ICC上。
-从ICC读取应用特定数据，并将其显示于OBU的显示器上。
-将一些记录信息写入ICC中。
-由OBU自动终止ICC程序。假定，该ICC由固定装置访问，采用OBU作一透明通道。若固定装置与OBU之间的连接被中断，OBU可自动执行
“后处理宏”，该宏由ICC提供以在特别情况下正确结束程序。
第二组应用涉及配置/初始化和/或生成OBU内的应用特定数据，例如：
-若OBU被用于AFC，与车辆有关的数据应被存贮于OBU内而不是ICC内。一插入特别配置的ICC，这些数据可由ICC传递到OBU。该ICC提供隐含用于此任务的必要指令的“自动配置宏”。
-为更快地访问存贮于ICC中的应用数据，可将ICC数据的“像”暂存于OBU中。这可由ICC所提供的“准备宏”获得，并由OBU在一插入ICC后自动执行。这种准备在一些像AFC的高速应用是有帮助的。
第三组涉及在OBU内配置和/或生成应用特定函数(例如，改变OBU函数的参数)，例如：
-ICC提供OBU内的一些例程所需的参数，以与OBU的其它外部接口正确(例如，用于与固定装置通信的无线电接)通信。这些参数可通过执行一“准备宏”或一“自动配置宏”从ICC拷贝。
-ICC提供分别改变OBU的整个内部系统数据的参数和数据，如，用于访问ICC内部属性的查寻表等，其由外部接口访问。这些参数仍可在执行由ICC提供的宏的过程中被从ICC读取。
-ICC提供宏，其在一压下OBU按钮时被执行。这被用于通常配置OBU的MMI。
本发明的一个目的是车载装置具有通用功能，以便当通过检查站时能够与不同的应用尤其是收费系统配合。假定该车载装置在与检查站的固定装置连接的时候与-ICC配合。该过程导致减少代表钱的数据或识别用户帐户。
为以尽管可用于在固定装置与车载装置之间的通信时间有限而其仍可被执行的方式设计操作，该操作可以由下述方式构造：
由于车辆的行驶，ICC能或必须在不同区域被置换，提供不同的付款方案及用户与公路经营者间不同的合同。为能被用于各个区域，车载装置由此必须能够通过发射应答器与不同固定装置及不同应用配合。
为达到本发明的上述目的以使车载装置适用于不同系统中，OBU被提供一宏解释器，其当将卡插入车载装置的读卡器时在OBU内的计算机执行一宏，用于为适应当前区域的通信系统和应用进行信号处理。因此，所用方法是：若一车辆驶入一固定装置不按照当时计算机所编程的系统工作的区域，插入车载装置的ICC将编程或重编程车载计算机，以使它适用于当前区域并适合于其付款系统。结果，通过ICC，车载装置被配置成根据在该区域有效的信号处理系统和设施工作。
同时，由于存贮于ICC存贮器的数据被保留在计算机中，其最后根据与该计算机相连接的卡被初始化。该卡必须被提供用于对所保留存贮器最后编程的相应数据。
以下将给出关于上述各项的一些解释和进一步的信息。首先，讨论将数据处理划分为预备阶段的操作、在无线电信号通信期间执行的实时操作和后处理阶段的方法。
准备阶段包括读取数据和/或函数参数进车载计算机和/或处理命令。可能，所有准备阶段被根据存贮于ICC中的一个宏执行。
在经过收费站时，通过无线通信方式完成的付款操作部分的时间须保持尽可能小。
当离开通信区域，后处理阶段可被执行。因此，计算机应具有命令队列，其中来自固定装置的命令(写命令，包括待写的数据和向何处写)可被存贮，直到它们被车载计算机处理。
可选择OBU自动执行后处理宏。
通常希望大量制造和销售装备有数据的OBU而不对它们进行用于某一特定应用的配置。某些国家或地区可能要对或将在已有许多OBU在流通的迟一些的阶段对应用，即，数据在车载装置中的处理方式提出特殊要求。在此情况下，OBU的发行商不希望被迫收回数以百万计的OBU或进行修改或更换。
包括宏解释器和存贮于ICC中的宏的上述方案意味着不仅数据甚至对数据的函数运算均可在OBU内部生成和/或配置/初始化。
在另一所选实施例中，宏可经OBU的其它接口如无线电信号通信接口或到其它外部电子装置如通信中心或卫星导航系统或外部车载计算机的串行口被提供给OBU。

Claims (13)

1.在包括处理器、存贮装置和至少一与外部单元的接口的车载单元(OBU)与上述外部单元间的数据传递方法，其特征在于：至少一命令序列(宏)被经该接口交换并由OBU处理，以根据OBU和/或外部单元的应用完成各任务。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：通信通过外部单元，最好是一固定装置，与车载单元内的发射应答器间的无线电信号完成。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：通信在车载单元的一卡接口与一集成电路卡间进行。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于：通信是通过该外部单元，最好是一外部计算机，与车载单元之间的串行接口进行的。
5.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：自动配置宏通过该接口被接收或请求，并由OBU处理，以根据应用配置OBU和/或与OBU相连接的系统。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于：保存于OBU和/或与OBU相连接的系统内的应用特定数据被上述自动配置宏生成和/或初始化。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于：OBU和/或与OBU相连接的系统的应用特定函数被上述自动配置宏生成和/或初始化。
8.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：至少一个宏的执行被处理以完成OBU和/或与OBU相连接的系统的特定任务。
9.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：至少一特定的准备宏被OBU执行，以准备至少下一将由OBU和/或与OBU相连接的系统完成的工作。
10.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：宏的执行由用户启动，最好通过按钮。
11.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：宏的执行由外部单元如固定装置启动，最好通过发射命令给OBU。
12.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于：车载单元识别特定条件以自动处理特定宏。
13.利用车载单元(OBU)通过无线电通信进行数据传递的系统，用于在一固定装置与车载单元间工作，该车载单元包括发射器和接收器装置，如发射应答器，和计算机，该计算机包括一处理器和一存贮单元，被连接到发射应答器，用于接收信号、处理所接收信号并通过对其调制产生用于通过发射应答器再发射的信号，并可连接到与至少一个如集成电路卡或车载电子装置的外部单元通信的接口，该系统的特征在于：OBU包括一宏解释器，并通过其接口之一从外部单元，如固定装置、集成电路卡或其它与OBU相连接的电子装置，接收至少一命令(宏)序列和/或参数，并且OBU解释该宏和/或存贮参数以根据OBU和/或外部单元的应用完成各个任务。
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