CN201111062Y

CN201111062Y - 一种用于多义性路径识别的双频读卡器

Info

Publication number: CN201111062Y
Application number: CNU2007200528094U
Authority: CN
Inventors: 罗瑞发; 杨成; 杨顺生; 蔡福春
Original assignee: Shenzhen Genvict Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Genvict Technology Co Ltd
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2017-06-15

Abstract

本实用新型公开了一种用于多义性路径识别的双频读卡器，包括微处理器、存储单元、IC卡读写天线、IC卡读写模块、射频收发天线和射频模块，所述IC卡读写天线通过IC卡读写模块与微处理器连接，所述射频收发天线通过射频模块与微处理器连接，所述微处理器还分别与计算机通信模块、存储单元连接。本实用新型通过采用双频通信、一体化刷卡界面的设计方式，同时兼容IC卡和车载单元装置的读写操作，有利于路网收费系统中多义性路径识别系统的升级改造工程的实施。另外，本实用新型采用独特的防碰撞算法，允许多条收费车道的多台双频读卡器、多个车载单元装置同时进行数据交互，非常适合高速公路收费应用。

Description

一种用于多义性路径识别的双频读卡器

技术领域

本实用新型涉及一种在高速公路联网收费中用于多义性路径识别的读卡设备，特别是一种能读写IC卡及射频卡的双频读卡器。

背景技术

多义性路径识别是高速公路联网收费中遇到的一个难题，目前相关企业也提出了各种解决方案，其中包括运用射频识别(RFID)技术的无线路径自动标识方案。

无线路径自动标识系统是解决多义性路径识别问题的有效手段之一，系统前端设备由路侧基站、车道读卡器、车载单元装置组成。在路网内不同路段设置一种无线通信装置(路侧基站)，该装置能连续播发所在路径的识别码；在路网入口处，收费员通过车道读卡器把入口信息写入车载单元装置，随后把车载单元装置交给司机；当车辆在道路上行驶并经过标识站时，车内的车载单元装置能够接收到路径识别码并保存在非易失性存储体中；车辆到达目的地(路网出口)时，司机把车载单元装置交回给收费员，收费员通过车道读卡器把车载单元装置保存的所有路径信息采集到收费系统中，这些路径信息是精确拆分帐的依据。

专业词汇解释：

多义性路径：从路网的一个确定的入口到达一个确定的出口，中间可能存在多条不同的路径，即：多义性路径。

路侧基站(RSU)：一种无线通信基站，负责广播所在路段的路径信息以及与经过的车载单元装置通信，通常放置在路边或路面正上方一定高度的龙门架上。

车道读卡器(ODU)：与车载单元装置通信，完成数据交互，通常在车道计算机的控制下工作，一般放置在路网的入口或出口处。

车载单元装置(OBU)：以无线方式与路侧基站RSU通信，记录车辆行使的路径信息，并通过车道读卡器ODU把数据传送到数据中心。

但是，读卡器作为多义性路径识别系统的关键设备之一，目前业界未见有基于以下发明内容的专用于解决路网收费多义性路径识别问题的双频读卡器。

发明内容

本实用新型的目的在于不改变现有IC卡收费系统的刷卡方式的前提下，为路网收费多义性路径识别系统提供一种具有射频通信功能和IC卡读写功能，并且稳定可靠的能读写车载单元装置的读卡器。

本实用新型所采用的技术方案：一种用于多义性路径识别的双频读卡器，包括微处理器、存储单元、IC卡读写天线、IC卡读写模块、射频收发天线和射频模块，所述IC卡读写天线通过IC卡读写模块与微处理器连接，所述射频收发天线通过射频模块与微处理器连接，所述微处理器还分别与计算机通信模块、存储单元连接。

上述IC卡读写天线由微带天线和匹配电容相互连接组成，用于发射或接收射频信号，向车载单元装置的IC卡中写入或读取车辆行驶路径的入口信息。所述IC卡读写天线发射或接收的射频信号的频率为13.56MHz

上述射频收发天线由微带天线和匹配电容相互连接组成，用于发射或接收射频信号，读取车载单元装置内存储的车辆行驶路径信息。所述射频收发天线发射或接收的射频信号的频率与车载单元装置的频率一致，该频率为433MHz，或915MHz，或2.4GHz，或5.8GHz。

上述存储单元为非易失性存储体，可以存在于微处理器内部，也可以是独立的存储芯片，用于存储系统参数及交易记录数据。

上述双频读卡器还包括一安全模块，采用密钥算法对通信数据进行加密和解密处理，以及对IC卡进行认证。

上述双频读卡器还包括指示灯，用来指示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果。

上述双频读卡器还包括声音提示模块，用来提示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果。

上述双频读卡器还包括计算机通信模块，可通过该计算机通信模块与计算机连接，并进行数据交互。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)采用了双频通信技术，同时具有射频通信和IC卡读写功能，这种兼容性设计非常有利于降低在路网收费系统中实施多义性路径识别系统改造工程的难度，使之可以采用分步实施平滑升级的方案，即：可以逐步发行车载单元装置，逐步回收原来的IC卡，此过程中IC卡和车载单元装置同时在流通。

(2)采用了标准的IC卡读写技术，能通读各种符合ISO7816/14443/15693等标准规格的IC卡(包括逻辑加密卡、CPU卡、双界面CPU卡等)，读写兼容性好。

(3)当车载单元装置为复合通行卡时，如果其射频部分损坏，读卡器仍可通过读写车载单元装置内部的IC卡而获得用于收费的车辆路径信息，大大提高系统的可靠性。

(4)采用了IC卡刷卡界面和射频卡刷卡界面合二为一的方式，刷卡的操作过程与纯IC卡收费系统相比没有任何改变，使习惯了此前IC卡刷卡的收费员非常容易适应。另外，一体化的刷卡界面设计具有易维护的特性，也使得收费桌面整齐、简洁。

(5)采用了独特的防碰撞算法，在路网入口/出口多条收费车道同时刷卡的情况下，多个读卡器、多个车载单元装置同时工作而互不干扰，能准确完成数据交互，非常适合高速公路使用。

附图说明

图1为本实用新型所述双频读卡器的电路方框图；

图2为本实用新型双频读卡器的结构和安装示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

如图1所示，本实用新型所述双频读卡器1包括微处理器17、存储单元12、IC卡读写天线13、IC卡读写模块14、射频收发天线15、射频模块16，以及计算机通信模块11、安全模块18、指示灯19、声音提示模块20、电源21。其中，所述微处理器17分别与存储单元12、IC卡读写模块14、射频模块16、计算机通信模块11、安全模块18、指示灯19、声音提示模块20连接，IC卡读写天线13与IC卡读写模块14连接，射频收发天线15与射频模块16连接，所有电路模块由电源21供电。

本实用新型所述双频读卡器采用两种通信频率来读写车载单元装置，射频通信的频率与车载单元装置的频率一致，可选择433MHz、915MHz、2.4GHz、5.8GHz等ISM频段，另一种频率为IC卡通信频率，为13.56MHz。

所述微处理器17为具有较强运算处理能力的高速高性能单片机，作为优选，可以采用带嵌入式操作系统的核心处理器。所述存储单元12为非易失性存储体，可以存在于微处理器17内部，也可以是独立的存储芯片，用来存储系统参数及交易记录数据。所述IC卡读写模块14由IC卡读写芯片及相应的外围电路连接组成，负责IC卡读写信号的处理；IC卡读写模块14支持各种符合ISO7816/14443/15693等标准规格的IC卡(包括逻辑加密卡、CPU卡、双界面CPU卡等)。所述IC卡读写天线13由微带天线、匹配电容相互连接组成，负责接收和发送13.56MHz的射频信号，向车载单元装置的IC卡中写入或读取车辆行驶路径的入口信息。所述射频模块16由射频芯片及相应的外围电路连接组成，负责射频通信信号的处理。所述射频收发天线15由微带天线、匹配电容相互连接组成，负责接收和发送射频信号，读取车载单元装置内存储的车辆行驶路径信息。

另外，所述计算机通信模块11为基于RS232、USB、以太网通信等标准协议的负责与计算机进行数据交互的模块。所述安全模块18为基于3DES、RSA等密钥算法的安全控制模块，用于对通信数据进行加密和解密处理，以及对IC卡进行认证。其物理存在形式为PSAM卡、ESAM芯片等，作为优选，安全模块18可以选择多个PSAM卡或多个ESAM芯片，以支持各种不用应用或不同发行主体的IC卡。所述指示灯19由不同颜色的LED灯组成，用来指示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果，作为优选，也可采用LCD显示、数码管显示等方式来指示状态和操作结果。所述声音提示模块20由蜂鸣器及其驱动电路组成，用声音的方式提示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果，作为优选，也可以采用语音芯片和喇叭来实现声音提示模块的功能。所述电源21由高效率、高精度的电源芯片及其相应的外围电路组成，用来为各电路模块供电。

如图2所示，本实用新型所述双频读卡器的刷卡界面部分为一体化设计，即：IC卡读写天线13和射频收发天线15按照图示的方式组合在一起。另外的部分统称为控制器2，包括：微处理器17、存储单元12、IC卡读写模块14、射频模块16、计算机通信模块11、安全模块18、指示灯19、声音提示模块20和电源21，控制器2与刷卡界面在结构上既可以如图所示采用分离式，中间用射频线缆3连接，也可以采用一体化设计。将控制器2通过计算机通信线缆5与计算机4连接，即可实现联机工作。

本实用新型的基本工作原理为：

(1)双频读卡器有联机工作和脱机工作两种模式：联机操作需要和计算机连接，按照计算机的操作命令进行工作；脱机工作不需要计算机的实时控制，可独立完成操作流程。

(2)在路网入口处或出口处，收费员把IC卡或车载单元装置放置在读卡器的刷卡区域，读卡器在探测到有卡之后，进行卡片通信防碰撞处理，并对选中的卡发出“握手信息”(建立连接)，根据返回信息判断卡类型，如果是IC卡，则执行IC卡操作流程；如果是车载单元装置，则会进一步判断车载单元装置中是否包含IC卡，如果包含则执行射频卡和IC卡两种操作流程，否则只执行射频卡操作流程。

(3)如果是联机工作，读卡器在完成命令操作后，把操作结果返回计算机，同时进行声/光提示；如果是脱机操作，则把操作结果保存在本机的存储单元内，同时声/光提示。

如上所述，即可较好地实现本实用新型。尽管所述实例已经表示和描述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制，本领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的前提下，可在其形式上和细节上作出各种变化，所附的权利要求书覆盖了本实用新型精神和范围内的所有这些改变和修改。

Claims

1. 一种用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，包括微处理器(17)、存储单元(12)、IC卡读写天线(13)、IC卡读写模块(14)、射频收发天线(15)和射频模块(16)，所述IC卡读写天线(13)通过IC卡读写模块(14)与微处理器(17)连接，所述射频收发天线(15)通过射频模块(16)与微处理器(17)连接，所述微处理器(17)还分别与计算机通信模块(11)、存储单元(12)连接。

2. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述IC卡读写天线(13)由微带天线和匹配电容相互连接组成，用于发射或接收射频信号，向车载单元装置的IC卡中写入或读取车辆行驶路径的入口信息。

3. 根据权利要求2所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述IC卡读写天线(13)发射或接收的射频信号的频率为13.56MHz。

4. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述射频收发天线(15)由微带天线和匹配电容相互连接组成，用于发射或接收射频信号，读取车载单元装置内存储的车辆行驶路径信息。

5. 根据权利要求4所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述射频收发天线(15)发射或接收的射频信号的频率与车载单元装置的频率一致，该频率为433MHz，或915MHz，或2.4GHz，或5.8GHz。

6. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述存储单元(12)为非易失性存储体，可以存在于微处理器(17)内部，也可以是独立的存储芯片，用于存储系统参数及交易记录数据。

7. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述双频读卡器还包括一安全模块(18)，采用密钥算法对通信数据进行加密和解密处理，以及对IC卡进行认证。

8. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述双频读卡器还包括指示灯(19)，用来指示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果。

9. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述双频读卡器还包括声音提示模块(20)，用来提示读卡器的运行状态或计算机命令操作结果。

10. 根据权利要求1所述的用于多义性路径识别的双频读卡器，其特征在于，所述双频读卡器还包括计算机通信模块(11)，可通过计算机通信模块(11)与计算机连接，并进行数据交互。