CN207817782U - 充值装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了充值装置及系统，涉及电子设备技术领域，其中，该充值装置包括：充值设备、手机终端和后台服务器，在使用过程中，充值设备用于插入待充值的ETC卡，并且，充值设备中存储有MAC地址，需要进行说明的是，充值设备包括处理器，处理器的型号为STC11L32XE，手机终端用于从充值设备中获取MAC地址，通过MAC地址和充值设备建立蓝牙连接，并且，手机终端还能够向后台服务器发送充值信号，这样，后台服务器与手机终端相连用于根据充值信号对ETC卡进行充值，通过上述设置，使得手机终端与后台服务器之间进行数据交互，进而实现了对充值设备中插入的ETC卡的充值操作，方便快捷。

Description

充值装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及充值装置及系统。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的不断提升，私家车越来越多的出现在了人们的工作和生活中。特别是我国人口众多，城市人口密度非常大。虽然道路交通越来越便利，但也难以抵御众多车辆的同时出现，特别是早高峰时段、晚高峰时段和节假日期间，道路拥堵已然成为了一个大问题。

随着全国高速公路联网目标的顺利达成，高速公路已经成为了人们节假日出行的首选交通方式，原因在于，高速公路中没有设置红绿灯，并且，驶入高速公路的车辆车速均比较高。但是，在车辆驶入高速公路前，需要提前“打卡”，以表征计费开始；在车辆驶离高速公路时，需要再次“打卡”，以表征计费结束。之前的计费过程都是由高速公路上的工作人员人工发卡，通过该卡片的计时来实现费用的扣除，但该方法需要停车拿卡交钱等步骤，因此比较耗费时间，在车辆多的节假日会加剧车辆的拥堵。

为了缓解上述拥堵情况，目前，车辆上多安装有ETC(Electronic TollCollection)即不停车收费系统，其通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，从而使车辆在高速公路上行驶更加顺畅。目前，高速公路ETC用户超过三千万，并且持续保持较高速的增长，由于用户增长迅速，造成了营业网点(即为ETC卡进行充值的营业网点)数量不足，导致用户使用不便。

综上，目前关于ETC卡充值不方便的问题，尚无有效的解决办法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供了充值装置及系统，通过设置充值设备、手机终端和后台服务器，提高了ETC卡充值的便捷性。

第一方面，本实用新型实施例提供了充值装置，包括：充值设备、手机终端和后台服务器；

充值设备，用于插入待充值的ETC卡，且，存储有MAC地址，其中，充值设备包括处理器，处理器的型号为STC11L32XE；

手机终端，用于从充值设备中获取MAC地址，通过MAC地址和充值设备建立蓝牙连接，且，向后台服务器发送充值信号；

后台服务器与手机终端相连，用于根据充值信号对ETC卡进行充值。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，充值设备包括存储模块，存储模块与处理器相连；

存储模块，用于存储MAC地址。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，充值设备还包括蓝牙模块，蓝牙模块与处理器相连；

蓝牙模块，用于与手机终端通过蓝牙进行连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，充值设备还包括读写模块，读写模块与处理器相连；

读写模块，用于接收充值信号，且，按照充值信号对ETC卡进行数值写入操作。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，充值设备还包括密码模块，密码模块与处理器相连；

密码模块，用于对充值信号进行加密操作、认证操作或者解密操作。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，充值设备还包括显示模块，显示模块与处理器相连；

显示模块，用于显示与手机终端是否处于连接状态。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，读写模块采用NFC技术与ETC卡进行通讯。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，充值设备还包括连接模块，连接模块与处理器相连；

连接模块，用于接收外界发出的强制升级数据包，且，将强制升级数据包发送给处理器；

处理器，用于按照强制升级数据包进行升级。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，连接模块的通讯方式为RS232。

第二方面，本实用新型实施例提供了充值系统，包括：电源管理模块和上述的充值装置；

电源管理模块，用于为充值装置提供电能。

本实用新型实施例提供的充值装置及系统，其中，该充值装置包括：充值设备、手机终端和后台服务器，在工作时，充值设备中预先插入待充值的ETC卡，并且，充值设备中存储有MAC地址，需要进行说明的是，充值设备中还包括处理器，处理器的型号为STC11L32XE，首先是手机终端用于从充值设备中获取MAC地址，通过上述MAC地址，手机终端和充值设备之间建立蓝牙连接，并且，后台服务器与手机终端相连，手机终端还能够向后台服务器发送充值信号，这样，后台服务器用于根据充值信号对充值设备进行管理，对ETC卡进行充值，通过上述设置，手机终端与后台服务器之间能够进行数据交互，进而自动实现了对充值设备中插入的ETC卡的充值操作，与现有人工充值方法相比，方便快捷。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的充值装置的连接图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的充值装置的连接示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的充值设备的结构框架图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的充值系统的结构连接图。

图标：1-充值设备；2-手机终端；3-后台服务器；4-电源管理模块；5-充值装置；10-处理器；11-存储模块；12-蓝牙模块；13-读写模块；14-密码模块；15-显示模块；16-连接模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，越来越多的车辆上都安装了ETC即不停车收费系统，ETC是通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，这样使车辆在高速公路上行驶更加顺畅。目前，高速公路ETC用户超过三千万，并且持续保持较高速的增长，由于用户增长迅速，造成了营业网点(即为ETC卡进行充值的营业网点)数量不足，导致用户充值非常不方便。

基于此，本实用新型实施例提供了充值装置5及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例提出的充值装置5具体包括：充值设备1、手机终端2和后台服务器3，使用时，充值设备1用于插入待充值的ETC卡，并且，充值设备1里存储有MAC地址，需要进行说明的是，充值设备1中包括处理器10，处理器10的型号为STC11L32XE，当手机终端2接近充值设备1，通常是二者贴合在一起，或者是，二者保持小于10CM的距离时，手机终端2用于从充值设备1中获取MAC地址，并通过上述MAC地址和充值设备1建立蓝牙连接，并且，通过蓝牙传输向后台服务器3发送充值信号，具体的，蓝牙通讯芯片为TICC2541芯片，并且，该蓝牙通讯芯片是基于2.4G收发一体的蓝牙通讯芯片，这样，后台服务器3与手机终端2相连，并且，后台服务器3能够根据接收到的充值信号对ETC卡进行充值，具体的，后台服务器3对充值信号进行解析，明确需要给ETC卡进行充值的数值，之后，控制充值设备1将对应数值的金额写入ETC卡，完成充值过程。

此外，充值设备1还包括蓝牙模块12，蓝牙模块12与处理器10相连，蓝牙模块12用于与手机终端2通过蓝牙进行连接，通过蓝牙进行连接，可实现充值设备1和手机终端2之间的短距离数据交换，通过蓝牙来传输数据，功耗低，连接建立方便快捷。

此外，充值设备1包括存储模块11，存储模块11与处理器10相连，存储模块11用于存储MAC地址。在本实施例中，存储模块11所占的内存大小需要根据使用场景进行灵活设置。该MAC地址为上述蓝牙模块12的MAC地址，MAC(Media Access Control或者MediumAccess Control)地址，也称为物理地址或者硬件地址，用来定义网络设备的位置。一个主机都有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址。手机终端2直接从充值设备1中获取MAC地址，从而能与充值设备1自动建立连接，不需要手动输入PIN码配对，方便用户使用。

此外，充值设备1还包括读写模块13，读写模块13与处理器10相连，读写模块13用于接收充值信号，并且，读写模块13按照充值信号对ETC卡进行数值写入操作。在本实施例中需要进行说明的是，读写模块13采用NFC技术与ETC卡进行通讯。NFC近场通信(NearField Communication)是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于10厘米距离内，传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。在实施时，读写模块13通过NFC技术与ETC卡进行通讯，即将需要充值的数值写入ETC卡。

此外，充值设备1还包括密码模块14，密码模块14与处理器10相连，使用时，密码模块14用于对充值信号进行加密操作、认证操作或者解密操作，从而有效保障了用户用于充值的账户的安全性。需要进行说明的是，密码模块14采用型号为FM15160的密码芯片来进行处理，该FM15160芯片一款32位安全控制芯片，提供USB、UART、SPI、GPIO等多种接口；内置160KB、64KB ROM和8KB RAM，含有RSA非对称算法，用于充值过程中对应用数据进行，加、解密及数字签名和验签。

此外，如图3，常见的充值设备外形像一个盒子，在其侧边上设置有用于插入ETC卡的豁口。充值设备1还包括显示模块15，并且，显示模块15与处理器10相连，在使用时，显示模块15用于显示与手机终端2是否处于连接状态，虽然，充值设备1中插入了ETC卡，但是，该ETC卡是否已经与充值设备1紧密接触，以及充值设备1与手机终端2是否处于连接状态，都会影响ETC卡是否能够充值成功，一旦有一处连接松动，充值过程将无法实现，在本实施例中，设置显示模块15以实时查看各个连接是否正常。

此外，充值设备1还包括连接模块16，在该充值设备1中，连接模块16与处理器10相连，需要进行说明的是，连接模块16用于接收外界发出的强制升级数据包，并且，将强制升级数据包发送给处理器10，之后，处理器10用于按照强制升级数据包进行升级，以保证充值设备1能够升级到最新版本，以适应用户的需求。并且，连接模块16的通讯方式为RS232，采用RS232进行全双工通信，能够快速获取到强制升级数据包。

下面具体描述下ETC卡充值工作的整体流程：

首先，当用户需要对ETC卡充值时，从车载单元中取出ETC卡，并将ETC卡插入充值设备1中。

其次，手机终端2通过NFC功能和充值设备1连接(具体说是充值设备1中的NFC模块)，手机终端2通过NFC读取充值设备1中存储模块11存储的蓝牙模块12的MAC地址。(实现过程，NFC模块相当于现在的纸质标签，在手机终端2的近场被激活)。

之后，手机终端2根据蓝牙模块12的MAC地址与充值设备1自动建立连接，不需要手动输入PIN码配对，方便用户使用。

之后，蓝牙配对完成后，充值设备1通过NFC和ETC卡建立连接关系。(此时NFC模块产生磁场)。

之后，通过手机终端2和后台服务器3通信，对ETC卡充值过程：后台服务器3获取到充值设备1的公钥及ID信息，产生公私钥对，生成终端证书。对手机终端2的指令响应与处理，加密认证，以及实现平台数据的管理。

之后，连接后台服务器3，对ETC卡进行操作，发送加密后的ETC卡指令，采用TLV格式，并对接收到的ETC卡返回指令进行处理，根据返回的ETC卡指令对用户在线账户操作。手机终端2直接调用封装的API与充值设备1进行通信。手机终端2接收服务器数据，判断数据性质(状态或转发数据)，根据数据性质进行处理或者转发。如果获取到后台的数据是错误码，则根据错误码提示用户，如果获取的数据为转发数据，直接调用API封装函数发送数据到充值设备1处理，且将接收到充值设备1的数据转发到服务器。

手机终端2接收充值设备1的数据，对充值设备1的数据进行处理及转发，将数据解包之后发送到后台服务器3。充值设备1通过蓝牙接收到手机终端2发送过来的数据，对接收到的数据进行处理，首先是操作SE加密芯片，进行签名、认知等。

充值设备1将处理的数据通过低功耗蓝牙发送到手机终端2。签名认知通过后，充值设备1将接收到的ETC卡指令解密，并通过NFC的射频对ETC卡进行操作，包括读ETC卡信息及写卡，实现对ETC卡的充值操作。

综上所述，本实施例提供的充值装置5包括：充值设备1、手机终端2和后台服务器3，在配置时，充值设备1用来插入待充值的ETC卡，并且，充值设备1中存储有MAC地址，而且，充值设备1中还包括处理器10，处理器10的型号为STC11L32XE，在使用时，手机终端2用来从充值设备1中获取MAC地址，这样，手机终端2能够通过MAC地址和充值设备1建立蓝牙连接，并且，手机终端2能够向后台服务器3发送充值信号，以便后台服务器3与手机终端2相连，并由后台服务器3来根据充值信号对ETC卡进行充值，通过上述控制流程，能够自动实现对ETC卡的快速充值，方便快捷。

实施例2

参见图4，本实施例提供了充值系统包括：电源管理模块4和上述的充值装置5，在该充值系统中，电源管理模块4用来为充值装置5提供电能，这里需要进行说明的是，由于充值装置5中包括存储模块11、蓝牙模块12、读写模块13、密码模块14、显示模块15和连接模块16等，电源管理模块4能够为上述存储模块11、蓝牙模块12、读写模块13、密码模块14、显示模块15和连接模块16均提供电能供给，以保证其正常工作。在该系统中，电源管理模块4优选SY8009B电源管理芯片，该款芯片多采用6脚封装，输入电压范围为3V-5V，输出电压范围为0.6V-5V，采用同步整流的方式，最高可输出2A的电流。

综上所述，本实施例提供的充值系统包括：电源管理模块4和上述的充值装置5，在使用时，电源管理模块4用于为充值装置5提供电能，从而保障了充值装置5正常进行工作，便于对充值装置5进行用电管理。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.充值装置，其特征在于，包括：充值设备、手机终端和后台服务器；

所述充值设备，用于插入待充值的ETC卡，且，存储有MAC地址，其中，所述充值设备包括处理器，所述处理器的型号为STC11L32XE；

所述手机终端，用于从所述充值设备中获取MAC地址，通过所述MAC地址和所述充值设备建立蓝牙连接，且，向所述后台服务器发送充值信号；

所述后台服务器与所述手机终端相连，用于根据所述充值信号对所述ETC卡进行充值。

2.根据权利要求1所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备包括存储模块，所述存储模块与所述处理器相连；

所述存储模块，用于存储所述MAC地址。

3.根据权利要求2所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述处理器相连；

所述蓝牙模块，用于与所述手机终端通过蓝牙进行连接。

4.根据权利要求2所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备还包括读写模块，所述读写模块与所述处理器相连；

所述读写模块，用于接收所述充值信号，且，按照所述充值信号对所述ETC卡进行数值写入操作。

5.根据权利要求2所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备还包括密码模块，所述密码模块与所述处理器相连；

所述密码模块，用于对所述充值信号进行加密操作、认证操作或者解密操作。

6.根据权利要求2所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备还包括显示模块，所述显示模块与所述处理器相连；

所述显示模块，用于显示与手机终端是否处于连接状态。

7.根据权利要求4所述的充值装置，其特征在于，所述读写模块采用NFC技术与所述ETC卡进行通讯。

8.根据权利要求2所述的充值装置，其特征在于，所述充值设备还包括连接模块，所述连接模块与所述处理器相连；

所述连接模块，用于接收外界发出的强制升级数据包，且，将所述强制升级数据包发送给所述所述处理器；

所述处理器，用于按照所述强制升级数据包进行升级。

9.根据权利要求8所述的充值装置，其特征在于，所述连接模块的通讯方式为RS232。

10.充值系统，其特征在于，包括：电源管理模块和如权利要求1-9任一项所述的充值装置；

所述电源管理模块，用于为所述充值装置提供电能。