CN211979714U - 一种获取etc扣费信息的移动设备外设终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子不停车收费(ETC)信息处理技术领域，公开了一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，设置有用于数据解析算法运行，控制ETC模块电路的控制电路、蓝牙通信电路的MCU嵌入式处理单元，实现数字信号在音频模拟信号上的调制解调，通过音频接口实现与手机端数据通信的音频通信电路；基于DSRC技术，接收OBU数据和接收RSU数据的ETC模块电路；将外部供电的电压转换成各个芯片的工作电压，并为终端电池充电和为移动设备电池反向充电的电源管理电路。通过技术手段分析车载OBU和路侧RSU微波通信数据，可以第一时间获取最真实的扣费信息，信息可靠性和实时性强；采用手机外设方式，不受使用场景限制。

Description

一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端

技术领域

本实用新型属于电子不停车收费(ETC)信息处理技术领域，尤其涉及一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端。

背景技术

目前，随着国家政策大力推广和实际使用需求增长，2019年底我国已全面完成ETC去除省界站，分段计费改造工作，ETC安装量达到90％以上。在2020年1月1日0点之前，ETC扣费是在高速公路的出口，计费依据主要是车辆通过的高速公路的出入口信息，与路径无关。2020年1月1日0点起，我国全面执行分段收费，计费的依据升级为根据车辆通过的路段，并且扣费方式也升级为车辆在高速行驶中扣费，不再采取高速公路出口扣费的方式。ETC即电子不停车收费系统，是一种先进的道路通行系统，它基于5.8Ghz频率的微波信号，通过安装在ETC车道上的路侧单元(RSU)与安装在车辆上的车载单元(OBU)之间的专用短程通信(DSRC)，使车辆在不需要停车的情况下，自动完成收费处理全过程，集“车辆识别”及“电子支付”为一体，真正实现无人值守，降低管理成本，提高车辆通行效率。

ETC系统升级后，计费更加合理和完善，但是收费模式的改变带来了新的问题。原来的出口一次性计费可以在出口显示屏上直观的展示给ETC用户当前道路的扣费金额。现在改为了分段自由流扣费，自由流扣费是指车辆在经过门架天线时，天线识别到车辆并计(收)费，每次只计(收)本路段的费用，整个行程下来，往往会发生很多次小金额的计(收)费。ETC车辆经过门架天线时，产生的扣费，用户在车内无法直观的看到计费金额，而且到了出口，无法显示全程的计费总额。用户只能在事隔几个工作日后，通过OBU绑定的银行卡账户、支付宝账户或其他第三方APP查询得到，因系统扣费结算不是实时的。目前市面上已安装的大多数OBU设备不具备显示扣费金额的功能。OBU屏幕尺寸小，为节省功耗，多采用无背光方案，且安装在挡风玻璃上，多选取不阻挡驾驶员视线的位置，不易观察。OBU显示信息时间短，驾驶员需分散注意力观察OBU屏幕信息，容易带来安全隐患。历史扣费记录无法查询，无法统计完整行程的扣费信息。

LED屏幕显示时间短，驾驶员需分散注意力观察，带来一定安全隐患。2020年1月1日起，ETC扣费不在高速公路出口扣费，而在车辆高速行驶中分段扣费，高速公路上无法安装LED屏幕显示实时扣费信息。

现有的ETC系统与OBU绑定的银行卡、支付宝、乐速通等第三方系统短信和APP消息通知。因高速以及银行等第三方结算系统延迟较大，车主获得ETC扣费信息的实时性差，往往扣费信息要几天甚至十几天之后才能获取。且银行等提供的扣费信息往往是当日扣费结果的总额，无法给分路段扣费的明细，信息透明度不满足用户的需求，为个人对账增加了困难。不同车主办理OBU途径不同，需要绑定的第三方APP产品也不同，操作复杂，容易泄露车主个人信息。第三方提供的扣费的交易的时间一般以RSU上传至后台的交易时间为准，但是目前道路上的RSU的内部计时存在不统一的问题，导致用户通过银行等查到扣费时间与实际高速行驶时间不相符。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)ETC车辆经过门架天线时，产生的扣费，用户在车内无法直观的看到计费金额，而且到了出口，无法显示全程的计费总额。

(2)用户只能在事隔几个工作日后，通过OBU绑定的银行卡账户、支付宝账户或其他第三方APP查询得到，并且系统扣费结算不是实时的。

(3)目前市面上已安装的大多数OBU设备不具备显示扣费金额的功能。

(4)OBU屏幕尺寸小，为节省功耗，多采用无背光方案，且安装在挡风玻璃上，多选取不阻挡驾驶员视线的位置，不易观察。

(5)OBU显示信息时间短，驾驶员需分散注意力观察OBU屏幕信息，容易带来安全隐患。历史扣费记录无法查询，无法统计完整行程的扣费信息。

(6)车主获得ETC扣费信息的实时性差，往往扣费信息要几天甚至十几天之后才能获取。

(7)不同车主办理OBU途径不同，需要绑定的第三方APP产品也不同，操作复杂，容易泄露车主个人信息。

(8)目前道路上的RSU的内部计时存在不统一的问题，导致用户通过银行等查到扣费时间与实际高速行驶时间不相符。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)OBU的出货量已经2亿台左右，为已安装在车辆上的OBU升级程序或者修改硬件来达到OBU设备本身显示或有效通知OBU扣费金额的目的，投入的各项成本巨大，效率却很低，是不现实的。

(2)为推广OBU发行量，相关部门为车主提供了多种办理途径，如各商业银行、第三方代理公司，各银行和代理公司都希望自身的OBU发行份额增加，来增加自己的优质客户数量，并排斥竞争对手，所以统一车主的使用通道，难度很大。

(3)OBU扣费结算系统复杂，由高速结算中心结算，再到第三方平台结算的系统架构，必然导致扣费信息的实时性较差，升级系统的难度很大，各单位也缺乏升级动力。

解决以上问题及缺陷的意义为：在不更改现有高速扣费模式的情况下，能够为车主提供一种成本更低、效率更高的获知扣费信息的方式，将增加已有ETC用户对ETC扣费模式的认可度、并吸引更多的新ETC用户，既符合国家的大力推广ETC技术的发展战略，又节约成本、解决民众的疑虑、获得民众的认可。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端。

本实用新型是这样实现的，一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，设置有用于数据解析算法运行，ETC模块电路的控制电路、蓝牙通信电路的MCU嵌入式处理单元；

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，用于实现数字信号在音频模拟信号上的调制解调，通过音频接口实现与手机端数据通信的音频通信电路

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，基于DSRC技术用于接收OBU数据和接收RSU数据的ETC模块电路；

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，用于为MCU嵌入式处理单元以及外围电路提供稳定电源，将外部供电的电压转换成各个芯片的工作电压，并为终端电池充电和为移动设备电池反向充电的电源管理电路。

进一步，所述MCU嵌入式处理单元内部安装有单片机控制电路。

进一步，所述MCU嵌入式处理单元还连接有与手机进行通信的蓝牙通信电路，所述蓝牙通信电路内部安装有BLE蓝牙芯片或由基本元件组成的蓝牙通信电路。

进一步，所述MCU嵌入式处理单元还连接有与Type-C接口，Lightning接口通信的USB接口电路。

进一步，所述MCU嵌入式处理单元还连接有用于将接收到数据输出给MCU嵌入式处理单元的RSU数据接收电路。

进一步，RSU数据接收电路内部安装有5.8G微波芯片或由基本元件组成的微波接收电路。

进一步，所述MCU嵌入式处理单元还连接有用于将接收到数据输出给MCU嵌入式处理单元的OBU数据接收电路。

进一步，所述OBU数据接收电路内部安装有5.8G微波芯片或由基本元件组成的微波接收电路。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

第一、通过技术手段分析车载OBU和路侧RSU微波通信数据，可以第一时间获取最真实的扣费信息，信息可靠性和实时性强。

第二、采用手机外设方式，使用便捷，不受使用场景限制，用途广。

第三、无需车主分散注意观察外部信息提示，保障驾驶安全。

第四、由于ETC系统升级后，系统分段扣费后，车主对扣费金额产生疑问后，扣费信息无法及时获取容易造成误解，本发明可减少车主对扣费金额的疑虑，极大降低相关部门的服务成本。

第五、第三方提供的扣费的交易的时间一般以RSU上传至后台的交易时间为准，但是目前道路上的RSU的内部计时存在不统一的问题，导致用户通过银行等查到扣费时间与实际高速行驶时间不相符，为用户带来了较大的困扰，本发明通过手机的时间和定位，能保证用户通过本产品查到的交易记录的时间与实际扣费发生时间基本相符，且能查看到扣费时的位置信息，更加方便对账。

第六、获取的历史记录，可作为对帐凭证，与银行等第三方提供的非实时扣费信息作对比，让用户更加放心的使用ETC扣费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端的原理图。

图3是本实用新型实施例提供的利用支付宝ETC服务测试的实际数据截屏示意图。

图4是本实用新型实施例提供的MCU嵌入式处理单元和蓝牙通信电路的示意图。

图5是本实用新型实施例提供的音频通信电路的示意图。

图6是本实用新型实施例提供的USB接口电路的示意图。

图7是本实用新型实施例提供的RSU数据接收电路的示意图。

图8是本实用新型实施例提供的OBU数据接收电路的示意图。

图9是本实用新型实施例提供的电源管理电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端包括：

MCU嵌入式处理单元：通过通用单片机搭建该部分电路，数据解析算法运行在该处理单元上，ETC模块电路控制电路、蓝牙通信等外围电路。MCU嵌入式处理单元和蓝牙通信电路的电路连接如图4所示。

蓝牙通信电路：通过专用的BLE蓝牙芯片搭建该部分电路，目前常用的BLE芯片具有一定的处理运算能力和语音信号输出功能，所以MCU、BLE通信功能也可通过一个BLE芯片实现。该部分电路作为与手机通信的一种形式，非必须，如果采用USB通信或音频接口通信方式，可去掉蓝牙通信电路。

音频通信电路：可实现数字信号在音频模拟信号上的调制解调。通过音频接口实现与手机端的数据通信。音频通信电路如图5所示。

USB接口电路，支持Type-C、Lightning等多种接口，以提高不同品牌手机的兼容性。USB接口电路如图6所示。

RSU数据接收电路：通过专用的5.8G微波芯片或由基本元件组成的微波电路实现，将接收到数据输出给MCU处理单元。为了达到更好的数据采集效果，该部分电路需要具有较高的接收灵敏度，并且应使用全向性天线。由于ETC通信具有两个通信信道，所以该部分电路需同时接收5.83G和5.84G两个信道上的数据。RSU数据接收电路连接如图7所示。

OBU数据接收电路：通过专用的5.8G微波芯片实现，将接收到数据输出给MCU处理单元。为了达到更好的数据采集效果，该部分电路需要具有较高的接收灵敏度，并且应使用全向性天线。由于ETC通信具有两个通信信道，所以该部分电路需同时接收5.79G和5.80G两个信道上的数据。实际上，如果该部分电路非必须，如果没有OBU接收电路，只通过RSU的下发数据，也可以提取到ETC扣费金额信息，只不过，单方面的数据，不能确定OBU是否扣费成功。去掉本部分电路的可实现产品功能的产品，在本发明的保护范围内。OBU数据接收电路连接如图8所示。

电源管理电路：主要是为MCU及其外围电路提供稳定电源，可将外部供电的电压转换成各个芯片的工作电压，并为电池充电。电源管理电路的连接如图9所示。

电池：电池的设计是为了即使用户没有连接手机时，仍然能都自行保存ETC交易记录。如果增加电池的容量，还可以为移动终端提供充电功能。

图3是利用支付宝ETC服务测试的实际数据，可以到明显发现支付宝ETC扣费信息有上文描述的问题：1.消息通知严重延迟，如第一张截图2020-01-18实际通过高速，扣费信息3月8日才收到；2.通信时间不准确，无法对应实际通行时间，如第一张截图，行程时间为2020-01-18 09:14：01-2020-01-25 20：22：29行程时间长达7天，肯定是不对的，因为这个时间取自门架上的时间，门架时间不准确。

其他途径也同样有类似问题：1.扣费信息通知延迟，2扣费信息时间不完全准确，无法和车主实际行程对应。本发明设备扣费发生时即通过手机等移动设备语音方式播放扣费信息，并通过手机或其他移动设备的系统时间获取准确的扣费时间，解决了上述问题。

以下是上文提到的实例中，广宁扣费点的实测数据对比，支付宝延迟获得的扣费信息如图5所示，选择此条支付宝扣费信息的原因是，本条支付宝扣费信息虽然延迟获得了，但是扣费时间与车主实际同通行时间基本相符。

由本发明终端，实时获得的有效数据，其中08:19:29.437的部分为十六进制金额，单位为分，本次测试金额十六进制为0x00000114，即十进制276分，即为2.76元，标注部分为本发明记录的时间，08:19:29。从从对比可看出，本使用新型可及时、准确的获取并记录ETC的扣费信息，形成可靠的对账记录凭证。

08:19:29.437|TransChanRq|62BAB19A40779105010318010210805003020B0100000114211100008A763080DCAAC82BAA290011010224435E4343AC01030508475E43448EBCBD4A373033443300000000090000000001000001003AA3|55.9|18|0xFFFF。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，该获取ETC扣费信息的移动设备外设终端为智能手机、PDA((Personal DigitalAssistant)，又称为掌上电脑代表手持类移动终端设备)智能终端产品(本发明主要以手机作为示例描述)，增加了5.8G微波数据接收能力，解决了当前扣费信息通知车主实时性差的问题，可在RSU对OBU扣费过程中同步获取真实的扣费信息，通过蓝牙、USB、音频接口等上传扣费记录至手机，通过手机的语音将扣费结果实时播报出来，使车主实时获取当前扣费记录，并随时可查扣费记录。该终端在车内使用，不受使用场景限制，高速公路扣费、ETC停车场等场景。手机端开发的APP可保存消费记录。也可作为银行等提供的扣费记录的可信对帐凭证。另外，该终端无需车主绑定相关个人信息，因ETC系统本身具有安全性，该终端也无法获取车主个人信息，扣费记录仅能用于客户个人使用，最大程度的保护了车主的信息安全。下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

本实用新型获取ETC扣费信息的移动设备外设终端能够采集ETC扣费交易中车道天线(RSU)与车载电子标签(OBU)之间的通信数据，根据该数据内容，解析出ETC扣费金额、站编号信息。该终端支持蓝牙通信、USB通信或音频接口通信，可以扩展智能手机的硬件功能，把ETC扣费信息上传至手机端。通过移动APP，查看ETC交易记录。可选配内部存储功能，即使在移动APP没有打开的情况下，依然可以自行保存记录。待APP打开后，再将历史记录发送给手机端。可选配电池功能，即使在未连接手机的情况下，也可通过内部电池供电，实现ETC数据的采集和解析，扣费记录的保存。产品支持低功耗唤醒，在车道天线通信范围之外，处于休眠状态，最大限度降低功耗，以提高使用时间。

本实用新型获取ETC扣费信息的移动设备外设终端可以有不同的形式：1.终端本身不带电池，通过USB或音频从手机取电；2.终端本身带电池，可通过手机或者配套电源适配器充电；3.终端本身带大容量电池，可制作成手机背夹或手机充电宝形态，自供电的同时，也可以给手机充电。手机等移动设备运行相应的APP，进行信息播报和记录管理。手机APP可将扣费记录上传至云平台，在保证用户隐私的前提下，对海量用户的数据做大数据分析，能产生更有用的价值。APP可结合手机定位，将扣费信息显示在地图上，方便用户直观查看。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述获取ETC扣费信息的移动设备外设终端设置有：

用于控制ETC模块电路的控制电路、蓝牙通信电路的MCU嵌入式处理单元；

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，用于实现数字信号在音频模拟信号上的调制解调，通过音频接口实现与手机端数据通信的音频通信电路；

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，基于DSRC技术，用于接收OBU数据和接收RSU数据的ETC模块电路；

与所述MCU嵌入式处理单元相连接，用于为MCU嵌入式处理单元以及外围电路提供稳定电源，将外部供电的电压转换成各个芯片的工作电压，并为终端电池充电和为移动设备电池反向充电的电源管理电路。

2.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述MCU嵌入式处理单元内部安装有单片机控制电路。

3.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述MCU嵌入式处理单元还连接有与手机进行通信的蓝牙通信电路，所述蓝牙通信电路内部安装有BLE蓝牙芯片。

4.如权利要求3所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述BLE蓝牙芯片由基本元件组成的蓝牙通信电路。

5.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述MCU嵌入式处理单元还连接有与Type-C接口，Lightning接口通信的USB接口电路。

6.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述MCU嵌入式处理单元还连接有用于将接收到数据输出给MCU嵌入式处理单元的RSU数据接收电路。

7.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，RSU数据接收电路内部安装有5.8G微波芯片。

8.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，RSU数据接收电路内部安装有由基本元件组成的微波接收电路。

9.如权利要求1所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述MCU嵌入式处理单元还连接有用于将接收到数据输出给MCU嵌入式处理单元的OBU数据接收电路。

10.如权利要求9所述的获取ETC扣费信息的移动设备外设终端，其特征在于，所述OBU数据接收电路内部安装有5.8G微波芯片或由基本元件组成的微波接收电路。

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