DE102012215734A1

DE102012215734A1 - Transponder device for toll detecting system for passenger car, has external interface arranged to establish communication link with finding apparatus in vehicle, so that toll collecting relevant data is transferred to apparatus

Info

Publication number: DE102012215734A1
Application number: DE201210215734
Authority: DE
Inventors: Martin Gruler; Doru Marian Aldea; Thomas Grill
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-06

Abstract

The device (1) has a DSRC module (1.1) designed for data exchange of toll collecting relevant data. A secure element (1.4) is designed for storing toll collecting relevant data. A data processing unit (1.2) is arranged to operate a software application. An external interface (1.5) is arranged to establish a communication link (3) with a finding apparatus (2) in the vehicle, so that the toll collecting relevant data is transferred to the apparatus. The communication link is produced over an external cable connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transpondereinrichtung für ein Mauterfassungssystem zur Anwendung in Fahrzeugen sowie eine Vorrichtung zur Mauterfassung unter Verwendung der Transpondereinrichtung. The invention relates to a transponder device for a toll collection system for use in vehicles and a device for toll collection using the transponder device.

Zur Mauterfassung werden bisher im Wesentlichen sogenannte On-Board-Units (OBUs) eingesetzt, die von zertifizierten bzw. autorisierten Werkstätten fest in einem Fahrzeug installiert werden. Die üblicherweise als separate Einheit ausgebildeten OBUs enthalten in der Regel neben einem Speicher und einer CPU (Central Processing Unit), ein GPS(Global Positioning System)-Modul zur Bestimmung der Positionsdaten des Fahrzeugs, ein GSM(Global System for Mobile Communications)-Modul zur Übertragung von Datenpaketen via Mobilfunk sowie ein DSRC(Dedicated Short Range Communication)-Modul zur Mautkontrolle an stationären Baken oder an mobilen Kontrollfahrzeugen. Darüber hinaus können Displays und weitere Schnittstellen, wie z. B. ein Human-Machine-Interface (HMI) zur Eingabe von Befehlen eingebaut sein. Die genannten in solchen OBUs verbauten Module, insbesondere das GSM-Modul erfordern einen komplexen Aufbau, wodurch hohe Kosten bei der Herstellung und der Zertifizierung entstehen, die sich in einem relativ hohen Preis der einzelnen OBUs widerspiegeln. Nachteilig ist weiterhin, dass die OBUs aufgrund ihrer Abmaße einen verhältnismäßig hohen Platzbedarf haben, wodurch eine Verwendung insbesondere in Personenkraftwagen erschwert wird. For toll collection, essentially so-called on-board units (OBUs) have been used so far, which are installed permanently in a vehicle by certified or authorized garages. The usually formed as a separate unit OBUs usually contain next to a memory and a CPU (Central Processing Unit), a GPS (Global Positioning System) module for determining the position data of the vehicle, a GSM (Global System for Mobile Communications) module for transmission of data packets via mobile radio as well as a DSRC (Dedicated Short Range Communication) module for toll control on stationary beacons or on mobile control vehicles. In addition, displays and other interfaces, such. For example, a human-machine interface (HMI) may be incorporated to input commands. The said modules installed in such OBUs, in particular the GSM module, require a complex structure, which results in high production and certification costs, which are reflected in a relatively high price of the individual OBUs. A further disadvantage is that the OBUs have a relatively large amount of space due to their dimensions, which makes it difficult to use, especially in passenger cars.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein kostengünstiges Gerät zur gesicherten Mauterfassung bereitzustellen, das einen geringen Platzbedarf benötigt. The object underlying the present invention is to provide a cost-effective device for secure toll collection, which requires a small footprint.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Transpondereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausführungsformen können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden. The object is achieved by a transponder device with the features of claim 1. Particular embodiments may be taken from the dependent claims.

Die Erfindung ermöglicht es, eine Minimalkonfiguration zur Mauterhebung bereitzustellen, die in einer separaten Einrichtung zusammengefasst ist. Die erfindungsgemäße Transpondereinrichtung für ein Mauterfassungssystem zur Installation in Fahrzeugen umfasst ein DSRC-Modul, das zum Datenaustausch von zur Mauterhebung relevanter Daten eingerichtet ist sowie ein Secure-Element, das zur Speicherung von zur Mauterhebung relevanter Daten eingerichtet ist. Außerdem enthält die erfindungsgemäße Transpondereinrichtung eine Datenverarbeitungseinheit zum Betrieb einer Software-Anwendung und eine externe Schnittstelle, die dazu eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung mit mindestens einem sich in dem Fahrzeug befindenden weiteren Gerät herzustellen, so dass die zur Mauterhebung relevanten Daten an das weitere Gerät übertragbar sind.The invention makes it possible to provide a minimum configuration for toll collection, which is summarized in a separate device. The transponder device according to the invention for a toll collection system for installation in vehicles comprises a DSRC module, which is set up for data exchange of data relevant for toll collection, and a secure element which is set up for the storage of data relevant for toll collection. In addition, the transponder device according to the invention contains a data processing unit for operating a software application and an external interface, which is set up to establish a communication connection with at least one additional device located in the vehicle, so that the data relevant to the toll collection can be transmitted to the further device ,

Das Secure-Element, das auch als Trusted-Element bezeichnet werden kann, dient als sicherer Speicherort, d. h. als Datenspeicher zur Speicherung von Schlüsseln und anderen sicherheitsrelevanten Daten (zur Mauterhebung) sowie zur Ver- und Entschlüsselung solcher Daten. The secure element, which can also be called a trusted element, serves as a secure storage location; H. as a data storage for the storage of keys and other security-relevant data (for toll collection) as well as for the encryption and decryption of such data.

Da die zur Mauterhebung relevanten Daten kritische Daten sind, die zur Abrechnung der Maut herangezogen werden, sollten sie zumindest signiert sein, so dass ein Absender der Transpondereinrichtung eindeutig zuordenbar ist.Since the data relevant to toll collection is critical data that is used to settle the toll, it should at least be signed so that a sender of the transponder facility can be uniquely assigned.

Das Secure-Element wird z. B. mit einem separaten Baustein, beispielsweise mit einer Security Chipkarte realisiert. Hierzu kann vorzugsweise die Datenverarbeitungseinheit bzw. ein Prozessor vorgesehen sein, der den separaten Baustein, der auch als Zelle bezeichnet werden kann, bereits integriert hat. Bei einer anderen Variante kann die Funktion einer Security Chipkarte auch durch die Software-Anwendung realisiert werden.The secure element is z. B. realized with a separate module, for example with a security chip card. For this purpose, preferably the data processing unit or a processor can be provided, which has already integrated the separate module, which can also be referred to as a cell. In another variant, the function of a security chip card can also be realized by the software application.

Die Minimalkonfiguration der erfindungsgemäßen Transpondereinrichtung weist somit nur die Module auf, die für eine Mautkontrolle bzw. Mauterfassung wesentlich sind. Ein GSM-Modul sowie eine erste Positionsortung zur Bestimmung der Positionsdaten sind für eine Verwendung auf das weitere Gerät ausgegliedert, d. h. dass das Senden der zur Mauterhebung relevanten Daten an einen Mautbetreiber sowie die Positionsbestimmung des Fahrzeugs von dem weiteren Gerät übernommen wird. Darüber hinaus ist eine Ausgliederung einer Eingabemöglichkeit vorgesehen, die ebenfalls von dem weiteren Gerät, beispielswiese in Form eines HMI-Moduls übernommen wird. Eine Reduzierung auf eine Minimalkonfiguration bedeutet zunächst eine Materialeinsparung, die mit einer erheblichen Kostenersparnis einhergeht. Weiterhin bedeutet die Einsparung von Modulen bzw. Bauteilen eine Verringerung des Platzbedarfs, so dass die Transpondereinrichtung in ihrem Ausmaß sehr klein ausfällt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine Installation hinter der Windschutzscheibe in Personenkraftwagen vorteilhaft, da deutlich weniger Platz erforderlich ist. The minimal configuration of the transponder device according to the invention thus has only the modules which are essential for a toll control or toll collection. A GSM module and a first position location for determining the position data are outsourced for use on the further device, d. H. that the transmission of the toll collection relevant data to a toll operator and the position determination of the vehicle is taken from the other device. In addition, a spin-off of an input option is provided, which is also taken over by the other device, for example in the form of an HMI module. A reduction to a minimum configuration initially means a material saving, which is associated with a significant cost savings. Furthermore, the saving of modules or components means a reduction in space requirements, so that the transponder device is very small in size. This is particularly advantageous in terms of installation behind the windshield in passenger cars, since significantly less space is required.

Eine Kostenersparnis kann ferner dadurch erreicht werden, dass für die Datenverarbeitungseinheit ein besonders einfacher und dadurch stromsparender Prozessor eingesetzt wird, der ausschließlich für die zu bewältigenden Aufgaben, d. h. zum Betrieb der Transpondereinrichtung vorgesehen ist. Auch eine Hauptplatine, auf dem der Prozessor aufgebracht ist, sollte bevorzugt möglichst einfach ausgeführt sein und keine unnötigen Schnittstellen aufweisen. A cost saving can also be achieved by using for the data processing unit a particularly simple and thereby power-saving processor which is provided exclusively for the tasks to be handled, ie for the operation of the transponder device. Also, a motherboard on which the processor is applied is should preferably be as simple as possible and have no unnecessary interfaces.

Die zur Mauterhebung relevanten Daten umfassen fahrzeugspezifische Daten, wie beispielsweise eine Schadstoffklasse, eine Achsenanzahl, ein Gewicht des Fahrzeugs oder eine Seriennummer der Transpondereinrichtung sowie die aktuellen Positionsdaten des Fahrzeugs bzw. eine aus mehreren Positionsdaten bestimmte von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke. Zusammen mit den Positionsdaten können die fahrzeugspezifischen Daten vorzugsweise zu einer Maut-ID zusammengefasst und in dem Secure Element der Transpondereinrichtung permanent gespeichert werden. Zum Schutz vor Manipulation, kann das Secure Element eine Verschlüsselung aufweisen. Bereits bei der Ausgabe oder Installation können die zu einer jeweiligen Transpondereinrichtung gehörenden fahrzeugspezifischen Daten von dem Mautbetreiber registriert werden. Ferner kann die Sicherheit der fahrzeugspezifischen Daten bzw. der Maut-ID dadurch gewährleistet werden, dass sie von der Datenverarbeitungseinheit erzeugt, signiert und verschlüsselt werden, bevor sie zum Versand an den Mautbetreiber extern an das weitere Gerät übertragen werden. Hierzu sollte das weitere Gerät zumindest eine Einrichtung zur Drahtloskommunikation aufweisen, mit der die verschlüsselte Maut-ID an ein Rechenzentrum, beispielswiese des Mautbetreibers zur Berechnung der Maut gesendet werden kann.The data relevant to the toll collection include vehicle-specific data, such as a pollutant class, an axle count, a weight of the vehicle or a serial number of the transponder device and the current position data of the vehicle or a determined from a plurality of position data traveled by the vehicle track. Together with the position data, the vehicle-specific data can preferably be combined to form a toll ID and permanently stored in the secure element of the transponder device. To protect against manipulation, the secure element can be encrypted. Already during the issue or installation, the vehicle-specific data belonging to a respective transponder device can be registered by the toll operator. Furthermore, the security of the vehicle-specific data or the toll ID can be ensured by the fact that they are generated, signed and encrypted by the data processing unit before they are externally transmitted to the other device for shipment to the toll operator. For this purpose, the further device should have at least one device for wireless communication with which the encrypted toll ID can be sent to a data center, for example the toll operator for calculating the toll.

Die Kommunikationsverbindung zum Datenaustausch zwischen der Transpondereinrichtung und dem weiteren Gerät kann über die externe Schnittstelle mit einer externen Kabelverbindung bereitgestellt werden. Neben dem Datenaustausch kann die Kabelverbindung vorzugsweise zur Spannungsversorgung der Transpondereinrichtung dienen, so dass keine weitere Spannungsquelle zum Betrieb der Transpondereinrichtung notwendig ist. The communication link for data exchange between the transponder device and the further device can be provided via the external interface with an external cable connection. In addition to the data exchange, the cable connection can preferably serve to supply power to the transponder device, so that no further voltage source is necessary for operating the transponder device.

Die externe Schnittstelle kann vorzugsweise ein erstes Drahtlos-Kommunikationsmodul, bevorzugt ein WLAN(Wireless Local Area Network)-Modul und/oder ein Bluetooth-Modul aufweisen, so dass die zur Mauterhebung relevanten Daten, d. h. die Maut-ID an das weitere Gerät drahtlos übertragen werden kann. Das erste Drahtlos-Kommunikationsmodul ermöglicht es, eine bereits bestehende Drahtlos-Kommunikationsinfrastruktur, beispielsweise ein WLAN-Netzwerks und/oder ein Bluetooth-Netzwerks des Fahrzeugs zur Übertragung der verschlüsselten Maut-ID an das weitere Gerät zu verwenden. Solche fahrzeuginternen drahtlosen Kommunikationsstrukturen, wie sie beispielswiese von Fahrerinformationssystemen (FIS) bereitgestellt werden, ermöglichen üblicherweise eine Einkopplung mehrerer weiterer Geräte, so dass diese untereinander drahtlos kommunizieren können.The external interface may preferably have a first wireless communication module, preferably a WLAN (Wireless Local Area Network) module and / or a Bluetooth module, so that the data relevant to toll collection, i. H. the toll ID can be transmitted to the other device wirelessly. The first wireless communication module makes it possible to use an already existing wireless communication infrastructure, for example a WLAN network and / or a Bluetooth network of the vehicle for transmitting the encrypted toll ID to the further device. Such in-vehicle wireless communication structures, such as those provided by driver information systems (FIS), usually allow a coupling of several other devices, so that they can communicate with each other wirelessly.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist in der Transpondereinrichtung eine erste Positionsortung zur Bestimmung der Positionsdaten des Fahrzeugs vorgesehen, die vorzugsweise einen GPS-Empfänger und/oder einen GNSS(Global Navigation Satellite System)-Empfänger aufweist. Dabei können stets die Positionsdaten des Fahrzeugs bestimmt und zusammen mit den fahrzeugspezifischen Daten als verschlüsselte Maut-ID an das weitere Gerät übertragen werden. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere dann vorteilhaft, wenn das weitere Gerät keine eigene Positionsortung aufweist. In an advantageous embodiment, a first position location for determining the position data of the vehicle is provided in the transponder device, which preferably has a GPS receiver and / or a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. In this case, the position data of the vehicle can always be determined and transmitted together with the vehicle-specific data as an encrypted toll ID to the other device. This embodiment proves to be particularly advantageous if the other device has no own position location.

Das DSRC-Modul kann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, Daten mit ortsfesten straßenseitigen Kontrollbaken, mobilen Baken und/oder von Fahrzeug-zu-Fahrzeug auszutauschen. Somit ist eine Übertragung der Maut-ID via DSRC-Modul zum einen zur Mautkontrolle einsetzbar und zum anderen wird durch die alternative Übertragungsmöglichkeit der Maut-ID eine weitere Möglichkeit zur Mauterfassung realisiert, indem die Maut-ID beispielsweise von der mobilen oder stationären Kontrolleinrichtung an den Mautbetreiber weitergeleitet wird.The DSRC module may preferably be arranged to exchange data with stationary roadside beacons, mobile beacons, and / or from vehicle to vehicle. Thus, a transfer of the toll ID via the DSRC module on the one hand for toll control can be used and on the other hand, another alternative for toll collection is realized by the alternative transfer option of the toll ID by the toll ID, for example, from the mobile or stationary control device to the Toll operator is forwarded.

Die Transpondereinrichtung stellt eine separate Einheit dar, wobei zumindest das Secure-Element, das DSRC-Modul, die Datenverarbeitungseinheit und die externe Schnittstelle in einem einzigen, gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein können, an dem ein von außen zugänglicher Anschluss der externen Schnittstelle vorgesehen ist. Außerdem kann in einer entsprechenden Ausführungsform, die nicht der Minimalkonfiguration der Transpondereinrichtung entspricht, die erste Positionsortung ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet sein. An dem Gehäuse sind vorzugsweise keine weiteren Taster, Schalter oder Schnittstellen vorgesehen, so dass es sehr schlicht ausgeführt sein kann. Hinter der Windschutzscheibe unscheinbar angebracht, wird somit das Blickfeld oder die Konzentration eines Fahrzeugführers durch das Gehäuse nicht beeinträchtigt. Für eine besonders einfache Anbringung hinter der Windschutzscheibe kann das Gehäuse einen Saugnapf oder eine Klebefläche aufweisen. The transponder device represents a separate unit, wherein at least the secure element, the DSRC module, the data processing unit and the external interface can be arranged in a single, common housing, on which an externally accessible connection of the external interface is provided. In addition, in a corresponding embodiment, which does not correspond to the minimum configuration of the transponder device, the first position location may also be arranged in the housing. On the housing preferably no further buttons, switches or interfaces are provided so that it can be made very simple. Inconspicuously mounted behind the windshield, thus the field of vision or the concentration of a driver is not affected by the housing. For a particularly simple attachment behind the windshield, the housing may have a suction cup or an adhesive surface.

Zur alternativen Spannungsversorgung der Transpondereinrichtung, insbesondere für den kabellosen Betrieb, kann eine separate Spannungsversorgung mit einer wiederaufladbaren Batterie und/oder einer auf dem Gehäuse angeordneten Solarzelle vorgesehen sein. Vorteilhaft ist die Verwendung der Solarzelle in Verbindung mit besonders energiesparenden Modulen, da die Transpondereinrichtung somit weitestgehend autark und äußerst wartungsarm betrieben werden kann.For the alternative power supply of the transponder device, in particular for the wireless operation, a separate power supply with a rechargeable battery and / or a solar cell arranged on the housing can be provided. It is advantageous to use the solar cell in conjunction with particularly energy-efficient modules, since the transponder device can thus be operated largely self-sufficient and extremely low maintenance.

Die Transpondereinrichtung kann unter der Verwendung des weiteren Gerätes als eine Vorrichtung zur Mauterfassung angesehen werden, wobei das weitere Gerät zumindest eine zweite Positionsortung zur Bestimmung von Positionsdaten des Fahrzeugs und zumindest eine zweite Drahtlos-Kommunikationseinheit aufweist, mit der die von der Transpondereinrichtung gelieferten zur Mauterhebung relevanten Daten bzw. die gelieferte Maut-ID und/oder die Positionsdaten des Fahrzeugs, an eine zentrale Verarbeitungseinrichtung des Mautbetreibers übertragbar sind. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein Rechenzentrum, kann die eingehenden bzw. empfangenen Daten zur Mauterhebung bzw. die Daten der Maut-ID für eine Rechnungsstellung einer fälligen Maut verarbeiten.The transponder device may be considered as a toll collection device using the other device, wherein the further device has at least one second position location for determining position data of the vehicle and at least one second wireless communication unit with which the data relevant for toll collection provided by the transponder device or the delivered toll ID and / or the position data of the vehicle, to a central processing facility of the toll operator are transferable. The central processing device, for example a data center, can process the incoming or received data for toll collection or the data of the toll ID for invoicing a due toll.

Dadurch, dass das weitere Gerät zur Übertragung der Maut-ID eingesetzt wird, kann mit der genannten Vorrichtung eine sehr kostengünstige und einfache Variante zur Mauterfassung realisiert werden, die zudem aufgrund der eingesparten Module bei der Transpondereinrichtung, insbesondere des GSM-Moduls, in ihren Abmaßen kompakt und wartungsarm ist. The fact that the further device is used to transmit the toll ID, can be realized with the said device, a very cost-effective and simple variant for toll collection, which also due to the saved modules in the transponder device, in particular the GSM module, in their dimensions compact and low maintenance.

Als weiteres Gerät können in dem Fahrzeug integrierte Geräte, wie beispielsweise ein FIS (Fahrerinformationssystem) mit GSM- und GPS-Modul oder eine zum Senden und Empfangen von Daten eingerichtete Telematik in Frage kommen. Es können aber auch Fahrtenschreiber eingesetzt werden, die mit einer Einrichtung zur drahtlosen Datenübertagung, beispielsweise über das GSM-Netz, ausgestattet sind. Bevorzugt können jedoch von Personen in dem Fahrzeug verwendete Geräte, wie z. B. Mobilfunkgeräte mit Positionsortung, wie beispielsweise ein Smartphone, ein Mobiltelefon oder ein Tablet PC, zur Übertragung der Maut-ID verwendet werden.As a further device, devices integrated in the vehicle, such as a FIS (driver information system) with GSM and GPS module or a telematics set up for transmitting and receiving data can be considered. However, it is also possible to use tachographs which are equipped with a device for wireless data transmission, for example via the GSM network. However, preferred devices used by persons in the vehicle, such as. B. mobile devices with position location, such as a smartphone, a mobile phone or a tablet PC, are used to transfer the toll ID.

Ein ab 2015 geplantes automatisches Notrufsystem mit dem Namen eCall (emergency call) schreibt für Neufahrzeuge ein fest installiertes Mobilfunkgerät mit Positionsortung vor. In Verbindung mit der Transpondereinrichtung kann dann ein solches bereits fest installiertes Mobilfunkgerät mit Positionsortung als Vorrichtung zur Mauterfassung verwendet werden.An automatic emergency call system with the name eCall (emergency call) planned for 2015 prescribes a permanently installed mobile device with position location for new vehicles. In conjunction with the transponder device, such a permanently installed mobile device with position location can then be used as a toll collection device.

Für eine positionsgestützte Mauterfassung ist eine hohe Präzision bei der Bestimmung der Positionsdaten maßgeblich. Die ausschließlich GPS-gestützte Mauterfassung ist aufgrund ihrer geringen Positionsauflösung oftmals fehlerbehaftet, beispielsweise wenn mautpflichtige Straßen direkt neben mautfreien Straßen entlangführen. Hierbei erweist sich die Vorrichtung zur Mauterfassung besonders vorteilhaft, da durch ein Zusammenwirken des DSRC-Moduls der Transpondereinrichtung mit der zweiten Positionsortung, d. h. mit einem GPS- und/oder einem GNSS-Empfänger des weiteren Geräts in Verbindung mit der Drahtlos-Kommunikationseinheit des weiteren Geräts, die Positionsgenauigkeit mittels Interpolation der einzelnen Positionsortungen erheblich verbessert werden kann. Die Auswertung der Daten zur Positionsortung erfolgt in der Datenverarbeitungseinheit der Transpondereinrichtung. Durch Plausibilisierung, d. h. durch Abgleich der Positionsdaten mehrerer Positionsortungen kann zusätzlich die Manipulationserkennung verbessert werden.Position-based toll collection requires a high level of precision when determining the position data. The exclusively GPS-based toll collection is often flawed due to their low position resolution, for example, when toll roads along right next to toll-free roads. In this case, the device for toll collection proves to be particularly advantageous, since by an interaction of the DSRC module of the transponder device with the second position location, d. H. with a GPS and / or a GNSS receiver of the further device in conjunction with the wireless communication unit of the further device, the positional accuracy can be considerably improved by means of interpolation of the individual position locations. The evaluation of the position location data takes place in the data processing unit of the transponder device. Through plausibility, d. H. By adjusting the position data of multiple position locations, the tamper detection can also be improved.

Die weitere Drahtlos-Kommunikationseinheit kann vorzugsweise ein GSM-Modul, GPRS(General Packet Radio Service)-Modul, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)-Modul, LTE(Long-Term-Evolution)-Modul und/oder ein zweites WLAN-Modul enthalten, so dass mehrere Übertragungswege verwendet werden können, um eine möglichst hohe Empfangssicherheit bei der Übertragung der Maut-ID an das Rechenzentrum zu gewährleisten. The further wireless communication unit may preferably be a GSM module, GPRS (General Packet Radio Service) module, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) module, LTE (Long Term Evolution) module and / or a second WLAN module so that multiple transmission paths can be used to ensure the highest possible reception reliability when transferring the toll ID to the data center.

Mit einer Eingabeeinheit bzw. HMI des weiteren Geräts können Funktionsbefehle zur Bedienung der Transpondereinrichtung oder zur Abfrage eines Status, beispielsweise eines Betriebsmodus, eingegeben werden. Dabei kann die Eingabeeinheit so ausgeführt sein, dass die Funktionsbefehle akustisch per Sprachbefehl oder mit einer Tastatur eingegeben werden, die beispielswiese als virtuelle Tastatur auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm abgebildet ist. Die Übertragung der Funktionsbefehle kann über die Kommunikationsverbindung erfolgen, die über die externe Schnittstelle hergestellt ist. Function commands for operating the transponder device or for interrogating a status, for example an operating mode, can be input with an input unit or HMI of the further device. In this case, the input unit can be designed so that the function commands are entered acoustically by voice command or with a keyboard, which is mapped example as a virtual keyboard on a touch-sensitive screen. The transmission of the function commands can be done via the communication connection made via the external interface.

Das zweite Gerät ist vorzugsweise zum Betreiben einer Software ausgebildet, die eine Kommunikation mit der Transpondereinrichtung ermöglicht und/oder von der Transpondereinrichtung gesendete Befehle und/oder Daten verarbeiten kann. Hierzu sollte das weitere Gerät vorzugsweise einen entsprechenden Anwendungsprozessor aufweisen. Dadurch, dass ein Anwender die Transpondereinrichtung über die Eingabeeinheit des weiteren Geräts bedienen kann, benötigt die Transpondereinrichtung selbst keine weiteren Schalter oder Taster und kann außerhalb eines Aktionsradius des Anwenders, beispielsweise hinter der Windschutzscheibe oder in der Verkleidung des Fahrzeugs integriert angeordnet sein.The second device is preferably designed to operate a software that enables communication with the transponder device and / or can process commands and / or data sent by the transponder device. For this purpose, the further device should preferably have a corresponding application processor. Characterized in that a user can operate the transponder device via the input unit of the other device, the transponder device itself requires no further switches or buttons and can be arranged outside of a range of action of the user, for example, behind the windshield or integrated in the trim of the vehicle.

Das weitere Gerät kann ein separates Gehäuse mit separater Spannungsversorgung aufweisen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das weitere Gerät in dem Fahrzeug integriert ist und die Spannungsversorgung einer elektrischen Anlage des Fahrzeugs nutzt. The further device may have a separate housing with a separate power supply. But there is also the possibility that the other device is integrated in the vehicle and uses the power supply of an electrical system of the vehicle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 1 dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is in the 1 and will be explained in more detail below. It shows:

1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Mauterfassung mit einer Transpondereinrichtung und einem weiteren Gerät 1 : A schematic representation of a device for toll collection with a transponder device and another device

In der 1 ist eine Vorrichtung zur Mauterfassung mit einer hinter einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs installierten Transpondereinrichtung 1 und einem sich in dem Fahrzeug befindenden Mobiltelefon 2 abgebildet. Die Transpondereinrichtung 1 und das Mobiltelefon 2 sind über eine mit einer externen Kabelverbindung hergestellten Kommunikationsverbindung 3 zum Datenaustausch miteinander verbunden.In the 1 is a toll collection device with a transponder installed behind a windshield of a vehicle 1 and a mobile phone in the vehicle 2 displayed. The transponder device 1 and the mobile phone 2 are via a communication connection made with an external cable connection 3 connected to each other for data exchange.

Die Transpondereinrichtung 1 umfasst ein DSRC-Modul 1.1 zum Datenaustausch mit straßenseitigen Kontrolleinrichtungen, einen Prozessor 1.2 zur Generierung, Signierung und Verschlüsselung von fahrzeugspezifischen Daten bzw. einer Maut-ID und einen Secure-Element 1.4 zur permanenten Speicherung der fahrzeugspezifischen Daten bzw. der Maut-ID. Weiterhin umfasst die Transpondereinrichtung 1 eine externe Schnittstelle 1.5, mit der die fahrzeugspezifischen Daten bzw. die Maut-ID über die Kabelverbindung an das Mobiltelefon 2 übertragen werden können. The transponder device 1 includes a DSRC module 1.1 for data exchange with roadside controllers, a processor 1.2 for the generation, signing and encryption of vehicle-specific data or a toll ID and a secure element 1.4 for the permanent storage of the vehicle-specific data or the toll ID. Furthermore, the transponder device comprises 1 an external interface 1.5 with which the vehicle-specific data or the toll ID is transmitted via the cable connection to the mobile phone 2 can be transmitted.

Gestrichelt umrandete Bereiche, wie ein Bluetooth-Modul 1.6, ein GNSS-Empfänger 1.7 sowie eine Batterie 1.3 zur separaten Spannungsversorgung der Transpondereinrichtung 1 kennzeichnen optionale Merkmale, die nicht Bestandteil einer Minimalkonfiguration der Transpondereinrichtung 1 sind, sondern alternative Ausführungsformen darstellen, die weiter unten genauer beschrieben werden.Dashed outlined areas, like a bluetooth module 1.6 , a GNSS receiver 1.7 as well as a battery 1.3 for separate power supply of the transponder device 1 identify optional features that are not part of a minimum configuration of the transponder device 1 but represent alternative embodiments, which will be described in more detail below.

Das Mobiltelefon 2 umfasst einen GPS-Empfänger 2.3 zur Positionsortung des Fahrzeugs und einen Anwendungsprozessor 2.1 auf dem eine Software betrieben wird, die eine Kommunikation mit der Transpondereinrichtung 1 ermöglicht. Das Bezugszeichen 2.2 kennzeichnet ein GSM-Modul, mit dem eine Drahtloskommunikation via Mobilfunk herstellbar ist. Neben dem GSM-Modul 2.2 weist das Mobiltelefon 2 ein weiteres Drahtlos-Kommunikationsmodul 2.7 auf, das ein WLAN-Modul und ein Bluetooth-Modul enthält. Außerdem umfasst das Mobiltelefon 2 einen berührungsempfindlichen Bildschirm 2.8 über den Funktionsbefehle zur Bedienung der Transpondereinrichtung 1 eingegeben werden können. Das Bezugszeichen 2.4 kennzeichnet eine zweite externe Schnittstelle, über die die Kabelverbindung mit der Transpondereinrichtung 1 hergestellt ist. Die Kabelverbindung dient zudem zur Spannungsversorgung der Transpondereinrichtung 1, wobei die Spannung von der Batterie 2.5 geliefert wird. Das Spannungsmanagement 2.6 regelt die von der Transpondereinrichtung 1 benötigte Spannung und schaltet diese bei Bedarf, beispielsweise zum Energiesparen ab.The mobile phone 2 includes a GPS receiver 2.3 for position location of the vehicle and an application processor 2.1 on which a software is operated, which communicates with the transponder device 1 allows. The reference number 2.2 indicates a GSM module, with which a wireless communication via mobile phone can be produced. Next to the GSM module 2.2 has the mobile phone 2 another wireless communication module 2.7 which includes a WLAN module and a Bluetooth module. It also includes the mobile phone 2 a touch-sensitive screen 2.8 via the function commands for operating the transponder device 1 can be entered. The reference number 2.4 indicates a second external interface via which the cable connection to the transponder device 1 is made. The cable connection also serves to supply power to the transponder device 1 , where the voltage from the battery 2.5 is delivered. The voltage management 2.6 controls the from the transponder device 1 required voltage and switches off when needed, for example, to save energy.

Beim Start des Fahrzeugs schaltet sich die Vorrichtung zur Mauterfassung ein und der GPS-Empfänger 2.3 lokalisiert die Positionsdaten des Fahrzeugs. Anhand der Positionsdaten und Streckendaten die auf dem Mobiltelefon 1 in einem nicht gezeigten Speicher gespeichert sind, ermittelt die Software des Mobiltelefons 1, ob sich das Fahrzeug auf einer mautpflichtigen Strecke befindet. Ermittelt die Software eine Mautpflicht, sendet das Mobiltelefon 2 die von dem GPS-Empfänger 2.3 ermittelten Positionsdaten bzw. die Positionsdaten einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke über die Kabelverbindung an die Transpondereinrichtung 1. Dort erzeugt der Prozessor 1.2 aus den Positionsdaten und den in dem Secure-Element 1.4 gespeicherten fahrzeugspezifischen Daten, die die Anzahl der Fahrzeugachsen, die Schadstoffklasse und das Kfz-Kennzeichen des Fahrzeugs umfassen, eine verschlüsselte Maut-ID. Nachfolgend sendet der Prozessor 1.2 die verschlüsselte Maut-ID über die Kabelverbindung an das Mobiltelefon 1. Von dort überträgt das GSM-Modul 2.2 die verschlüsselte Maut-ID via Mobilfunk an einen hier nicht dargestellten Rechenserver eines Rechenzentrums des Mautbetreibers zur Berechnung der fälligen Maut.When the vehicle is started, the toll collection device and the GPS receiver turn on 2.3 locates the position data of the vehicle. Based on the position data and route data on the mobile phone 1 are stored in a memory, not shown, determines the software of the mobile phone 1 whether the vehicle is on a toll route. If the software determines a toll, the mobile phone sends 2 the one from the GPS receiver 2.3 determined position data or the position data of a distance covered by the vehicle via the cable connection to the transponder device 1 , There the processor generates 1.2 from the location data and in the secure element 1.4 stored vehicle-specific data, which include the number of vehicle axles, the emission class and the license plate of the vehicle, an encrypted toll ID. Subsequently, the processor sends 1.2 the encrypted toll ID via the cable connection to the mobile phone 1 , From there, the GSM module transmits 2.2 the encrypted toll ID via mobile radio to a computing server, not shown here, a data center of the toll operator to calculate the toll due.

Üblicherweise wird die verschlüsselte Maut-ID mittels SMS (Short-Message-Service) an den Rechenserver übertragen. Eine alternative Übertragungsform sieht die Verwendung des weiteren Drahtlos-Kommunikationsmoduls 2.7, insbesondere eine über WLAN hergestellte Funkverbindung vor, um die verschlüsselte Maut-ID entsprechend an den Rechenserver zu senden.Usually, the encrypted toll ID is transmitted via SMS (Short Message Service) to the computing server. An alternative form of transmission is the use of the additional wireless communication module 2.7 , in particular a wireless connection established over WLAN in order to send the encrypted toll ID accordingly to the computing server.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Transpondereinrichtung 1 den gestrichelt dargestellten GNSS-Empfänger 1.7 auf, der die Funktion der Positionsortung des Fahrzeugs übernimmt. Eine weitere Positionsortung mit dem Mobiltelefon 2 ist dann nicht notwendig. Die mit dem GNSS-Empfänger 1.7 bestimmten Positionsdaten des Fahrzeugs werden von dem Prozessor 1.2 zusammen mit den in dem Secure-Element 1.4 gespeicherten fahrzeugspezifischen Daten zu der zur Mauterhebung erforderlichen Maut-ID verschlüsselt und über die Kabelverbindung an das Mobiltelefon 2 übertragen. Von dort wird die verschlüsselte Maut-ID via Mobilfunk-Netz an den Rechenserver des Mautbetreibers gesendet.In an advantageous embodiment, the transponder device 1 the dashed GNSS receiver 1.7 on, which takes over the function of the position location of the vehicle. Another position location with the mobile phone 2 is not necessary then. The one with the GNSS receiver 1.7 certain position data of the vehicle are from the processor 1.2 along with those in the secure element 1.4 stored vehicle-specific data to the toll collection required for toll collection and encrypted via the cable connection to the mobile phone 2 transfer. From there, the encrypted toll ID is sent via mobile network to the toll server of the toll operator.

Eine alternative Möglichkeit zur Mauterfassung sieht ausschließlich die Verwendung der vorstehend beschriebenen Transpondereinrichtung 1 mit dem gestrichelt dargestellten GNSS-Empfänger 1.7 vor. Das Mobiltelefon 2 bzw. das weitere Gerät wird bei dieser Ausführungsform zur Mauterfassung nicht benötigt. Fährt das Fahrzeug an einer straßenseitigen festen oder mobilen Kontrolleinrichtung vorbei, sendet das DSRC-Modul 1.1 die verschlüsselte Maut-ID via DSRC-Signal. Dort empfangen, leiten die mobilen und/oder stationären Kontrolleinrichtungen die verschlüsselte Maut-ID weiter an den Rechenserver des Mautbetreibers. Da diese Ausführungsform ohne das weitere Gerät bzw. des Mobiltelefons 2 auskommt, ist die gestrichelt dargestellte Batterie 1.3 vorgesehen, die die Transpondereinrichtung 1 entsprechend mit Spannung versorgt. An alternative way of collecting tolls is solely the use of the transponder device described above 1 with the dashed GNSS receiver 1.7 in front. The mobile phone 2 or the other device is not needed in this embodiment for toll collection. If the vehicle drives past a roadside fixed or mobile control device, the DSRC module will transmit 1.1 the encrypted toll ID via DSRC signal. Received there, the mobile and / or stationary control devices forward the encrypted toll ID to the toll server of the toll operator. Since this embodiment without the other device or the mobile phone 2 gets along is the battery shown in dashed lines 1.3 provided that the transponder device 1 accordingly supplied with voltage.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Kommunikation zwischen der Transpondereinrichtung 1 und dem Mobiltelefon 2 über eine Bluetooth-Verbindung, die zwischen dem gestrichelt dargestellten Bluetooth-Modul 1.6 und dem Bluetooth-Modul des weiteren Drahtlos-Kommunikationsmoduls 2.7 hergestellt ist. Die Bluetooth-Verbindung ermöglicht den Datenaustausch, d. h. die Übertragung der Maut-ID, der Positionsdaten und/oder Funktionsbefehlen zwischen der Transpondereinheit 1 und dem Mobiltelefon 2. Bei dieser Ausführungsform ist wiederum die Batterie 1.3 zur Spannungsversorgung der Transpondereinrichtung 1 notwendig. Die Spannungsversorgung kann aber auch von einer nicht gezeigten, optional an dem Gehäuse der Transpondereinrichtung 1 angebrachten Solarzelle übernommen werden.In a further advantageous embodiment, the communication between the transponder device 1 and the mobile phone 2 via a Bluetooth connection, which is between the dashed Bluetooth module 1.6 and the Bluetooth module of the further wireless communication module 2.7 is made. The Bluetooth connection allows the data exchange, ie the transmission of the toll ID, the position data and / or function commands between the transponder unit 1 and the mobile phone 2 , In this embodiment, in turn, the battery 1.3 for power supply of the transponder device 1 necessary. But the power supply can also by a not shown, optionally on the housing of the transponder device 1 attached solar cell can be adopted.

Zum Ein- und Ausschalten oder zur Statusabfrage der Transpondereinrichtung 1 wird ein entsprechender Funktionsbefehl mit einer auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 2.8 dargestellten virtuellen Tastatur eingegeben. Der entsprechende Funktionsbefehl wird dann über die Kabelverbindung und/oder über die Bluetooth-Verbindung an die Transpondereinrichtung 1 übertragen und dort von dem Prozessor 1.2 verarbeitet. Anschließend veranlasst der Prozessor 1.2 die Übertragung angeforderter Daten, beispielsweise fahrzeugspezifischer Daten an das Mobiltelefon 2. Die fahrzeugspezifischen Daten können dann mit dem berührungsempfindlichen Bildschirm 2.8 visuell dargestellt werden. For switching on or off or to query the status of the transponder device 1 is a corresponding function command with a touch-sensitive screen 2.8 entered virtual keyboard entered. The corresponding function command is then transmitted via the cable connection and / or via the Bluetooth connection to the transponder device 1 transferred and there from the processor 1.2 processed. The processor then initiates 1.2 the transmission of requested data, for example vehicle-specific data to the mobile telephone 2 , The vehicle-specific data can then be displayed on the touch-sensitive screen 2.8 be presented visually.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist eine Sprachsteuerung zur Eingabe von Funktionsbefehlen vorgesehen, wobei Sprachbefehle über ein Mikrofon des Mobiltelefons 2 eingegeben werden. Eine Ausgabe einer von der Transpondereinrichtung 1 gelieferten Statusabfrage kann mit einem Lautsprecher des Mobiltelefons 2 ausgegeben werden.In an alternative embodiment, a voice control is provided for entering function commands, voice commands being via a microphone of the mobile telephone 2 be entered. An output from the transponder device 1 delivered status query can be with a speaker of the mobile phone 2 be issued.

Claims

Transponder device ( 1 ) for a toll collection system for use in vehicles, comprising - a DSRC module ( 1.1 ), which is set up to exchange data relevant to toll collection, - a secure element ( 1.4 ), which is set up for the storage of data relevant to the collection of tolls, - a data processing unit ( 1.2 ), which is set up to operate a software application, and an external interface ( 1.5 ), which is adapted to provide a communication connection ( 3 ) with at least one additional device located in the vehicle ( 2 ), so that the data relevant to the toll collection to the other device ( 2 ) are transferable.

Transponder device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the communication link ( 3 ) can be produced via an external cable connection.

Transponder device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that via the external cable connection a power supply of the transponder device ( 1 ) is provided.

Transponder device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the external interface ( 1.5 ) a first wireless communication module ( 1.6 ), preferably has a WLAN module and / or a Bluetooth module, so that the relevant data for toll collection to the other device ( 2 ) are wirelessly transferable.

Transponder device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a first position location ( 1.7 ) is provided for determining the position data of the vehicle.

Transponder device ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the DSRC module ( 1.1 ) is adapted for data exchange with stationary roadside beacons, mobile beacons and / or for data exchange from vehicle to vehicle.

Transponder device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least the secure element ( 1.4 ), the DSRC module ( 1.1 ), the energy-saving data processing unit ( 1.2 ) and the external interface ( 1.5 ) are arranged in a common housing.

Transponder device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a separate power supply ( 1.3 ) is provided with a rechargeable battery and / or a solar cell arranged on the housing.

Device for toll collection with the transponder device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8 using the further device ( 2 ), the other device ( 2 ) at least one second position location ( 2.3 ) for determining position data of the vehicle and at least one further wireless communication unit ( 2.2 ), by which the from the transponder device ( 1 ) delivered to Toll collection relevant data and / or the position data of the vehicle to a central processing device are transferable.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the wireless communication unit ( 2.2 ) has a GSM module, GPRS module, UMTS module, LTE module and / or second WLAN module.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the second position location ( 2.3 ) has a GNSS receiver and / or a GPS receiver.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the further device ( 2 ) an input unit ( 2.8 ), with the function commands for operating the transponder device ( 1 ) can be entered.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the further device ( 2 ) a separate housing with a separate power supply ( 2.5 ) having.

Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the further device ( 2 ) is a mobile device, preferably a mobile phone, or a driver information system or a telematics.