[發(fā)明專利]一種便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610070698.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105551101B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冬;楊益起
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中興智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

1.一種便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器，其特征在于：包括安全控制模塊和基礎(chǔ)支持模塊，安全控制模塊作為業(yè)務(wù)和安全中心，基礎(chǔ)支持模塊包含閱讀器CPU系統(tǒng)，作為通信和協(xié)議中心，兩者協(xié)同工作；

所述安全控制模塊包括：

業(yè)務(wù)控制子模塊，通過與DSRC協(xié)議子模塊進行空口指令交互，與車道通信模塊進行數(shù)據(jù)相關(guān)指令的交互，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程和協(xié)議參數(shù)控制；

業(yè)務(wù)安全子模塊，寫入業(yè)務(wù)密鑰對和密鑰算法，實現(xiàn)與車載標簽上密鑰體系一致的業(yè)務(wù)安全密鑰體系，完成業(yè)務(wù)流程中與車載標簽的認證鑒別、相關(guān)業(yè)務(wù)信息的加密和解密；

系統(tǒng)安全子模塊，寫入相應(yīng)系統(tǒng)密鑰算法、密鑰因子和SCU唯一標識信息，存儲安全控制模塊與基礎(chǔ)支持模塊的身份證書和授權(quán)信息；

所述基礎(chǔ)支持模塊包括：

DSRC協(xié)議子模塊，接收或響應(yīng)業(yè)務(wù)控制子模塊發(fā)出的空口指令，進行協(xié)議組幀、封裝、解析、指令下發(fā)和響應(yīng)上報，實現(xiàn)與車載標簽交互；同時控制閱讀器的射頻單元，完成射頻參數(shù)配置和射頻開關(guān)控制；

車道通信模塊，用來進行與車道計算機或采集系統(tǒng)的通信方式的支持，完成數(shù)據(jù)通信成幀封裝和解析，完成指令適配；

系統(tǒng)配置子模塊，寫入相應(yīng)系統(tǒng)密鑰算法、密鑰因子和BSU唯一標識信息，配合系統(tǒng)安全子模塊完成安全控制模塊的身份認證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器，其特征在于：安全控制模塊和基礎(chǔ)支持模塊通過定義的交互指令完成業(yè)務(wù)通信和控制權(quán)的切換，通過保活機制和超時控制來確保兩者之間的鏈接狀態(tài)；在業(yè)務(wù)流程階段，安全控制模塊與基礎(chǔ)支持模塊之間的交互指令的指令流包括從安全控制模塊到基礎(chǔ)支持模塊的空口指令轉(zhuǎn)發(fā)幀、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報幀、業(yè)務(wù)流程結(jié)束幀；以及對應(yīng)的從基礎(chǔ)支持模塊到安全控制模塊的空口響應(yīng)幀、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)響應(yīng)幀、業(yè)務(wù)結(jié)束響應(yīng)幀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器，其特征在于：所述業(yè)務(wù)安全密鑰體系采用對稱加密算法，系統(tǒng)密鑰采用公私密鑰對和數(shù)字證書算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器，其特征在于：所述安全控制模塊對應(yīng)的硬件實體為獨立單板或模塊形式，通過插針或USB接口與閱讀器的主板相連，接口形式為高速并口或SPI或USB。

5.權(quán)利要求1至4任一所述的便于應(yīng)用擴展的ETC閱讀器的工作方法，其特征在于包含如下步驟：

步驟A.安全控制模塊和基礎(chǔ)支持模塊在出廠或發(fā)行時，其內(nèi)的系統(tǒng)安全子模塊和系統(tǒng)配置子模塊均寫入相應(yīng)系統(tǒng)密鑰算法、密鑰因子、和設(shè)備唯一標識信息；業(yè)務(wù)安全子模塊寫入業(yè)務(wù)密鑰對和業(yè)務(wù)密鑰算法；

步驟B.在閱讀器初次整理入網(wǎng)使用時，安全控制模塊和基礎(chǔ)支持模塊生成各自的系統(tǒng)密鑰對，攜帶身份信息，向營運密鑰管理中心CA申請設(shè)備的授權(quán)數(shù)字證書；

步驟C.設(shè)備每次上電后，安全控制模塊通過授權(quán)的數(shù)字證書對基礎(chǔ)支持模塊進行身份驗證，確認合法后可以進行后續(xù)業(yè)務(wù)操作；如果設(shè)備不合法或安全控制模塊未進行初始化，重新執(zhí)行步驟B進行設(shè)備初始化申請；

步驟D.BSU尋求與車道計算機或者采集系統(tǒng)的軟件建鏈，獲得閱讀器的工作配置信息；

步驟E.系統(tǒng)配置子模塊綜合步驟D獲取的工作配置信息和安全控制模塊支持模式，對安全控制模塊進行工作模式配置；

步驟F.安全控制模塊完成工作模式配置后，對基礎(chǔ)支持模塊進行業(yè)務(wù)參數(shù)配置，開始業(yè)務(wù)流程；

步驟G.業(yè)務(wù)控制子模塊下發(fā)空口指令轉(zhuǎn)發(fā)命令給DSRC協(xié)議子模塊，DSRC協(xié)議子模塊進行協(xié)議組幀發(fā)送，與車載標簽交互；從車載標簽返回的信息經(jīng)過DSRC協(xié)議子模塊解幀，通過空口響應(yīng)結(jié)果上報命令傳遞給業(yè)務(wù)控制子模塊；

步驟H.安全控制模塊通過對響應(yīng)結(jié)果解析，看是否需要上報車道計算機進行結(jié)果確認或信息獲取，如果需要，向基礎(chǔ)支持模塊發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報命令；如果不需要，繼續(xù)進行下一步空口指令轉(zhuǎn)發(fā)或其他處理；

步驟I.車道通信子模塊將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報給車道計算機或采集系統(tǒng)，獲得信息確認或下一步交互指令，再將響應(yīng)結(jié)果通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)響應(yīng)命令下發(fā)給業(yè)務(wù)控制子模塊；

步驟J.基礎(chǔ)支持模塊接收到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)響應(yīng)命令后進行相應(yīng)分析再繼續(xù)執(zhí)行下一步空口指令轉(zhuǎn)發(fā)或其他處理；根據(jù)業(yè)務(wù)需要重復(fù)步驟G至步驟J，直至業(yè)務(wù)完成。