[發明專利]一種便于應用擴展的ETC閱讀器及其工作方法

有效

• 申請號: 201610070698.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105551101B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 陳冬;楊益起
• 申請（專利權）人: 天津中興智聯科技有限公司
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本發明創造屬于ETC技術領域，更具體的說，是通過集成業務流程操作和安全認證功能的安全控制模塊來管理和控制閱讀器，閱讀器提供協議和通信支撐的設備架構，起到統一業務規范、便于應用場景擴展、提升業務效率和系統安全的目的。

背景技術

隨著ETC全國聯網的推進，ETC應用越來越被人們所接受。越來越多的車主開始使用ETC標簽，體驗ETC帶來的便捷的出行體驗。到2015年，ETC用戶已經突破2100萬，并于9月底基本實現全國聯網。可預見，ETC用戶數量還會進一步爆發式增長。隨著ETC規模的擴大，ETC的擴展應用成為人們關注的熱點方向。ETC主要定位在高速不停車收費，如何深挖高速交通上其他應用，同時如何在城市交通中使用已存在的ETC標簽，滿足人們更多的出行應用需求，是許多設備廠商和各種公路管理部門、營運部門挖掘和開拓的市場機會點。

目前基于ETC系統最主要的擴展應用有高速多路徑識別系統，用于高速公路不同路徑跟蹤和費用拆分，需要實現路徑廣播、非法稽查和測速等功能；多車道自由流不停車收費系統(MLFF)，在城市的主要干道及橋梁進行過路收費，通過經濟手段來調節車輛流量和路徑選擇，起到緩解擁堵的作用，需要實現快速雙向認證和并發交易等功能；城市智能停車場，用于城市停車場的出入口收費、身份稽查和智能引導，需要實現身份認證和信息廣播等功能；智能交通卡口，用于城市交通路口信息采集和交通引導，實現身份認證和與視頻雙基采集比對等功能；以及其他如水上ETC系統、智能加油站系統、軍車管理系統等等不同的應用場景。每個應用場景都涉及到不同的業務需求、業務流程、文件系統和安全系統，閱讀器如果兼容不同場景會大大增加設計的復雜性和實現效率。另一方面，針對同一應用場景，不同設備廠家的實現也會存在差異，比如指令流程組合順序、文件操作大小、指令發送間隔、重傳間隔和次數、釋放鏈路流程處理等都會存在各自廠家的理解和實現，這樣就為不同廠家設備互聯互通帶來困難。雖然全國ETC應用經過多年磨合實現聯網，但設備兼容效率一直是限制系統效率的一個瓶頸，隨著更多ETC擴展應用的展開，這個問題會更加突出。綜上可以看到，如何使ETC閱讀器能快速安全的支持不同應用場景，減少設計難度，同時在相同場景下，規范不同閱讀器廠家的實現方式和接口標準，便于互通互聯和業務的規范性開展，并能提供安全高效的系統機制保障，是拓展ETC應用前景、深挖ETC設備市場機會的關鍵問題。

發明內容

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種便于應用擴展的ETC閱讀器，以解決ETC閱讀器不能支持不同的擴展應用、規范不同閱讀器的業務操作、提供更好的安全系統支撐的問題。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種便于應用擴展的ETC閱讀器，包括安全控制模塊和基礎支持模塊，安全控制模塊作為業務和安全中心，基礎支持模塊包含閱讀器CPU系統，作為通信和協議中心，兩者協同工作；

所述安全控制模塊SCU包括：

業務控制子模塊，通過與DSRC協議子模塊進行空口指令交互，與車道通信模塊進行數據相關指令的交互，實現業務流程和協議參數控制；

業務安全子模塊，寫入業務密鑰對和密鑰算法，實現與車載標簽上密鑰體系一致的業務安全密鑰體系，完成業務流程中與車載標簽的認證鑒別、相關業務信息的加密和解密；

系統安全子模塊，寫入相應系統密鑰算法、密鑰因子和SCU唯一標識信息，存儲安全控制模塊SCU與基礎支持模塊的身份證書和授權信息；

所述基礎支持模塊BSU包括：

DSRC協議子模塊，接收或響應業務控制子模塊發出的空口指令，進行協議組幀、封裝、解析、指令下發和響應上報，實現與車載標簽交互；同時控制閱讀器的射頻單元，完成射頻參數配置和射頻開關控制；

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

系統配置子模塊，寫入相應系統密鑰算法、密鑰因子和BSU唯一標識信息，配合系統安全子模塊完成安全控制模塊SCU的身份認證。

進一步的，SCU和BSU通過定義的交互指令完成業務通信和控制權的切換，通過保活機制和超時控制來確保兩者之間的鏈接狀態；在業務流程階段，SCU與BSU之間的交互指令的指令流包括從SCU到BSU的空口指令轉發幀、業務數據上報幀、業務流程結束幀；以及對應的從BSU到SCU的空口響應幀、業務數據響應幀、業務結束響應幀。