CN101673419B - Etc车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法 - Google Patents
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Abstract
一种ETC车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法，包括步骤1：ETC车载设备与路侧设备完成通行费交易；步骤2：ETC车载设备向出租车计价器发送一个传输通行费的中断请求；步骤3：ETC车载设备启动超时定时器；步骤4：ETC车载设备解析来自计价器的读取通行费信息包；步骤5：ETC车载设备组织加载通行费信息包；步骤6：ETC车载设备向出租车计价器发送加载通行费信息包；步骤7：ETC车载设备启动超时定时器；步骤8：ETC车载设备接收来自计价器的通行费应答信息包；步骤9：ETC车载设备组织通行费结束信息包；步骤10：ETC车载设备向计价器发送通行费结束信息包。本方法可以让ETC设备将通行费数据传送给计价器，从而为出租车乘客提供路桥通行费票据。
Description
技术领域
本发明涉及电子不停车收费***的车载设备与出租车计价器进行通讯的方法。
背景技术
电子不停车收费***(Electronic Toll Collection，简称ETC，)是国际上正在努力推广的一种用于公路、大桥和隧道的自动收费***，特别适于高速公路或交通繁忙的桥梁和隧道采用。在这种收费***中，车辆需安装一个***可唯一识别的称之为电子标签的设备，且在收费站的车道上或公路上设置可读/写该电子标签的天线***和相应的计算机收费***。车辆通过收费站点时，司机不必停车交费，只需以***所允许的速度通过，车载电子标签便可自动与安装在路侧或门架上的天线***进行信息交换，收费计算机收集通过车辆信息，并将收集到的信息上传给后台服务器，后台服务器根据这些信息识别出道路使用者，然后自动从道路使用者的帐户中扣除通行费。如果当前用户存在问题(如没有标签、交易失败或帐户金额不足等)，当事者将被拦截或者将其汽车牌照拍照并储存，便于进行事后处理。
ETC***的核心是车载设备(简称：OBE)。车载设备是一种安装在车辆上的具备安全模块、携带车辆信息(如车辆类型、车牌号等车辆信息)、可进行车辆自动识别和安全缴费的移动通信装置。具有以下功能和特点：
一、具有5.8GHz微波接收、发射电路及数据处理和控制功能。
二、能与路侧读写控制器RSE依照规定的DSRC通信协议进行双向通信。
三、具备无线收、发信息所需的数据信号调制及解调和编码、解码功能。
四、有一定的信息存储空间，并具备与其它存储媒介(如各种集成电路卡、CPU卡等)通信接口。
五、有声光提示装置和显示信息的液晶显示器。
六、体积小巧、符合工业设计，安装方便、使用电池供电、功耗低。
七、具备休眠省电、激发唤醒功能。配置一定容量且大少适合的锂电池，平均免维护时间不小于2年(按每天10次交易计算)。
随着大众对ETC的认知和ETC建设规模的扩大，ETC核心设备-车载设备原有的功能已经不能满足用户的使用需求。许多用户希望ETC设备不仅能提供不停车收费的各种便利，还能与交通应用紧密结合。尤其是在出租车行业，由于目前的ETC车载设备不能为乘客提供通行费票据，所以严重制约了ETC在出租车行业的使用和推广。这是由ETC的应用特点所至，为了防止大小车型变更及与收费相关的信息被篡改而造成逃费纠纷，目前国际国内ETC车载设备的供电模式基本上均为一个不可拆卸的电池供电模式，众所周知打印功能硬件环节功耗大，实际应用中用电池拖动打印环节不现实，这就基本限制了ETC设备自带打印环节的设计模式，所以目前国际国内所使用ETC设备基本都不具备打印功能，也就不能为乘客当场提供通行费票据。由于ETC设备不具备打印功能，不能为出租车乘客提供相应的通行费报销凭证，因此制约了ETC在出租行业的使用和推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是公开一种ETC车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法；由ETC车载设备将通行费数据传送给计价器，然后由计价器整合出租费和路桥通行费后打印收费票据，从而为出租车乘客提供路桥通行费票据。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种ETC车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法，包括以下步骤：
步骤1：电子不停车收费***的车载设备由收费车道的路侧设备所发射的微波信号唤醒，与路侧设备进行通信链路链接、通信交易、通信链路的释放，完成通行费交易；
步骤2：电子不停车收费***的车载设备向出租车计价器发送一个传输通行费的中断请求；
步骤3：电子不停车收费***的车载设备启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤2，若在定时器溢出前，电子不停车收费***的车载设备收到了来自计价器的读取通行费信息包，则执行步骤4；
步骤4：电子不停车收费***的车载设备解析来自计价器的读取通行费信息包，解析过程是：判定起始码和结束码均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与所接收到的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值，则认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤2；如果反算结果为初始值，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第一约定值，则认为是来自计价器的读取通行费的信息包，则执行步骤5；若命令字不为第一约定值，则执行异常重传请求，返回步骤2；
步骤5：电子不停车收费***的车载设备组织加载通行费信息包，首先填写起始码；然后将命令字置为第二约定值，表示当前包为加载了通行费的信息包；之后从读取通行费信息包中提取当前时间信息，并打入加载通行费信息包；再分别将通信费和车载设备编号填入加载通行费信息包；然后以初始值为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成加载通行费信息包的组织；
步骤6：电子不停车收费***的车载设备向出租车计价器发送加载通行费信息包；
步骤7：电子不停车收费***的车载设备启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤6，若在定时器溢出前，电子不停车收费***的车载设备收到了来自计价器的通行费应答信息包，则执行步骤8；
步骤8：当电子不停车收费***的车载设备接收到上述来自计价器的通行费应答信息包后，判定起始码和结束码均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与通行费应答信息包中的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值，则认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤6；如果反算结果为初始值，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第三约定值，就认为是来自计价器的读取通行费的信息包，则执行步骤9，若命令字不为第三约定值，则执行异常重传请求，返回步骤6；
步骤9：电子不停车收费***的车载设备组织通行费结束信息包；首先填写起始码；然后将命令字置为第四约定值，表示当前包为通知计价器本次通行费传递过程可以正常结束的信息包；之后以初始值为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成通行费结束信息包的组织；
步骤10：电子不停车收费***的车载设备向计价器发送通行费结束信息包。
该方法的实现需要对ETC的车载设备OBE做如下改进：硬件上需要增加OBE和计价器的联机扩展接口，该接口可以为有线通信接口，也可以为无线通信接口。
ETC的车载设备OBE平时处于带电深度休眠状态。当车辆经过ETC收费站或收费车道时，车载设备OBE被收费车道的路侧设备所发射的微波信号唤醒，开始与路侧设备的进行收费交易，收费交易过程包括通信链路链接、通信交易、通信链路的释放。整个收费交易过程完成后，OBE再次进入休眠，直到下次被唤醒进行新一轮收费交易。
ETC车载设备借助出租车计价器提供通行费票据的流程并不会对OBE的唤醒和交易过程产生任何流程上的影响，只是OBE在进入休眠前先要完成与出租车计价之间通行费的传输。即ETC原有的与路侧设备的进行收费交易的过程完全保持不变，所以这里不对ETC原有的业务流程作赘述。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图2是增加ETC通行费票据打印功能的出租车计价器流程图。
具体实施方式
请参照图1，本发明是一种ETC车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法，包括以下步骤：
步骤1：电子不停车收***ETC的车载设备OBE由收费车道的路侧设备所发射的微波信号唤醒，与路侧设备进行通信链路链接、通信交易、通信链路的释放，完成通行费交易；
步骤2：电子不停车收***ETC的车载设备OBE向出租车计价器发送一个传输通行费的中断请求；
步骤3：电子不停车收***ETC的车载设备OBE启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤2，若在定时器溢出前，ETC车载设备OBE收到了来自出租车计价器的读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq.的请求，则执行步骤4；
读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
起始码：2字节，CCH CCH；
数据包：命令不同，此处内容不同(各命令信息包的数据包细节见下文)；
校验码：2字节，CRC校验，CRC的全称为(Cyclic Redundancy Check)，中文名称为：循环冗余校验，校验多项式为X16+X12+X5+1，使用的初始值为FFFFH；
结束码：2字节，B3H B3H。
读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq中的数据包为5个字节
数据包的格式为：
| 命令字(1字节) | 时间(4字节) |
命令字：1字节，命令字＝01，读取通信费命令；
时间：4字节的UNIX时间，为计价器当前时间。UNIX时间是从1970年算起，以秒累加的时间。
本实施例中，通行费信息包FeeSubmitCmd.rq的具体内容为：
CCH CCH 01H 00H 00H 9CH 7AH 05H 6AH B3H B3H其中
CCH CCH为两字节的起始码；
01H为命令字；
00H 00H 9CH 7AH表示来自计价器的当前时间2009-9-2 11:40:33；
05H 6AH为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤4：电子不停车收***ETC的车载设备OBE解析来自计价器的读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq，解析过程是：判定起始码CCH和结束码B3H均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与所接收到的数据包内容按照CRC校验码生成规则进行校验计算，仍然用同一个多项式为X16+X12+X5+1，只是校验初值发生了变化，通信一方用0xFFFF作初始值，通信另一方接收到对方的信息包后，用对方所生成的校验码作为初始值再去反算对方的初始值，如果计算结果不为初始值FFH FFH，则校验不通过，认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤2；如果反算结果为初始值FFH FFH，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第一约定值01H，则认为是来自计价器的读取通行费的信息包，则执行步骤5；若命令字不为第一约定值01H，则执行异常重传请求，返回步骤2；
步骤5：电子不停车收***ETC的车载设备OBE组织加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs，首先填写起始码；然后将命令字置为第二约定值02H，表示当前包为加载了通行费的信息包；之后从读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq中提取当前时间信息，并打入加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs；回传计价器，作为验证信息之一供计价器进行通信可靠性验证，同时该时间信息保留在车载设备OBE内部作日志记录的时间信息。再分别将通信费和车载设备OBE设备编号填入加载通行费信息包；以初始值FFHFFH为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs的组织；
加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs中的数据包为13个字节：数据包的格式为：
| 命令字(1字节) | 时间(4字节) | 通行费(4字节) | OBE设备编号(4字节) |
命令字：1字节，命令字＝02，其含义是读取通信费命令应答；
时间：4字节的UNIX时间，是来自计价器当前时间，从读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq中获得。
通行费：4字节，单位为“分”；
OBE设备编号：4字节，该编号唯一，该编号最终直接或间接地体现在计价器所打印的票据上。
本实施例中，加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs的具体内容是：CCHCCH 02H 00H 00H 9CH 7AH 00H 00H 01H F4H 00H 00H 00H 01H 01HC6H B3H B3H，其中：
CCH CCH为两字节的起始码；
02H为命令字；
00H 00H 9CH 7AH表示当前时间2009-9-2 11:40:33；
00H 00H 01H F4H表示ETC通行费为5元，单位为分；
00H 00H 00H 01H代表编号为1的OBE设备编号；
01H C6H为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤6：电子不停车收***ETC的车载设备OBE向出租车计价器发送加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs；
步骤7：电子不停车收***ETC的车载设备OBE启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤6，若在定时器溢出前，ETC车载设备OBE收到了来自计价器的通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq，则执行步骤8，
通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq中的数据包为1个字节：
数据包的格式为：
| 命令字(1字节) |
命令字：1字节，命令字＝03，计价器正确获得通信费的状态应答；
本实施例中，通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq的具体内容是：CCHCCH 03H 0AH 6AH B3H B3H；其中：
CCH CCH为两字节的起始码；
03H为命令字；
0AH 6AH为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤8：当电子不停车收***ETC的车载设备OBE接收到上述来自计价器的通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq后，判定起始码CCH和结束码B3H均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq中的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值FFH FFH，则认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤6；如果反算结果为初始值FFH FFH，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第三约定值03H，就认为是来自计价器的读取OBE通行费的信息包，则执行步骤9，若命令字不为第三约定值03H，则执行异常重传请求，返回步骤6；
步骤9：电子不停车收***ETC的车载设备OBE组织通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs；首先填写起始码；然后将命令字置为第四约定值04H，表示当前包为通知计价器本次通行费传递过程可以正常结束的信息包；之后以初始值FFH FFH为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs的组织；
通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs中的数据包为1个字节：
数据包的格式为：
| 命令字(1字节) |
命令字：1字节，命令字＝04，该命令字的含义是通知计价器当前通行费的传递过程已经正常完成。
本实施例中，通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs的具体内容是：CCHCCH 04H 0DH C5H B3H B3H；其中
CCH CCH为两字节的起始码；
04H为命令字；
0DH C5H为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤10：电子不停车收***ETC的车载设备OBE向计价器发送通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs。
若乘客乘坐出租车没有经过使用ETC收取费用的路(桥)，则出租车计价器的工作流程将完全不变，而且出租车计价器票据输出仍然为：车牌号、上车时间、下车时间、等候时间、营运里程、单价、金额、日期。
如果乘客乘坐的出租车经过了使用ETC收取费用的路(桥)，则出租车计价器的工作流程变更为图2所示。即：在计费空闲时增加与ETC的OBE的通行费交互过程，并在乘客到达目的后，打印票据前，先进行出租费和通行费的整合，然后再进行票据打印。
这时出租车票据数据输出将在原有信息基础之上增加“通行费金额”和“交易时间”信息两项。即数据输出将包括车牌号、上车时间、下车时间、等候时间、营运里程、单价、金额、通行费金额、交易时间、日期。
请参照图2，出租车计价器使用的程序中要增加如下几个步骤：
步骤3：若有ETC的车载设备OBE的中断请求时，则出租车计价器响应ETC的车载设备OBE的中断请求，读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq.；
读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
起始码：2字节，CCH CCH；
数据包：命令不同，此处内容不同(各命令信息包的数据包细节见下文)；
校验码：2字节，CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1，使用的初始值为FFFFH；
结束码：2字节，B3H B3H。
读取通行费信息包FeeSubmitCmd.rq中的数据包为5个字节
数据包的格式为：
| 命令字(1字节) | 时间(4字节) |
命令字：1字节，命令字＝01，代表读取通信费命令；
时间：4字节的UNIX时间，为计价器当前时间。
本实施例中，通行费信息包FeeSubmitCmd.rq的具体内容为：
CCH CCH 01H 00H 00H 9CH 7AH 05H 6AH B3H B3H其中
CCH CCH为两字节的起始码；
01H为命令字；
00H 00H 9CH 7AH表示来自计价器的当前时间2009-9-2 11:40:33；
05H 6AH为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤4：出租车计价器接收ETC的车载设备OBE发送的加载通行费信息包FeeSubmitCmd.rs后，就进行解析，解析过程是：判定起始码CCH和结束码B3H均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与所接收到的数据包内容按照CRC校验码生成规则进行校验计算，如果计算结果不为初始值FFH FFH，则校验不通过，认为传输异常，做异常处理；如果反算结果为初始值FFH FFH，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第二约定值02H，则认为是来自OBE的加载了通行费的信息包，则执行步骤5；若命令字不为第二约定值02H，则执行异常处理；
步骤5：出租车计价器向ETC车载设备发送通信费接收应答信息包FeeSubmitStatus.rq，通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq的格式为：
| 起始码 | 数据包 | 校验码 | 结束码 |
通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq中的数据包为1个字节：
数据包的格式为：
| 命令字(1字节) |
命令字：1字节，命令字＝03，计价器正确获得通信费的状态应答；
本实施例中，通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rq的具体内容是：CCHCCH 03H 0AH 6AH B3H B3H；其中：
CCH CCH为两字节的起始码；
03H为命令字；
0AH 6AH为校验码；
B3H B3H为两字节的结束码。
步骤6：出租车计价器接收ETC车载设备发送的通行费结束信息包FeeSubmitStatus.rs；并解析，解析过程是：判定起始码CCH和结束码B3H均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与通行费应答信息包FeeSubmitStatus.rs中的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值FFH FFH，则认为传输异常；如果反算结果为初始值FFH FFH，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第四约定值04H，就认为是来自计价器的通行费结束信息包。出租车计价器程序完成的原有功能要保留。
Claims (1)
1.一种ETC车载设备向出租车计价器提供通行费数据的方法，该方法的实现需要对电子不停车收费***的车载设备做如下改进：硬件上需要增加车载设备和计价器的联机扩展接口，其特征是：该方法包括以下步骤：
步骤1：电子不停车收费***的车载设备由收费车道的路侧设备所发射的微波信号唤醒，与路侧设备进行通信链路链接、通信交易、通信链路的释放，完成通行费交易；
步骤2：电子不停车收费***的车载设备向出租车计价器发送一个传输通行费的中断请求；
步骤3：电子不停车收费***的车载设备启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤2，若在定时器溢出前，电子不停车收费***的车载设备收到了来自计价器的读取通行费信息包，则执行步骤4；
步骤4：电子不停车收费***的车载设备解析来自计价器的读取通行费信息包，解析过程是：判定起始码和结束码均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与所接收到的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值，则认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤2；如果反算结果为初始值，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第一约定值，则认为是来自计价器的读取通行费的信息包，则执行步骤5；若命令字不为第一约定值，则执行异常重传请求，返回步骤2；
步骤5：电子不停车收费***的车载设备组织加载通行费信息包，首先填写起始码；然后将命令字置为第二约定值，表示当前包为加载了通行费的信息包；之后从读取通行费信息包中提取当前时间信息，并打入加载通行费信息包；再分别将通信费和车载设备编号填入加载通行费信息包；然后以初始值为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成加载通行费信息包的组织；
步骤6：电子不停车收费***的车载设备向出租车计价器发送加载通行费信息包；
步骤7：电子不停车收费***的车载设备启动超时定时器，若定时器溢出，则返回步骤6，若在定时器溢出前，电子不停车收费***的车载设备收到了来自计价器的通行费应答信息包，则执行步骤8；
步骤8：当电子不停车收费***的车载设备接收到上述来自计价器的通行费应答信息包后，判定起始码和结束码均正确后，以所接收到的校验码为校验初值与通行费应答信息包中的数据包内容按照CRC校验码生成规则反算初始值，如果反算结果不为初始值，则认为传输异常，做异常重传请求，返回步骤6；如果反算结果为初始值，则校验通过，接着对命令字进行判定，若命令字为第三约定值，就认为是来自计价器的读取通行费的信息包，则执行步骤9，若命令字不为第三约定值，则执行异常重传请求，返回步骤6；
步骤9：电子不停车收费***的车载设备组织通行费结束信息包；首先填写起始码；然后将命令字置为第四约定值，表示当前包为通知计价器本次通行费传递过程可以正常结束的信息包；之后以初始值为校验值，与数据包的内容按照CRC校验码生成规则计算校验码；填写结束码，完成通行费结束信息包的组织；
步骤10：电子不停车收费***的车载设备向计价器发送通行费结束信息包。
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