CN103886274A - 5.8g无线短程通信中间件及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种5.8G无线短程通信中间件，包括嵌入式微处理器、网络模块、串行通信模块以及存储模块，所述嵌入式微处理器具有多个硬件外接口，所述网络模块、串行通信模块以及存储模块通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述网络模块用于获取上层软件***的运行参数以及将交易结果上传至上层软件***，所述串行通信模块用于连接下层天线，实现指令的下发和数据接收，所述嵌入式微处理器用于根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性并且根据所述运行参数和5.8G无线短程通信中间件内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果，所述存储模块用于保存交易结果。本发明还提供了一种5.8G无线短程通信中间件的实现方法。

Description

5.8G无线短程通信中间件及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种5.8G无线短程通信中间件及其实现方法。

背景技术

随着我国高速公路路网的快速发展及国家对高速公路ETC收费的大力推广，ETC收费在全国范围内快速发展。作为ETC***的关键技术，5.8G短程通信技术日益成熟，相关设备厂商及设备型号和规格数量迅速增加，并且逐步应用于高速公路ETC收费之外的领域。

然而，由于标准推出的速度较慢及应用范围的迅速扩展，造成各厂商各设备之间的差异非常巨大，各种相关应用***在开发时必须针对选用的5.8G天线设备进行开发，一旦在同一***中出现多个型号甚至多个厂商的设备时就需要大量的适配开发工作。

发明内容

基于此，本发明将打破现有的设备鸿沟，使具体的应用***开发专注于解决业务层面的问题，而非技术与设备层面。本发明设计了一种无线短程通信中间件及实现方法。该中间件可以应用于多种具体的***中，例如电子收费、信息发布、车辆行驶路径标识、资产管理等。

其技术方案如下：

一种5.8G无线短程通信中间件，包括嵌入式微处理器、网络模块、串行通信模块以及存储模块，所述嵌入式微处理器具有多个硬件外接口，所述网络模块、串行通信模块以及存储模块通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述网络模块用于获取上层软件***的运行参数以及将交易结果上传至上层软件***，所述串行通信模块用于连接下层天线，实现指令的下发和数据接收，所述嵌入式微处理器用于根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性并且根据所述运行参数和5.8G无线短程通信中间件内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果，所述存储模块用于保存交易结果。

所述5.8G无线短程通信中间件使用时，在整个***中上层软件***可以连接一个或多个5.8G无线短程通信中间件，一个5.8G无线短程通信中间件可以连接一个或多个5.8G天线，形成树状结构。所述5.8G无线短程通信中间件通过各个模块与嵌入式微处理器连接，与上层软件***以及下层天线达成数据连接，简化了整个电子收费***的硬件构造。

进一步地，所述网络模块为以太网接口模块，所述串行通信模块用于连接5.8G天线，所述嵌入式微处理器用于与所述串行通信模块连接的硬件外接口为RS232、RS422或RS485的串口。

进一步地，所述存储模块包括程序存储器以及数据存储器，所述程序存储器与数据存储器分别通过嵌入式微处理器的硬件外接口与所述嵌入式微处理器连接。

进一步地，所述程序存储器为只读存储器，数据存储器为非易失性可擦写式存储器。

进一步地，所述5.8G无线短程通信中间件还包括电源模块、3G网络模块、USB通信模块以及显示模块，所述电源模块、3G网络模块、USB通信模块以及显示模块通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述显示模块包括显示屏、按键以及指示灯，所述显示屏、按键以及指示灯分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述存储模块包括程序存储器和数据存储器，所述程序存储器和数据存储器分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接。

进一步地，所述显示模块包括显示屏、按键以及指示灯，所述显示屏、按键以及指示灯分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接。

一种5.8G无线短程通信中间件的实现方法，包括步骤：

S1：通过网络模块从上层软件***获取运行参数；

S2：通过串行通信模块获取下层天线识别到的车辆上的身份标签，通过嵌入式微处理器根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性；

S3：嵌入式微处理器根据所述运行参数读取标签内信息，并且根据所述运行参数和存储模块内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果；

S4：通过存储模块将交易结果保存至数据库、上传至上层软件***。

由于利用5.8G无线短程通信中间件构建软硬件框架，因此所述5.8G无线短程通信中间件能够实时地处理各种数据和事件。所述5.8G无线短程通信中间件处于整个***的中间层位置，将***中复杂的交易细节屏蔽，按照设定的交易逻辑处理下层天线与标签之间的交易逻辑控制，并将交易结果传递给上层软件***。并且，所述5.8G无线短程通信中间件定义与上层软件统一的接口，使上层软件***不用关心底层的逻辑细节，简化上层软件结构，从而简化电子收费***的开发和维护工作，提高电子收费***的稳定性和可靠性。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：

通过串行通信模块向下层天线发送读取标签内信息指令，下层天线将标签内信息返回至串行通信模块；

嵌入式微处理器根据所述运行参数对标签内信息进行有效性判断，根据所述运行参数确定所需操作及所需数据；

通过串行通信模块向下层天线发送操作指令，下层天线将操作结果及数据返回至通过串行通信模块；

嵌入式微处理器将返回的操作结果及数据组装成标准指令，得到所述交易结果。

进一步地，还包括步骤：

S5：通过串行通信模块将交易结果通过下层天线发送给所述身份标签，所述身份标签播报所述交易结果。

由于所述身份标签播报所述交易结果，因此用户可以及时了解到交易信息。

进一步地，所述运行参数包括但不限于收费费率表、收费站表、车牌表、标签表、黑名单、发布信息表中的一种或多种，所述操作为消费、充值、改写信息、***信息发布中的至少一种。

附图说明

图1是本发明实施例所述的电子收费***的示意图。

图2是本发明实施例所述的5.8G无线短程通信中间件的示意图。

图3是本发明实施例所述的5.8G无线短程通信中间件中的软件结构示意图。

图4是本发明实施例所述的5.8G无线短程通信中间件中的应用于电子收费***的示意图。

图5是本发明实施例所述的5.8G无线短程通信中间件中的应用于信息发布***的示意图。

图6是本发明实施例所述的5.8G无线短程通信中间件中的应用于户外固定资产管理的示意图。

附图标记说明：

100、5.8G无线短程通信中间件，10、嵌入式微处理器，20、网络模块，30、串行通信模块，40、存储模块，42、程序存储器，44、数据存储器，50、电源模块，60、3G网络模块，70、USB通信模块，80、显示模块，82、显示屏，84、按键，86、指示灯。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1-2所示，本发明的5.8G无线短程通信中间件100应用于电子收费***中。所述5.8G无线短程通信中间件100处于整个电子收费***的中间层位置，是将***中复杂的交易细节屏蔽，按照设定的交易逻辑处理下层天线与标签之间的交易逻辑控制，并将交易结果传递给上层软件***的中间设备。在整个电子收费***中，所述上层软件***可以连接一个或多个5.8G无线短程通信中间件100，一个5.8G无线短程通信中间件100可以连接一个或多个5.8G天线，形成树状结构。

5.8G无线短程通信中间件100在硬件结构上以嵌入式ARM微处理器为核心，其包括作为核心工作模块的嵌入式微处理器10，与所述嵌入式微处理器10相连接的网络模块20、串行通信模块30以及存储模块40。所述存储模块40中包括嵌入式操作***和各种嵌入式软件包及专用软件，让5.8G无线短程通信中间件100能够实时处理各种数据和事件。嵌入式微处理器10支持Linux、WinCE等嵌入式操作***。本实施例中采用Linux嵌入式操作***。在本实施例中，所述网络模块20为以太网接口模块，其用于与上层软件***连接，实现网络通信。所述串行通信模块用于连接5.8G天线，实现指令下发和数据接收，所述嵌入式微处理器10用于与所述串行通信模块连接的串行通信接口为RS232、RS422或RS485的串口，分别适用于不同通信距离的场合。所述存储模块40进一步包括程序存储器42和数据存储器44。在一个实施例中，所述程序存储器42为只读存储器，数据存储器44为非易失性可擦写式存储器。所述5.8G无线短程通信中间件100还包括与所述嵌入式微处理器10相连接的电源模块50、3G网络模块60、USB通信模块70以及显示模块80。所述电源模块50用于为5.8G无线短程通信中间件100提供工作电源，并且维持对5.8G无线短程通信中间件100的供电。所述3G网络模块60用于通过无线网络与上层软件***连接，实现无线条件下的网络通信。所述USB通信模块70为外接USB存储设备，并通过外接USB存储设备进行必要的数据传输。所述显示模块80包括显示屏82、按键84以及指示灯86，所述显示屏82、按键84以及指示灯86分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器10达成连接。所述显示屏82为LCD屏或OLED屏，用于显示5.8G无线短程通信中间件100与上层软件***、下层天线通信的数据及事件反馈信息。所述按键84为多个，其可控制显示屏82的开关，显示内容的上翻、下翻，也可控制***的开机、关机、重启操作。所述指示灯86为多个，其除了用于电源指示外，还能够表示某种事件的状态，如***错误、报警、交易正在进行、交易成功等状态。

如图3-6所示，本发明的电子收费的实现方法，应用了上述5.8G无线短程通信中间件100，并通过上述5.8G无线短程通信中间件100中的嵌入式软件包及专用软件实现，并在所述5.8G无线短程通信中间件100建立了工作的软件平台。5.8G无线短程通信中间件100包括步骤：

S1：通过网络模块20从上层软件***获取运行参数；

具体地，5.8G无线短程通信中间件100的嵌入式微处理器10通过网络模块20从上层软件***获取运行参数所述运行参数包括但不限于收费费率表、收费站表、车牌表、标签表、黑名单表、发布信息表中的一种或多种。

S2：通过串行通信模块30获取下层天线识别到的车辆上的身份标签，通过嵌入式微处理器10根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性；

具体地，下层天线通过5.8G无线短程通信中间件100的串行通信模块将身份标签信息发送至嵌入式微处理器10。所述天线采用5.8G专用短程通信技术识别所述身份标签并与身份标签通信。

S3：嵌入式微处理器10根据所述运行参数读取标签内信息，并且根据所述运行参数和存储模块40内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果；

具体地，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31：5.8G无线短程通信中间件100向下层天线发送读取标签内信息指令，下层天线将标签内信息返回至5.8G无线短程通信中间件；

S32：5.8G无线短程通信中间件100根据所述运行参数对标签内信息进行有效性判断，根据所述运行参数确定所需操作及所需数据；

S33：5.8G无线短程通信中间件100向下层天线发送操作指令，下层天线将操作结果及数据返回至5.8G无线短程通信中间件；

S34：5.8G无线短程通信中间件100将返回的操作结果及数据组装成标准指令，得到所述交易结果。

所述子步骤S33又包括：

5.8G无线短程通信中间件100向下层天线发送操作指令；

下层天线进行操作并向5.8G无线短程通信中间件100返回用于交易验证的TAC码；

所述操作为消费、充值、改写信息、***信息发布中的至少一种。所述5.8G无线短程通信中间件100中的软件对待交易的标签进行识别是分析标签发出的身份信息数据，判断标签在当前***中的有效性；信息读取是将标签内存储的信息按需要读取出来，并对信息的有效性进行判断；消费是按照业务要求从标签中扣除一定数量的余额，同时返回用于交易验证的TAC码等信息；充值是按照业务要求向标签内增加一定数量的余额，同时返回用于交易验证的TAC码等信息；信息写入是按照业务要求对向标签内写入指定的信息，同时返回写入是否成功的结果状态；信息发布是按照上层***要求向标签发送信息，标签可以通过文字显示或语音报读方式将接收到的信息反馈给用户；这些过程中的所有最终数据和临时数据都由嵌入式数据库统一管理。所述识别、信息读取、消费、充值、信息写入、信息发布操作对上层软件***均作为原子操作出现，操作内包含的安全状态切换、密钥使用、交易合法性验证以及更加细节的指令组装，标签响应状态码分析等操作对上层软件***均不可见。由于5.8G无线短程通信中间件100实时地向所述下层天线下达指令，并且又实时地接收所述下层天线反馈的信息，从而快速又简单地完成指令的传达以及信息的获取。

S4：通过存储模块40将交易结果保存至数据库、上传至上层软件***。

具体地，5.8G无线短程通信中间件100的嵌入式微处理器10通过存储模块40将交易结果保存至数据库并通过网络模块上传至上层软件***。本发明的电子收费的实现方法在定义与上层软件***统一的接口上定义了标准的上层软件***通信指令，与上层软件***的通信使用标准的以太网模块或者3G网络模块60。整个标准指令包括：动作、数据，指令数据最终以TCP/IP协议传递给上层软件***。在嵌入式操作***之上，针对具体配置的硬件型号配备不同的驱动程序。在驱动之上就是逻辑控制模块。该模块利用嵌入式数据库对数据进行存取，所述嵌入式数据库可为SQLite、Firebird或Mysql。该模块的主要工作是通过与5.8G天线通信实现标签识别、标签内信息读取、充值、消费、标签内信息改写、***信息发布操作，与5.8G天线之间的通信遵从现有的相关标准。

进一步地，5.8G无线短程通信中间件的实现方法可能还包括步骤：

S5：通过串行通信模块30将交易结果通过下层天线发送给所述身份标签，所述身份标签播报所述交易结果。

由于利用5.8G无线短程通信中间件100构建软硬件框架，因此所述5.8G无线短程通信中间件100能够实时地处理各种数据和事件。所述5.8G无线短程通信中间件100处于整个***的中间层位置，将***中复杂的交易细节屏蔽，按照设定的交易逻辑处理下层天线与标签之间的交易逻辑控制，并将交易结果传递给上层软件***。并且，所述5.8G无线短程通信中间件100平台定义与上层软件***统一的接口，使上层软件***不用关心底层的逻辑细节，简化上层软件***结构，从而简化电子收费***的开发和维护工作，提高电子收费***的稳定性和可靠性。

当本发明的电子收费的实现方法应用在电子收费***中时，电子收费***向5.8G无线短程通信中间件100发送启动交易指令，5.8G无线短程通信中间件100收到启动指令后，按照交易逻辑进行标签有效性判断、标签信息有效性判断、计算收费金额、生成消费指令、分析操作结果、保存交易结果操作，交易完成后5.8G无线短程通信中间件100向电子收费***发送交易结果数据。当本发明的电子收费的实现方法应用在信息发布***时，信息发布***向5.8G无线短程通信中间件100设定待发送的内容，并启动中间件执行，5.8G无线短程通信中间件100收到启动指令后，判断标签有效性、发送待发布内容、分析并汇总接收结果、保存发送记录，按规则向信息发布***发送汇总数据。当本发明的电子收费的实现方法应用在户外固定资产管理中时，固定资产管理，将需要进行管理的户外资产进行标签化处理，使之能够被5.8G天线读取。开始工作前先将资产管理***中待盘点或处理的资产列表通过网络或无线网络导入5.8G无线短程通信中间件100。使用车辆携带5.8G无线短程通信中间件100及配套的5.8G天线对资产所在范围进行扫描，5.8G无线短程通信中间件100将对扫描到的标签进行自动处理，生成盘点记录或者更改标签中的内容等操作。盘点或处理结束后，5.8G无线短程通信中间件100将盘点结果上传到资产管理***中。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，包括嵌入式微处理器、网络模块、串行通信模块以及存储模块，所述嵌入式微处理器具有多个硬件外接口，所述网络模块、串行通信模块以及存储模块通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述网络模块用于获取上层软件***的运行参数以及将交易结果上传至上层软件***，所述串行通信模块用于连接下层天线，实现指令的下发和数据接收，所述嵌入式微处理器用于根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性并且根据所述运行参数和5.8G无线短程通信中间件内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果，所述存储模块用于保存交易结果。

2.如权利要求1所述的5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，所述网络模块为以太网接口模块，所述串行通信模块用于连接5.8G天线，所述嵌入式微处理器用于与所述串行通信模块连接的硬件外接口为RS232、RS422或RS485的串口。

3.如权利要求1所述的5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，所述存储模块包括程序存储器以及数据存储器，所述程序存储器与数据存储器分别通过嵌入式微处理器的硬件外接口与所述嵌入式微处理器连接。

4.如权利要求3所述的5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，所述程序存储器为只读存储器，数据存储器为非易失性可擦写式存储器。

5.如权利要求1所述的5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，还包括电源模块、3G网络模块、USB通信模块以及显示模块，所述电源模块、3G网络模块、USB通信模块以及显示模块通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述显示模块包括显示屏、按键以及指示灯，所述显示屏、按键以及指示灯分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接，所述存储模块包括程序存储器和数据存储器，所述程序存储器和数据存储器分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接。

6.如权利要求5所述的5.8G无线短程通信中间件，其特征在于，所述显示模块包括显示屏、按键以及指示灯，所述显示屏、按键以及指示灯分别通过所述多个硬件外接口分别与所述嵌入式微处理器达成连接。

7.一种5.8G无线短程通信中间件的实现方法，其特征在于，包括步骤：

S1：通过网络模块从上层软件***获取运行参数；

S2：通过串行通信模块获取下层天线识别到的车辆上的身份标签，通过嵌入式微处理器根据所述运行参数判断身份标签信息的有效性；

S3：嵌入式微处理器根据所述运行参数读取标签内信息，并且根据所述运行参数和存储模块内置的交易逻辑对标签内信息进行操作得到交易结果；

S4：通过存储模块将交易结果保存至数据库、上传至上层软件***。

8.如权利要求7所述的5.8G无线短程通信中间件的实现方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

通过串行通信模块向下层天线发送读取标签内信息指令，下层天线将标签内信息返回至串行通信模块；

嵌入式微处理器根据所述运行参数对标签内信息进行有效性判断，根据所述运行参数确定所需操作及所需数据；

通过串行通信模块向下层天线发送操作指令，下层天线将操作结果及数据返回至通过串行通信模块；

嵌入式微处理器将返回的操作结果及数据组装成标准指令，得到所述交易结果。

9.如权利要求7所述的5.8G无线短程通信中间件的实现方法，其特征在于，还包括步骤：

S5：通过串行通信模块将交易结果通过下层天线发送给所述身份标签，所述身份标签播报所述交易结果。

10.如权利要求7-9任意一项所述的5.8G无线短程通信中间件的实现方法，其特征在于，所述运行参数包括但不限于收费费率表、收费站表、车牌表、标签表、黑名单表、发布信息表中的一种或多种，所述操作为消费、充值、改写信息、***信息发布中的至少一种。

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