一種obu與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)及方法，首先(1)在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，使OBU和智能終端設備之間相互匹配；在OBU與智能終端設備進行通信時，確認OBU與智能終端設備之間是否匹配，若是則OBU和智能終端設備之間進行通信，實現(xiàn)兩者的交互，若否則通信失敗。該系統(tǒng)及方法，利用智能終端設備的通信接口，實現(xiàn)了ETC系統(tǒng)的車載電子標簽OBU與智能終端設備之間的通信，以智能終端設備為中介，實現(xiàn)了對OBU的操作和控制，通過兩者的交互，為實現(xiàn)OBU的在線充值、升級以及交易保持記錄等提供了基礎，能夠有效減少OBU的維護成本，提高用戶體驗。
【專利說明】一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及不停車電子收費系統(tǒng)中的車載單元領域，具體涉及一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002]不停車收費系統(tǒng)ETC (Electronic Toll Collect1n)是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽OBU與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術與銀行進行后臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。
[0003]車載電子標簽BOU需要升級時不同廠家需要不同的專用設備，現(xiàn)場對電子標簽進行處理，如京津冀五省聯(lián)網(wǎng)時，為實現(xiàn)五省市內互聯(lián)互通，所有電子標簽需要現(xiàn)場升級，工程浩大。插入電子標簽內的用戶卡，需要到各運營商的充值網(wǎng)點或工行網(wǎng)點進行充值后使用，增加了用戶使用成本。


【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)相匹配的OBU與智能終端設備之間的通信，以智能終端設備為介質實現(xiàn)對車載電子標簽管理和控制，有效提高用戶體驗和減低電子車載標簽的維護成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，包括OBU和智能終端設備，所述OBU和智能終端設備之間相互匹配的；所述配對通信系統(tǒng)還包括:
[0007]配對驗證模塊，用于在OBU和智能終端設備之間進行通信之前，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配；
[0008]通信模塊，用于在確認OBU和智能終端設備之間匹配之后，進行OBU和智能終端設備之間的通信。
[0009]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，通過在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，實現(xiàn)兩者的匹配。
[0010]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，配對確認模塊確認OBU和智能終端設備之間是否匹配的方式為:
[0011 ] I) OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息；
[0012]2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)；
[0013]3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失??；
[0014]4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
[0015]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，步驟4)中，當兩者匹配一致時，智能終端設備將所述廣播信息中的OBU設備唯一標識碼和所述初始配對密鑰進行存儲。
[0016]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，步驟2)中，若智能終端設備中沒有存儲OBU設備唯一標識碼，步驟4)中，智能終端設備將其上設置的初始配對密鑰人工發(fā)送到0BU，若智能終端設備中存儲有OBU設備唯一標識碼，步驟4)中，智能終端設備將存儲的初始配對密鑰自動發(fā)送到0BU。
[0017]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，當OBU和智能終端設備匹配成功后，在智能終端設備中修改所述初始匹配密鑰，并將修改后的匹配密鑰同步到OBU中。
[0018]再進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，通信模塊中，通過智能終端設備通信接口實現(xiàn)OBU和智能終端設備之間的通信。
[0019]更進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，所述通信接口包括藍牙、WIF1、ZigBee、紅外、USB接口和串行接口和GPRS。
[0020]一種OBU與智能終端設備的配對通信方法，包括以下步驟:
[0021](I)在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，使OBU和智能終端設備之間相互匹配；
[0022](2)OBU與智能終端設備進行通信時，確認OBU與智能終端設備之間是否匹配，若是則OBU和智能終端設備之間進行通信，若否則通信失敗。
[0023]進一步，如上所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信方法，步驟(2)中，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配的方式為:
[0024]I) OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息；
[0025]2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)；
[0026]3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失敗；
[0027]4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
[0028]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所述的系統(tǒng)及方法，利用現(xiàn)有日益普及的智能終端設備的通信接口，實現(xiàn)了 ETC系統(tǒng)的車載電子標簽OBU與智能終端設備之間的通信，實現(xiàn)了兩者之間的數(shù)據(jù)和信令交互，以智能終端設備為中介，實現(xiàn)了對OBU的操作和控制，通過兩者的交互，為實現(xiàn)OBU的在線充值、升級以及交易保持記錄等提供了基礎，能夠有效減少OBU的維護成本，提高用戶體驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為【具體實施方式】中一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)的結構框圖；
[0030]圖2為【具體實施方式】中OBU與智能終端設備進行匹配通信的示意圖；
[0031]圖3為【具體實施方式】中一種OBU與智能終端設備的配對通信方法的流程圖；
[0032]圖4為【具體實施方式】中確認OBU和智能終端設備配對的流程圖。

【具體實施方式】
[0033]下面結合說明書附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0034]圖1示出了本發(fā)明【具體實施方式】中一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)的結構框圖，該系統(tǒng)中包括智能終端設備10和車載電子標簽0BU20，其中，智能終端設備10與0BU20是對應匹配的，該配對通信系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)智能終端10和0BU20之間安全通信的配對驗證模塊11和通信模塊12，其中:
[0035]配對驗證模塊11用于在OBU和智能終端設備之間進行通信之前，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配；
[0036]通信模塊12用于在確認OBU和智能終端設備之間匹配之后，進行OBU和智能終端設備之間的通信。
[0037]為了實現(xiàn)智能終端設備10與0BU20之間的對應匹配，本實施方式中，可以通過在0BU20中預先存儲初始配對密鑰以及在智能終端設備10中預先設置初始配對密鑰(如將初始配對密鑰刻印在終端設備的外部)，實現(xiàn)兩者的匹配，如果智能終端設備10上設置的初始配對密鑰與0BU20中存儲的初始配對密鑰一致，則說明兩者是匹配的。
[0038]為了保證通信的安全，本實施方式中配對確認模塊11確認0BU20和智能終端設備10之間是否匹配的方式如圖4所示，步驟如下:
[0039]I) OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息；
[0040]2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)；
[0041 ] 3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失??；
[0042]4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
[0043]此外，在步驟4)中，當智能終端設備10與0BU20兩者匹配一致時，智能終端設備將所述廣播信息中的OBU設備唯一標識碼和所述初始配對密鑰進行存儲。并且當0BU20和智能終端設備10匹配成功后，可以在智能終端設備10中修改所述初始匹配密鑰，并將修改后的匹配密鑰同步到0BU20中，完成兩者之間匹配密鑰的自由設置。
[0044]本實施方式中，在步驟2)中，如果智能終端設備10中沒有存儲MAC碼，說明該智能終端設備是第一次與OBU進行通信，這時在實際操作中，直接在智能終端設備的相關顯示界面，提示用戶輸入初始配對密鑰即刻印在終端設備外部的初始配對密鑰，并由智能終端設備將輸入的初始配對密鑰回傳給OBU，OBU接收到回傳的初始配對密鑰后，與其自身保存的初始配對密鑰核對，核對正確后，向智能終端設備應答配對成功，兩者之間可以建立安全通信鏈路，進行通信，完成數(shù)據(jù)和信令的交互；如果核對不正確，則應答智能終端設備配對失敗，斷開連接。當智能終端設備接收到OBU的配對成功應答后，在其系統(tǒng)中保存OBU的MAC碼和初始配對密鑰。一旦兩者完成首次匹配成功，由于智能終端設備內部已經(jīng)保存了初始配對密鑰，在后續(xù)兩者再次通信時，步驟4)中，智能終端設備可以直接將其保存的初始配對密鑰發(fā)送到OBU中，完成自動匹配確認。也就是說，首次進行匹配確認時，相當于對智能終端設備的授權過程，保證只有授權的終端設備才能夠與車載電子標簽OBU進行通信。
[0045]本實施方式中的通信模塊12中，通過智能終端設備通信接口實現(xiàn)OBU和智能終端設備之間的通信。所述通信接口包括藍牙、WIF1、ZigBee、紅外、USB接口和串行接口和GPRS等。在實際應用中，可以OBU中增加與智能終端設備對應的通信端口，通過智能終端設備自身帶的通信端口與OBU增加的通信端口完成兩者的通信，如圖2所示。
[0046]此外，為了保證系統(tǒng)安全和用戶實際使用習慣，可以一個智能終端設備與多個OBU匹配，一個OBU也可以與對個智能終端設備相匹配，但為了安全，匹配的個數(shù)也不能過多，如最多3個,一個智能終端設備最多可以配對三個車載電子標簽(OBU),—個車載電子標簽最多可以匹配三個智能設備終端。但是不論上述的個數(shù)是幾個，智能終端設備與其相匹配的OBU之間的匹配標簽是唯一的，也就是所述的初始配對密鑰是唯一的。
[0047]本實施方式中的智能終端設備沒有具體的限定，包括但不限于計算機、PDA等。
[0048]圖3不出了本發(fā)明【具體實施方式】中基于圖1和圖2所不系統(tǒng)的一種OBU與智能終端設備的配對通信方法的流程圖，該方法包括以下步驟:
[0049]步驟S1:在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，使OBU和智能終端設備之間相互匹配；
[0050]步驟S2:0BU與智能終端設備進行通信時，確認OBU與智能終端設備之間是否匹配，若是則OBU和智能終端設備之間進行通信，若否則通信失敗。
[0051]本實施方式中，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配的方式如圖4所示，包括以下步驟:
[0052]I) OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息；
[0053]2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)；
[0054]3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失??；
[0055]4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
[0056]通過本發(fā)明所述的方法及系統(tǒng)，智能終端設備與車載電子標簽OBU進行通訊前，必須經(jīng)過匹配確認，保證是授權的智能終端設備才能與車載電子標簽OBU進行通信，保證了通信的安全。在配對驗證通過后，兩者之間即可以建立安全通信線路，完成所需業(yè)務(如OBU的在線充值等業(yè)務)的數(shù)據(jù)和信令的交換。
[0057]本發(fā)明的系統(tǒng)及方法，利用智能終端設備的通信接口，實現(xiàn)了 ETC系統(tǒng)的車載電子標簽OBU與智能終端設備之間的通信，以智能終端設備為中介，實現(xiàn)了對OBU的操作和控制，通過兩者的交互，為實現(xiàn)OBU的在線充值、升級以及交易保持記錄等提供了基礎，能夠有效減少OBU的維護成本，提高用戶體驗。
[0058]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其同等技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，包括OBU和智能終端設備，其特征在于:所述OBU和智能終端設備之間相互匹配的；所述配對通信系統(tǒng)還包括: 配對驗證模塊，用于在OBU和智能終端設備之間進行通信之前，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配； 通信模塊，用于在確認OBU和智能終端設備之間匹配之后，進行OBU和智能終端設備之間的通信。
2.如權利要求1所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:通過在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，實現(xiàn)兩者的匹配。
3.如權利要求2所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:配對確認模塊確認OBU和智能終端設備之間是否匹配的方式為: 1)OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息； 2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)； 3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失敗； 4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
4.如權利要求3所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:步驟4)中，當兩者匹配一致時，智能終端設備將所述廣播信息中的OBU設備唯一標識碼和所述初始配對密鑰進行存儲。
5.如權利要求4所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:步驟2)中，若智能終端設備中沒有存儲OBU設備唯一標識碼，步驟4)中，智能終端設備將其上設置的初始配對密鑰人工發(fā)送到0BU，若智能終端設備中存儲有OBU設備唯一標識碼，步驟4)中，智能終端設備將存儲的初始配對密鑰自動發(fā)送到0BU。
6.如權利要求3所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:當OBU和智能終端設備匹配成功后，在智能終端設備中修改所述初始匹配密鑰，并將修改后的匹配密鑰同步到OBU中。
7.如權利要求1至6之一所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:通信模塊中，通過智能終端設備通信接口實現(xiàn)OBU和智能終端設備之間的通信。
8.如權利要求7所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信系統(tǒng)，其特征在于:所述通信接口包括藍牙、WIF1、ZigBee、紅外、USB接口和串行接口和GPRS。
9.一種OBU與智能終端設備的配對通信方法，包括以下步驟: (1)在OBU中存儲初始配對密鑰以及在和智能終端設備上中預先設置初始配對密鑰，使OBU和智能終端設備之間相互匹配； (2)OBU與智能終端設備進行通信時，確認OBU與智能終端設備之間是否匹配，若是則OBU和智能終端設備之間進行通信，若否則通信失敗。
10.如權利要求9所述的一種OBU與智能終端設備的配對通信方法，其特征在于:步驟(2)中，確認OBU和智能終端設備之間是否匹配的方式為: 1)OBU對外廣播帶有OBU設備唯一標識碼的廣播信息； 2)智能終端設備接收到所述廣播信息后，查看智能終端設備中是否存儲有OBU設備唯一標識碼，若是則進入步驟3)，若否則進入步驟4)； 3)查看智能終端設備中存儲的OBU設備唯一標識碼與接收到的廣播信息中的OUB設備唯一標識碼是否一致，若是進入步驟4)，若否則OBU與智能終端設備匹配失??； 4)智能終端設備將初始配對密鑰發(fā)送到OBU，OBU將智能終端設備發(fā)送的初始配對密鑰與其存儲的初始配比密鑰進行比對，若兩者一致則匹配成功，若兩者不一致則匹配失敗。
【文檔編號】G07B15/06GK104134237SQ201410328246
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權日:2014年7月10日
【發(fā)明者】高翔, 葉新, 董敏, 喻金錢 申請人:北京握奇智能科技有限公司