本實(shí)用新型屬于智能交通收費(fèi)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于北斗的車載單元。

背景技術(shù)：

隨著智能交通收費(fèi)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車持有量逐年攀升，電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection，簡(jiǎn)稱ETC)成為我國大力發(fā)展并推廣的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)。

目前，大多數(shù)ETC系統(tǒng)采用基于專用短程通信(Dedicated Short Range Communications，簡(jiǎn)稱DSRC)的電子標(biāo)簽技術(shù)方案，利用路側(cè)設(shè)備(Rate-Sensor Unit，簡(jiǎn)稱RSU)與車載電子標(biāo)簽(On board Unit)通信，實(shí)現(xiàn)車輛行駛過程中道路通行費(fèi)用自動(dòng)扣取功能。隨著ETC收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，其車輛通行速率低、跟車干擾嚴(yán)重、硬人力物力投資過大等問題也顯現(xiàn)出來。近年來出現(xiàn)了許多基于北斗的電子收費(fèi)系統(tǒng)，例如現(xiàn)有公開了基于北斗的兼容ETC和MTC的收費(fèi)系統(tǒng)、裝置和方法，利用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的第一定位信息，結(jié)合路測(cè)裝置的定位增強(qiáng)信息，通過精確定位車輛準(zhǔn)確位置緩解了ETC收費(fèi)過程中跟車干擾、車輛通行速率低等問題，但這種方法和裝置過于依賴于現(xiàn)有的ETC系統(tǒng)，無法解決車輛在路側(cè)裝置覆蓋范圍之外的離線收費(fèi)區(qū)域問題。而實(shí)現(xiàn)對(duì)道路收費(fèi)盲區(qū)的覆蓋，主要需要解決在無路側(cè)裝置情況下的車輛定位收費(fèi)問題，現(xiàn)有技術(shù)公開了基于北斗的高速公路車輛自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)、裝置及方法，該系統(tǒng)利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)車輛車輛行駛軌跡和虛擬收費(fèi)站點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)了車載裝置與高速公路計(jì)費(fèi)結(jié)算服務(wù)中心的通信，完成了車輛在無路側(cè)設(shè)備情況下行駛過程中的計(jì)費(fèi)扣費(fèi)操作。以上技術(shù)手段在一定程度上解決了過于ETC系統(tǒng)之外的收費(fèi)盲區(qū)問題，但是，該系統(tǒng)在通信方式完全依賴北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，一旦系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故 障，后臺(tái)服務(wù)中心無法及

時(shí)對(duì)行駛車輛進(jìn)行扣費(fèi)，從而出現(xiàn)漏收費(fèi)情況。

鑒于此，如何在不改變現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提供一種支持在離線收費(fèi)區(qū)域的自扣費(fèi)車載單元，有效解決后臺(tái)服務(wù)器扣費(fèi)不及時(shí)的問題，實(shí)現(xiàn)擁堵路況下車輛便捷繳費(fèi)成為目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于北斗的車載單元，支持車載單元在離線收費(fèi)區(qū)域的自扣費(fèi)功能，有效解決后臺(tái)服務(wù)器扣費(fèi)不及時(shí)的問題，實(shí)現(xiàn)擁堵路況下車輛便捷繳費(fèi)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用了以下技術(shù)方案：一種基于北斗的車載單元，包括中央處理模塊，與所述中央處理模塊連接的無線通信模塊、北斗模塊、IC卡模塊，還包括與所述中央處理模塊連接的自扣費(fèi)密鑰模塊，所述自扣費(fèi)密鑰模塊支持車載單元在離線收費(fèi)區(qū)域的自扣費(fèi)操作。

進(jìn)一步，所述自扣費(fèi)密鑰模塊包括：加密1單元和加密2單元，所述加密1單元和加密2單元通過異步串行接口與所述中央處理模塊連接；

所述加密1單元存有車輛身份信息，用于對(duì)加密2單元進(jìn)行安全認(rèn)證，并以密文方式向加密2單元發(fā)送車輛身份信息，所述車輛身份信息為具有密鑰標(biāo)示的相關(guān)車型信息；

所述加密2單元用于對(duì)獲取的車輛身份信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證，并對(duì)驗(yàn)證合法車輛需繳納的金額進(jìn)行加密處理，通過所述中央處理模塊完成對(duì)IC卡模塊的自扣費(fèi)操作。

進(jìn)一步，所述無線通信模塊包括移動(dòng)通信單元和射頻通信單元，所述移動(dòng)通信單元通過USB接口與所述中央處理模塊連接，支持多種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，包括TDS/TDL，WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所述射頻通信單元通過SPI接口與所述中央處理模塊連接，支持13.56M射頻識(shí)別功能、5.8G射頻通信功能、Wifi功能、藍(lán)牙功能。

進(jìn)一步，所述北斗模塊，通過UART接口與所述中央處理模塊連接，支持區(qū)域差分修正定位，定位精度可達(dá)亞米級(jí)。

進(jìn)一步，所述IC卡模塊，通過SPI接口與所述中央處理模塊連接。

進(jìn)一步，還包括與所述中央處理模塊連接的顯示模塊、音頻模塊、存儲(chǔ)模塊。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的基于北斗的車載單元，在不改變現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，支持離線收費(fèi)區(qū)域的自扣費(fèi)操作，有效解決后臺(tái)服務(wù)器扣費(fèi)不及時(shí)的問題，實(shí)現(xiàn)擁堵路況下車輛便捷繳費(fèi)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種基于北斗的車載單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的一種基于北斗的車載單元的自扣費(fèi)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例提供的一種基于北斗的車載單元的智能交通收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1示出了本實(shí)用新型提供的一種基于北斗的車載單元的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，一種基于北斗的車載單元100，包括：中央處理模塊101、北斗模塊102、自扣費(fèi)密鑰模塊103、顯示模塊104、音頻模塊105、無線通信模塊106、IC卡模塊107、、存儲(chǔ)單元108；

所述車載單元100內(nèi)部通信連接方式包括：

所述北斗模塊102與所述中央處理模塊101通過UART接口連接通 信，所述自扣費(fèi)密鑰模塊103與所述中央處理模塊101通過UART接口連接通信，所述顯示模塊104與所述中央處理模塊101通過LCM接口連接通信，所述音頻模塊105與所述中央處理模塊101通過MIPI接口連接通信，所述無線通信模塊106包括移動(dòng)通信單元109和射頻通信單元110，所述移動(dòng)通信單元109通過USB接口與所述中央處理模塊101連接通信，所述射頻通信單元110通過SPI接口與所述中央處理模塊101連接通信，所述IC卡模塊107通過SPI接口與所述中央處理模塊101連接通信，所述存儲(chǔ)模塊108通過SD卡接口與所述中央處理模塊101連接通信。

圖2示出了本實(shí)用新型提供的一種基于北斗的車載單元的自扣費(fèi)結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，一種基于北斗的車載單元的自扣費(fèi)電路方框圖包括：

車輛行駛至離線收費(fèi)區(qū)域產(chǎn)生自扣費(fèi)操作時(shí)，加密2單元112會(huì)向中央處理模塊101發(fā)送通訊連接指令，中央處理模塊101以安全方式與自扣費(fèi)密鑰模塊103建立通訊鏈路，鏈路建立成功，加密2單元112即通過中央處理模塊101以密文方式向加密1單元111發(fā)送車輛身份信息認(rèn)證指令，加密1單元111以安全方式驗(yàn)證車輛身份信息認(rèn)證指令合法性，驗(yàn)證成功，加密1單元111即通過中央處理模塊101以密文方式向加密2單元發(fā)送車輛身份信息，加密2單元112對(duì)車輛身份信息的合法性進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功，中央處理模塊101即將車輛繳納費(fèi)用數(shù)據(jù)發(fā)送至加密2單元112進(jìn)行加密處理，加密的繳費(fèi)數(shù)據(jù)由中央處理模塊101寫入IC卡模塊107進(jìn)行扣費(fèi)交易，IC卡模塊107內(nèi)部扣費(fèi)完成后，IC卡模塊107向中央處理模塊101返回扣費(fèi)結(jié)果，從而完成車輛離線收費(fèi)區(qū)域情況下的自扣費(fèi)操作。

圖3示出了本實(shí)用新型具體實(shí)施例提供的一種基于北斗的車載單元的智能交通收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，本實(shí)施例提供的基于北斗的車載單元的智能交通收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖包括：

車載單元100通過北斗天線113與北斗定位衛(wèi)星115、北斗差分基站 114進(jìn)行無線通信，后臺(tái)計(jì)費(fèi)服務(wù)中心116與車載單元100通過無線通信模塊106進(jìn)行通信,北斗天線113接收北斗定位衛(wèi)星115的車輛初始坐標(biāo)信息，包括：當(dāng)前時(shí)間值、衛(wèi)星編號(hào)、經(jīng)緯度坐標(biāo)值等，通過北斗差分基站114對(duì)車輛初始坐標(biāo)信息進(jìn)行局域差分?jǐn)?shù)據(jù)處理，獲取得到差分修正信息，包括：基站區(qū)域編號(hào)、北斗車載終端地址碼、差分偽距修正值等，北斗模塊102利用北斗天線113接收差分修正信息，通過中央處理模塊101軟件算法修正后，得到車輛最終坐標(biāo)信息，包括：經(jīng)緯度坐標(biāo)修正值、區(qū)域基站編號(hào)、當(dāng)前時(shí)間值等,中央處理模塊101利用無線通信模塊106轉(zhuǎn)發(fā)車輛最終坐標(biāo)信息至擁堵地圖計(jì)算單元117，擁堵地圖計(jì)算單元117根據(jù)區(qū)域道路內(nèi)接收的多個(gè)車載單元的最終坐標(biāo)信息統(tǒng)計(jì)出路況計(jì)費(fèi)信息，包括：道路擁堵實(shí)況地圖、收費(fèi)區(qū)域編號(hào)、區(qū)域通行費(fèi)率值、收費(fèi)區(qū)域出入節(jié)點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)等，擁堵地圖計(jì)算單元117將路況計(jì)費(fèi)信息利用無線通信模塊106以廣播形式推送至區(qū)域內(nèi)的車載單元100，車載單元100行駛至收費(fèi)區(qū)域時(shí)，中央處理模塊101根據(jù)路況計(jì)費(fèi)信息，計(jì)算出車輛行駛通過收費(fèi)區(qū)域需繳納的費(fèi)用，通過自扣費(fèi)密鑰模塊103完成對(duì)IC卡模塊107的自扣費(fèi)操作，中央處理模塊101通過無線通信模塊106將扣費(fèi)結(jié)果同步至用戶信息數(shù)據(jù)庫118記錄保存。