[发明专利]一种基于UHF RFID的ETC系统的OBU结构

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及ETC（不停车收费系统）。

背景技术

不停车收费系统ETC中，由两个重要单元组成：OBU（车载单元）、RSU（路侧单元）。现有的OBU采用的有源模式，在不与RSU通信的时候，OBU处于休眠状态。当OBU接收到RSU发出的唤醒信号时，OBU被唤醒，然后跟RSU进行通信。

现有的OBU存在两个缺点：（1）即便在处于休眠状态时，它的射频接收部分也在工作，需要耗电，正是这部分的电路的耗电，导致需要配置容量足够大的电池，因此带来了电池寿命短，整体成本高的问题。（2）由于OBU被唤醒的过程需要花时间，所以RSU读取OBU的识读速度慢，不能用于高速识读的场景，不能满足高速公路上对电子车牌的识读要求。

发明内容

为了克服传统不停车收费系统存在的上述问题，本发明提供了一种基于UHF RFID的ETC系统的OBU结构。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于UHF RFID的ETC系统的OBU结构，由无源单元和有源单元两部分组成，无源单元包括UHF RFID芯片和天线，有源单元包括MCU和电池，UHF RFID芯片设有通信接口和电源唤醒输出接口，RFID芯片与MCU通过通信接口连接，RFID芯片通过天线接收到的RSU发出的能量电磁波被激活与RSU进行通信，当UHF RFID芯片接收到RSU的开启OBU电源的命令后，从电源唤醒输出接口输出信号开启OBU中的电池给有源部分供电。

所述有源单元还包括SAM卡，SAM卡与MCU连接，MCU通过SAM卡对与RSU之间的信息进行加密认证。

所述有源单元还包括银行卡支付模块，银行卡支付模块连接MCU。

所述通信接口为I²C通信接口或UART通信接口。 

本发明提出了一种新的OBU结构，其中射频通信由UHF RFID无源标签完成，并且当标签接到受相关命令时才开启OBU的电源，唤醒OBU进行安全认证级别更高的通信，由于UHF RFID工作在无源模式下，OBU在休眠时完全不耗电，所以大大延长了电池的寿命，降低了OBU对电池容量的需要，因而也降低了成本。

附图说明

图1是本发明基于UHF RFID的ETC系统的OBU结构原理图。

具体实施方式

本发明的基于UHF RFID的ETC系统的OBU结构原理如图1所示，由无源单元和有源单元两部分组成，无源单元包括UHF RFID芯片和天线，UHF RFID为典型的无源射频电子标签，无需电源供电，负责与RSU进行射频通信，同时担当无源电子车牌的角色。有源单元包括MCU、电池、SAM卡和银行卡支付模块，UHF RFID芯片设有通信接口和电源唤醒输出接口，RFID芯片与MCU通过通信接口连接，UHF RFID芯片通过天线接收到RSU发出的能量电磁波，当能量达到一定的程度时，UHF RFID芯片被激活，即开始于RSU进行通信；RFID芯片与OBU中的MCU（单片机）通过通信接口相连，即OBU中的MCU通过RFID芯片与RSU进行通信，通信接口为I²C通信接口，还可以是其它串行通信，如UART。当UHF RFID芯片接收到RSU的开启OBU电源的命令后，从电源唤醒输出接口输出一个电平信号开启OBU中的电池给有源部分供电。SAM卡与MCU连接，MCU通过SAM卡对与RSU之间的信息进行加密认证，即OUB与RSU可以通过SAM卡进行高级别的信息安全认证。

RFID芯片工作在无源状态，即不需要电池供电。芯片中还可以写入诸如车牌号等车辆信息，在不需要进行更高级别的安全认证时，OBU可以与RSU进行无源、高速通信，这种情况特别适合电子车牌的应用场景。有源模块平常处于完全断电状态，不消耗电源。只有当RFID芯片输出一个电源唤醒信号后，MCU才被上电唤醒，并通过I²C进行通信，MCU通过SAM卡对与RSU之间的信息进行加密认证，安全级别可以达到银行支付过程的安全标准。MCU通过银行支付模块提取银行卡信息，可以读取接触式银行IC卡，也可以读取非接触IC卡，银行卡可以是接触式的，也可以是非接触式的。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。