《一種ETC電子標籤的發行方法》是深圳市金溢科技有限公司於2007年9月18日申請的專利，該專利的申請號為2007100302980，公布號為CN101136069，授權公布日為2008年3月5日，發明人是羅瑞發、王政、杜水榮。
《一種ETC電子標籤的發行方法》公開了一種ETC電子標籤的發行方法，包括上位機、固定設備RSU和電子標籤OBU，所述固定設備RSU和電子標籤OBU之間設有無線交易指令接口，固定設備RSU通過該無線交易指令接口對電子標籤OBU寫入或讀取信息；所述電子標籤OBU內設有安全模組，用於數據通訊時與固定設備RSU之間的相互認證以及數據的加密和解密。該發明所述發行方法不僅操作簡便，而且信息在傳輸過程中具有更高的安全保證和可靠性，還具有移動發行，自助登記發行等特點，特別適用於在ETC收費系統中推廣套用。
2016年12月7日，《一種ETC電子標籤的發行方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種ETC電子標籤的發行方法
- 公布號：CN101136069
- 授權日：2008年3月5日
- 申請號：2007100302980
- 申請日：2007年9月18日
- 申請人：深圳市金溢科技有限公司
- 地址：廣東省深圳市南山區高新區北區清華信息港研發綜合樓808室
- 發明人：羅瑞發、王政、杜水榮
- Int.Cl.：G06K17/00(2006.01)、G06K19/07(2006.01)、H04L29/06(2006.01)、H04L9/00(2006.01)、G07B15/00(2006.01)
- 代理機構：廣州新諾專利商標事務所有限公司
- 代理人：李德魁
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
ETC | 電子不停車收費（Electronic Toll Collection，簡稱ETC），是一種不需要停車繳費來通過收費站的收費方法，車輛通過安裝車載單元（OBU），通過車載單元（OBU）與路側基站（RSU）通訊來完成收費過程。 |
RSU | 路側基站（Road side Unit，簡稱RSU），其主要功能在於與車輛上安裝的車載單元（OBU）和上位機進行通訊，傳輸相關信息。 |
OBU | 車載單元（On board Unit，簡稱OBU），安裝在車內與路側基站（RSU）進行通信的設備，同時也存儲有關與電子不停車收費相關的信息，如車牌號，車型等信息。 |
ETC電子收費系統通常包括兩個關鍵設備：電子標籤（即：車載單元，簡稱OBU）、固定設備（即：路側基站，簡稱RSU）。其中，電子標籤OBU安裝在車輛上，固定設備RSU安裝在收費站車道前端。當車輛駛近收費站時，固定設備RSU對電子標籤OBU進行讀寫，採集電子標籤所記錄的信息，完成交易，扣款等動作，並通知上位機，完成抬桿放行等一系列動作。
這種ETC收費系統需要有一個後端的營運系統配合，後端營運系統其中一個主要功能是發行電子標籤。發行電子標籤是指將發行商信息、電子標籤的使用人信息、啟用日期、到期時間、車輛參數等信息寫入電子標籤，並激 活電子標籤，使電子標籤在通過ETC車道時能夠被正確識別並完成交易。如果是非法安裝的電子標籤，則在營運系統里沒有該標籤的記錄，或者信息不符，在裝有該標籤的車輛通過ETC車道系統時，系統應該能夠正確識別並且做出相應的動作。
截至2007年9月，在中國國內套用的ETC收費系統中，關於電子標籤的發行，普遍採用的流程以及方法如下：
1、車主將車輛開到營業網點；
2、車主填寫車輛信息，以及用戶信息；
3、營業員發行一張導入卡，將車輛信息以及用戶信息寫入導入卡，發行一張激活卡；
4、給汽車安裝電子標籤；
5、將導入卡插入電子標籤；
6、電子標籤讀取導入卡上的信息，將信息寫入電子標籤自身的Flash Memory；
7、將激活卡插入電子標籤，電子標籤讀取卡上信息，激活電子標籤本身，電子標籤才可以正常使用。
對於這種使用導入卡導入信息的方法，存在以下一些不足之處：
（1）操作繁瑣。電子標籤的信息通過一張導入卡來導入，還需要一張激活卡，操作起來比較繁瑣，耗時比較長。
（2）安全性不足。由於電子標籤裡面不包含安全模組，無法對導入卡信息檔案校驗，該信息檔案只能自由讀取，很容易被人偽造一張導入卡而將非法信息導入電子標籤。
（3）無法驗證電子標籤的通訊性能。發行完畢，無法知道該電子標籤是否能通訊，雖然能導入信息，但微波通訊單元是否正常無從知道。如果不正常，用戶就不能通過ETC車道。
（4）無法驗證發行信息的正確性。發行完畢，無法知道到入卡寫入的信息是否正確。如果不正確，則在進行ETC交易的時候就會引起不必要的麻煩。
（5）不利於推廣。車主必須將車輛開到營業網點，而營業網點設立的不多。發行點較少，勢必影響用戶的安裝熱情，從而影響ETC的推廣。
發明內容
專利目的
《一種ETC電子標籤的發行方法》的目的在於克服上述ETC電子標籤發行方法中的缺陷，提供一種新的ETC電子標籤的發行方法。該方法具有更高的安全性，移動性，操作更方便。
技術方案
《一種ETC電子標籤的發行方法》所採用的技術方案：一種ETC電子標籤的發行方法，包括上位機、固定設備RSU和電子標籤OBU，所述固定設備RSU和電子標籤OBU之間設有無線交易指令接口，固定設備RSU通過該無線交易指令接口對電子標籤OBU寫入或讀取信息；所述電子標籤OBU內設有安全模組，用於數據通訊時與固定設備RSU之間的相互認證以及數據的加密和解密。
上述發行方法包括一次發行和二次發行兩個子過程，其中：一次發行通過上位機和固定設備RSU在空白的電子標籤OBU中創建檔案系統，寫入檔案訪問密鑰，以及與用戶無關的信息；二次發行通過上位機和固定設備RSU將與用戶相關的信息信息寫入電子標籤OBU。所述一次發行和二次發行的具體流程將在後文的實施方式中詳細描述，在此暫不展開說明。
上述上位機與固定設備RSU，以及固定設備RSU與電子標籤OBU之間的數據通訊經過加密處理。所述加密處理及其解密過程通過SAM卡完成。
為了便於實現移動發行，自助登記發行等，上述上位機和固定設備RSU合為一體，採用帶嵌入式作業系統的手持式RSU終端設備。
改善效果
《一種ETC電子標籤的發行方法》具有以下特點：
1、方便性。《一種ETC電子標籤的發行方法》中固定設備RSU通過無線交易指令接口對電子標籤OBU進行寫入或讀取信息，較2007年9月之前技術中採用的導入卡和激活卡更加快捷、方便。
2、安全性。電子標籤OBU內置了安全模組或者相當級別的軟體安全模組，發行過程中固定設備RSU有SAM卡的控制，信息在無線傳輸過程中有了安全的保證。
3、移動性。如果使用手持式的RSU終端設備作為發行的設備，就可以實現移動發行，上門批量發行，自助登記發行等。
4、可靠性。使用《一種ETC電子標籤的發行方法》所述的發行方法，可以在發行後進行電子標籤OBU的數據驗證，極大的減少了電子標籤OBU數據出現錯誤的幾率，避免了客戶發行後進行投訴的行為。
附圖說明
圖1為《一種ETC電子標籤的發行方法》所述電子標籤發行方法的一次發行過程示意圖；
圖2為《一種ETC電子標籤的發行方法》所述電子標籤發行方法的二次發行過程示意圖。
技術領域
《一種ETC電子標籤的發行方法》涉及智慧型交通系統的電子不停車收費（ETC）系統技術領域，特別是一種套用於電子不停車收費系統的電子標籤的發行方法。
權利要求
1.《一種ETC電子標籤的發行方法》包括上位機、固定設備RSU和電子標籤OBU，其特徵在於，所述固定設備RSU和電子標籤OBU之間設有無線交易指令接口，固定設備RSU通過該無線交易指令接口對電子標籤OBU寫入或讀取信息；所述電子標籤OBU內設有安全模組，用於數據通訊時與固定設備RSU之間的相互認證以及數據的加密和解密。
2.根據權利要求1所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述發行方法包括一次發行和二次發行兩個子過程，其中：
一次發行通過上位機和固定設備RSU在空白的電子標籤OBU中創建檔案系統，寫入檔案訪問密鑰，以及與用戶無關的信息；
二次發行通過上位機和固定設備RSU將與用戶相關的信息信息寫入電子標籤OBU。
3.根據權利要求2所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述一次發行過程包括如下步驟：
（1.1）通過上位機輸入要發行的電子標籤OBU服務序列號，打開固定設備RSU開始發行；
（1.2）固定設備RSU搜尋電子標籤OBU；
（1.3）電子標籤OBU作出回響；
（1.4）固定設備RSU獲得電子標籤OBU的ID號碼，並傳送至上位機進行處理；
（1.5）上位機獲得電子標籤OBU的ID號碼，計算得出電子標籤OBU的密鑰，並將密鑰傳送至固定設備RSU；
（1.6）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將密鑰通過一 系列的安全步驟寫入電子標籤OBU；
（1.7）寫入密鑰成功後，在電子標籤OBU內建立檔案系統；
（1.8）上位機將電子標籤OBU的系統信息送至固定設備RSU；
（1.9）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電子標籤OBU；
（1.10）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（1.11）固定設備RSU認證發行的密鑰是否正確；
（1.12）固定設備RSU讀取電子標籤OBU的信息，傳送至上位機進行驗證；
（1.13）上位機驗證電子標籤OBU內的信息與發行信息的一致性；
（1.14）發行完畢。
4.根據權利要求2所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述二次發行過程包括如下步驟：
（2.1）通過上位機輸入要發行的電子標籤OBU的二次發行信息，打開固定設備RSU開始發行；
（2.2）固定設備RSU搜尋電子標籤OBU；
（2.3）電子標籤OBU作出回響；
（2.4）固定設備RSU獲得電子標籤OBU的ID號碼，並傳送至上位機進行處理；
（2.5）上位機獲得電子標籤OBU的ID號碼，並將電子標籤OBU的系統啟用日期，到期時間等信息傳送至固定設備RSU；
（2.6）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電 子標籤OBU；
（2.7）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（2.8）上位機將車輛參數送固定設備RSU；
（2.9）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電子標籤OBU；
（2.10）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（2.11）固定設備RSU讀取電子標籤OBU的信息，傳送至上位機進行驗證；
（2.12）上位機驗證電子標籤OBU內的信息與發行信息的一致性；
（2.13）固定設備RSU抓拍車輛圖像，傳送至上位機保存；
（2.14）上位機保存原始發行數據和車輛圖像等信息，發行完畢；
（2.15）上位機通過適當的網路通信接口，將上述發行信息定期保存到後台資料庫，以備稽查。
5.根據權利要求1所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述上位機與固定設備RSU，以及固定設備RSU與電子標籤OBU之間的數據通訊經過加密處理。
6.根據權利要求5所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述加密處理及其解密過程通過SAM卡完成。
7.根據權利要求1所述ETC電子標籤的發行方法，其特徵在於，所述上位機和固定設備RSU合為一體，採用帶嵌入式作業系統的手持式RSU終端設備。
實施方式
《一種ETC電子標籤的發行方法》所述ETC電子標籤的發行方法，包括上位機、固定設備RSU和電子標籤OBU，在其發行過程中，固定設備RSU和電子標籤OBU之間通過增加一個無線交易指令接口，用於對電子標籤OBU寫入或讀取信息，通 過無線傳輸數據的方式來完成發行操作，而不是通過導入卡作為傳輸媒介。電子標籤OBU內增加了一個安全模組或者一個具有相當安全級別的軟體或硬體模組，用於在數據通訊時與固定設備RSU之間進行相互認證以及數據的加密和解密等。
一個完整的電子標籤發行過程由兩個子過程構成，即一次發行和二次發行兩個部分。其中，一次發行是指在空白的電子標籤OBU中創建檔案系統、寫入檔案訪問密鑰，以及將與用戶無關的信息（如：發行商代碼、版本號、序列號等信息）寫入電子標籤；二次發行是指將與用戶相關的信息（如：車輛信息，啟用日期，到期時間等信息）寫入電子標籤。
以下詳細介紹一次發行和二次發行的流程：
如圖1所示，電子標籤發行方法的一次發行過程為：
（1.1）通過上位機輸入要發行的電子標籤OBU服務序列號，打開固定設備RSU開始發行；
（1.2）固定設備RSU搜尋電子標籤OBU；
（1.3）電子標籤OBU作出回響；
（1.4）固定設備RSU獲得電子標籤OBU的ID號碼，並傳送至上位機進行處理；
（1.5）上位機獲得電子標籤OBU的ID號碼，計算得出電子標籤OBU的密鑰，並將密鑰傳送至固定設備RSU；
（1.6）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將密鑰通過一系列的安全步驟寫入電子標籤OBU；
（1.7）寫入密鑰成功後，在電子標籤OBU內建立檔案系統；
（1.8）上位機將電子標籤OBU的系統信息送至固定設備RSU；
（1.9）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電子標籤OBU；
（1.10）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（1.11）固定設備RSU認證發行的密鑰是否正確；
（1.12）固定設備RSU讀取電子標籤OBU的信息，傳送至上位機進行驗證；
（1.13）上位機驗證電子標籤OBU內的信息與發行信息的一致性；
（1.14）發行完畢。
如圖2所示，電子標籤發行方法的二次發行過程為：
（2.1）通過上位機輸入要發行的電子標籤OBU的二次發行信息，打開固定設備RSU開始發行；
（2.2）固定設備RSU搜尋電子標籤OBU；
（2.3）電子標籤OBU作出回響；
（2.4）固定設備RSU獲得電子標籤OBU的ID號碼，並傳送至上位機進行處理；
（2.5）上位機獲得電子標籤OBU的ID號碼，並將電子標籤OBU的系統啟用日期，到期時間等信息傳送至固定設備RSU；
（2.6）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電子標籤OBU；
（2.7）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（2.8）上位機將車輛參數送固定設備RSU；
（2.9）固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，將數據寫入電子標籤OBU；
（2.10）電子標籤OBU確認寫入信息成功；
（2.11）固定設備RSU讀取電子標籤OBU的信息，傳送至上位機進行驗證；
（2.12）上位機驗證電子標籤OBU內的信息與發行信息的一致性；
（2.13）固定設備RSU抓拍車輛圖像，傳送至上位機保存；
（2.14）上位機保存原始發行數據和車輛圖像等信息，發行完畢；
（2.15）上位機通過適當的網路通信接口，將上述發行信息定期保存到後台資料庫，以備稽查。
一般車道用的上位機和固定設備RSU的體積都比較大，重量也大，不具備移動特性。因此，作為優選，基於上述發行方法的上位機和固定設備RSU可合為一體，採用帶嵌入式作業系統的方便攜帶的手持式RSU終端設備。由於手持式RSU自帶了作業系統，也可以帶IC卡讀卡器、PSAM（終端安全控制模組）卡座、網路通信接口等，以及具有完整的人機操作界面，能夠實現上位機所具有的同等功能，獨立完成電子標籤的發行工作。
在所述一次發行過程中，電子標籤OBU的密鑰從密鑰母卡導出，其他信息則通過人機界面或者網路接口另外輸入。密鑰母卡由密鑰管理系統發行，並置於上位機或者固定設備RSU中，在上位機或者固定設備RSU的控制下工作。由於一次發行通常都是在相對比較安全的地方發行，上位機與固定設備RSU之間的通訊一般採用有線傳輸，這部分的數據可以加密也可以不加密，根據需要而定。如果需要加密，上位機和固定設備RSU可以採用SAM卡（安全存取模組）來實現數據的加密和解密。
固定設備RSU與電子標籤OBU之間的通訊數據一般根據安全的要求進行數據加密。數據的加密和解密由位於上位機或者固定設備RSU上的SAM卡和電子標籤OBU上的安全模組來共同完成。
發行時可以將該次發行所用到的信息一次性全部送給固定設備RSU，再由固定設備RSU按照電子標籤OBU安全模組的要求，一步一步完成信息的寫入。也可以將固定設備RSU作為一個操作通道，所有寫入操作、數據的計算、控制由上位機完成，固定設備RSU只是將收到的數據轉發給電子標籤OBU，或者將電子標籤OBU的信息轉發給上位機。發行過程中，固定設備RSU與上位機通過錯誤代碼來互動，如果中間有錯誤，上位機隨時可以終止發行，並且報告錯誤。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種ETC電子標籤的發行方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
