一种复合通行卡、信息交互方法及相关装置

技术领域

本公开涉及车载通信技术领域，具体地涉及一种复合通行卡、信息交互方法及相关装置。

背景技术

高速公路复合通行卡(CPC卡)集5.8GHz和13.56MHz通信功能于一体，具备车辆入口信息、路径信息和计费信息等读写功能，在高速公路非ETC车道入口发放给非ETC车辆并写入入口信息；在高速公路途中，ETC门架读取CPC卡中的车辆信息，计算通行费并写入CPC卡中，作为出口收费依据，同时将过站信息写入CPC卡中，形成CPC通行记录，在收费站出口车道读取通行卡内的路径信息并进行通行费计算的可重复使用的通行介质。

随着全国高速公路收费系统并网运行，同程不同费及计费不精准时有发生，为进一步提高CPC卡的标识成功率，准确还原车辆行驶轨迹和路径，新一代的高速公路复合通行卡采用北斗定位芯片采集的数据融合原有高速公路复合通行数据，实现高速公路通行卡通行费计算和定位跟踪双重功能。

在路侧单元将路径信息写入CPC卡过程中，由于通信信号强度弱，通信受到干扰等原因，会出现路侧单元无法将路径信息成功写入复合通行卡，复合通行卡中缺失部分路径信息，导致高速收费系统无法通过已写入CPC卡的路径信息进行路径还原，无法确定车辆行驶的具体路径，影响高速公路计费精准性。目前应用的路径识别率低，只得采用最短路径法收费，高速公路结构复杂、每年不光造成大量通行费流失，投资主体多元化，不同业主的利益分配也有失公平，对于建设大量基站，更换所有读写设备，投资巨大，一时难以全面实施。此外，目前普通高速公路复合通行卡不具备北斗定位功能。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种复合通行卡、信息交互方法及相关装置，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：

一种用于高速公路的复合通行卡，其包括控制模块、嵌入式安全控制模块以及北斗定位模块，所述嵌入式安全控制模块和所述北斗定位模块与所述控制模块相连接，所述控制模块与ETC门架系统中的路侧单元之间建立第一通信连接，所述嵌入式安全控制模块与外部控制终端之间建立第二通信连接，所述第一通信连接和所述第二通信连接的频段不同，所述北斗定位模块用于获取车辆的定位信息。

在一些实施例中，所述控制模块与第一天线连接，所述第一天线能够基于5.8GHz的通信频段实现与所述ETC门架系统之间进行通信；所述嵌入式安全控制模块与第二天线连接，所述第二天线能够基于13.56MHz的通信频段实现与外部控制终端之间进行通信；所述北斗定位模块与第三天线连接，所述第三天线能够获取车辆的定位信息。

在一些实施例中，还包括充电电池和充电模块，所述充电电池与所述控制模块和所述北斗定位模块分别连接，所述充电模块与所述充电电池连接。

本公开实施例还提供一种信息交互方法，其用于与上述所述的复合通行卡进行通信，其包括：

响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能；

响应于离开高速通行状态信号，获取车辆的路径信息和定位信息；

基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

在一些实施例中，所述响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能，包括：

响应于进入高速通行状态信号，获取车辆进入信息和所述复合通行卡的状态信息；

当所述状态信息满足预定条件的情况下，向所述复合通行卡发送当前的星历数据；

基于所述当前的星历数据对北斗定位功能进行配置和启动。

在一些实施例中，所述状态信息满足预定条件至少包括所述复合通行卡的当前电量大于预设阈值。

在一些实施例中，所述状态信息至少包括以下信息：ID号、充电状态、当前电量和故障信息。

本公开还提供一种信息交互装置，其用于与上述任一项所述的复合通行卡进行通信，其包括：

开启控制模块，用于响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能；

获取模块，用于响应于离开高速通行状态信号，获取车辆的路径信息和定位信息；

生成模块，用于基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

本公开实施例还提供一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

本公开实施例还提供一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述任一项任一项所述方法的步骤。

本公开实施例能够提高高速公路复合通行卡的标识成功率，实现车辆在通行高速公路时精确还原行驶路径，实现精确计费的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例的复合通行卡的结构示意图；

图2为公开实施例的复合通行卡中的文件存储示意图；

图3为本公开实施例的信息交互方法的步骤示意图；

图4为本公开实施例的信息交互方法的步骤示意图。

具体实施方式

此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

本公开第一实施例提供一种用于高速公路的复合通行卡，所述复合通行卡同时具备北斗定位功能和高速公路通行卡收费的功能，例如可以在现有通行卡基于5.8GHz频段交互的功能基础上增加北斗定位功能，通过北斗定位与DSRC(Dedicated Short RangeCommunications；专用短程通信技术)的传输技术例如能够在高速公路收费系统中实现结合应用，实现车辆在通行高速公路时准确还原行驶路径，进一步提高通行卡的标识成功率，从而实现精确计费的目的。

具体地，如图1所示，图1示出所述复合通行卡的内部结构示意图，所述复合通行卡能够与ETC门架系统和设置在高速公路入口和出口位置的读卡器进行信息交互，其包括控制模块10、嵌入式安全控制模块(ESAM)20以及北斗定位模块30，所述嵌入式安全控制模块20和所述北斗定位模块30与所述控制模块10相连接。

所述控制模块10与第一天线11连接，所述第一天线11能够基于5.8GHz的通信频段实现与ETC门架系统之间的针对DSRC数据的通信，所述嵌入式安全控制模块20与第二天线21连接，所述第二天线21能够基于13.56MHz的通信频段实现与读卡器之间的通信；所述北斗定位模块30与第三天线31连接，所述第三天线31能够基于北斗定位技术获取车辆的实时的定位信息。

进一步地，在所述嵌入式安全控制模块(ESAM)20中通过预定规则存储所述复合通行卡所需的文件，如图2所示，例如在主目录下的EF01位置、EF02位置、EF03位置分别存储系统信息文件、复合通行卡基本信息文件以及系统保留文件，在DF01的路径识别应用目录下存储应用密钥文件以及在目录下的EF01位置、EF02位置、EF03、EF04、EF05位置、EF06位置分别存储入出口信息文件、过站信息文件、第一保留文件、计费信息文件、第二保留文件以及第三保留文件等，在DF02的定位信息应用目录下存储应用密钥文件以及在目录下的EF01位置、EF02位置、EF03、EF04、EF05位置分别存储北斗应用控制文件、第一定位信息文件、第二定位信息文件、第一保留文件以及第二保留文件。

此外，所述复合通行卡还包括相互连接的充电电池50和充电模块60，所述充电电池50与所述控制模块10和所述北斗定位模块30连接，基于所述充电电池50能够为所述控制模块10和所述北斗定位模块30进行充电；所述充电模块60与所述充电电池50连接，通过所述充电模块60对所述充电电池50进行充电，为此，这里的所述复合通行卡具有二次充电功能。

此外，所述复合通行卡具备相应的通信接口40，基于所述通信接口40使得所述复合通行卡实现与例如设置在高速公路的入口和出口的读卡器之间的通信连接，所述读卡器与所述复合通行卡之间采用基于14443A协议的通信模式，从而能够实现所述复合通行卡的ID号、电量信息、充电状态、出入口状态、系统信息等信息的获取以及星历数据导入等功能，便于收费站操作人员识别卡片的相关信息，这样无需在路径识别点建设基站，充分利用现有收费系统建设的路侧基础设施。

本公开实施例能够实现车辆在通行高速公路时准确还原行驶路径，进一步提高通行卡的标识成功率，从而实现精确计费的目的。

本公开的第二实施例提供一种信息交互方法，所述信息交互方法适用于控制装置，所述控制装置与ETC门架系统进行信息交互，还可以通过例如读卡器与上述第一实施例提供的复合通行卡进行信息交互，如图3所示，其包括以下步骤：

S101，响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能。

在本步骤中，响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能。

具体地，在用户驾驶车辆进入到例如高速公路的入口时，一方面所述控制装置与所述复合通行卡基于13.56MHz的通信进行交互，以接收所述车辆进入例如高速公路中通行的信号，并在满足预定条件的情况下，控制所述北斗定位模块开启北斗定位的功能，也就是在原通行卡的入口操作基础上，实现北斗功能的配置和开启。此外，这里的所述控制装置也能获取例如高速公路的入口的相关信息，例如入口的位置信息等。

进一步地，如图4所示，包括以下步骤：

S201，响应于进入高速通行状态信号，获取车辆进入信息和所述复合通行卡的状态信息。

在本步骤中，响应于进入高速通行状态信号，获取所述复合通行卡的状态信息。具体地，在接收到用户的车辆进入例如高速公路中通行的信号的情况下，首先，获取所述复合通行卡的状态信息，这里的所述状态信息括例如ID号、充电状态、当前电量、故障信息等信息，这些状态信息例如可以存储在所述控制模块10的存储单元中，通过设置在高速公路入口的读卡器通过13.56MHz的频段通信可以获取所述复合通行卡的状态信息。在本步骤中，还需要获取车辆进入高速公路的进入信息，例如车辆进入的入口的位置信息，车辆进入的时间信息等。

S202，当所述状态信息满足预定条件的情况下，发送当前的星历数据。

在通过上述步骤S201响应于进入高速通行状态信号，获取车辆进入信息和所述复合通行卡的状态信息之后，在本步骤中，当所述状态信息满足预定条件的情况下，发送当前星历数据。这里的预定条件例如可以是所述复合通行卡的现有的电量大于预设阈值，也可以是所述复合通行卡不存在故障信息等。

当然，考虑到所述复合通行卡需要保证ETC功能的正常，在一些情况下，也可以根据应用场景的定义，允许在高速公路的入口处关闭北斗定位功能，或者判断所述充电电池50的状态控制关闭北斗定位功能，以保障ETC功能正常使用。

这里的星历数据(Ephemeris Data)指的是星体轨道参数表数据，是用于描述太空飞行体的位置和速度的表达式，一般采用两行式轨道数据系统。卫星、航天器或飞行体一旦进入太空，即被列入NORAD卫星星历编号目录，列入NORAD卫星星历编号目录的太空飞行体将被终生跟踪。星历数据以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，具有极高的精度，为此，基于星历数据能够精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态；能表达天体、卫星、航天器、导弹、太空垃圾等飞行体的精确参数。因此，在开启北斗定位功能的过程中需要首先接收和导入当前的星历数据。

在本步骤中，所述控制装置在向所述复合通行卡发送所述当前星历数据的过程中例如可以通过接触式的数据接口或者13.56MHZ的非接触式的数据接口，按照规定协议，将所述当前星历数据存储在所述复合通行卡中。

S203，对北斗定位功能进行配置和启动。

在通过上述步骤S202当所述状态信息满足预定条件的情况下，发送当前星历数据之后，在本步骤中，对北斗定位功能进行配置和启动。这里，在接收所述当前星历数据之后即可以准备开启北斗定位功能，这里的北斗定位功能可以通过设置所述复合通行卡文件结构DF02目录下EF01北斗配置文件的参数进行启动前的配置，这里的参数例如包括：北斗定位启动标志，北斗启动定时器清除允许标志(完成ETC交易是否清除延时启动北斗定位)，北斗启动间隔时间，北斗工作持续时间和北斗定位信息期望长度/应用版本号等数据内容；当然还可以清除北斗定位信息文件。在相关参数配置完毕后即可以启动北斗定位功能，从而基于所述当前星历数据进行定位。

S102，响应于离开高速通行状态信号，获取路径信息和定位信息。

在通过上述步骤S101响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能之后，在本步骤中，响应于离开高速通行状态信号，获取路径信息和定位信息。具体地，当所述车辆通过高速公路上的入口后即在所述车辆在高速公路上行驶，当所述车辆在高速公路上行驶也就是处于路内行驶阶段中，ETC门架系统通过5.8GHz频段与所述复合通行卡之间进行通信从而采集所述车辆通过每个门架的位置信息和时间信息等。

所述北斗定位模块30基于在高速公路的入口处导入的当前星历数据等参数开始进行定位，在行驶过程中所述北斗定位模块30通过所述第三天线31采集到相关的坐标等定位信息后存储到所述嵌入式安全控制模块20内的指定的位置。

此外，进一步地，还可以在车辆的行驶过程中随时监测所述复合通行卡的电量信息，例如在所述充电电池50中的电量低于预先设定的阈值时可以控制关闭北斗定位功能，以保证在高速公路出口处进行ETC交易仍有足够的电量以保证所述复合通行卡能够在较长的时间内正常工作。

具体地，在用户驾驶车辆抵达例如高速公路的出口时，一方面所述控制装置需要与所述复合通行卡之间进行通信，以接收离开例如高速公路中通行的状态信号，同时获取来自于ETC门架系统的基于DSRC通信的所述车辆的路径信息，这里的所述路径信息至少包括车辆驶入的入口信息、过站信息、出口信息等。

具体地，所述复合通行卡与设置在出口的读卡器之间进行基于13.56MHz频段的通信，例如通过13.56MHz频段的非接触通道，读取所述复合通行卡中存储的路径信息，以及读取北斗坐标信息文件功能。其中，这里的所述复合通行卡支持获取GPS/BDS导航信息，在出口通过读卡器能够获取定位信息。

S103，基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

在通过上述步骤S102响应于离开高速通行状态信号，获取路径信息和定位信息之后，在本步骤中，基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。这里需要对所述路径信息和所述定位信息之间进行匹配，例如将所述路径信息中包括ETC门架的位置信息与相同时间点的所述车辆的定位信息进行匹配，当全部匹配的情况下确定所述路径信息和所述定位信息无误，这样，通过获取ETC门架采集的路径信息和通过所述北斗定位模块获取的定位信息联合完成通行道路的费用计算，完成缴费功能。这里的缴费功能通过MTC系统(半自动车道收费系统)实现。

本公开实施例能够提高高速公路复合通行卡的标识成功率，实现车辆在通行高速公路时精确还原行驶路径，实现精确计费的目的。在我国高速公路投资主体多元化的环境下，解决车辆的行驶路线的多义性路径精确识别问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。

本公开的第三实施例提供一种信息交互装置，所述信息交互装置与ETC门架系统进行信息交互，还可以通过例如读卡器与上述第一实施例提供的复合通行卡进行信息交互，其包括相互耦合的开启控制模块、获取模块以及生成模块，其中：

所述开启控制模块，用于响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能；

所述获取模块，用于响应于离开高速通行状态信号，获取车辆的路径信息和定位信息；

所述生成模块，用于基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

进一步地，所述开启控制模块包括：

获取单元，用于响应于进入高速通行状态信号，获取车辆进入信息和所述复合通行卡的状态信息；

发送单元，用于当所述状态信息满足预定条件的情况下，向所述复合通行卡发送当前的星历数据；

配置单元，用于基于所述当前的星历数据对北斗定位功能进行配置和启动。

进一步地，所述状态信息满足预定条件至少包括所述复合通行卡的当前电量大于预设阈值。

进一步地，所述状态信息至少包括以下信息：ID号、充电状态、当前电量和故障信息。

本公开实施例能够提高高速公路复合通行卡的标识成功率，实现车辆在通行高速公路时精确还原行驶路径，实现精确计费的目的。在我国高速公路投资主体多元化的环境下，解决车辆的行驶路线的多义性路径精确识别问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。

本公开的第四实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开第一实施例提供的方法，包括如下步骤S11至S13：

S11，响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能；

S12，响应于离开高速通行状态，获取车辆的路径信息和定位信息；

S13，基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

进一步地，该计算机程序被处理器执行时实现本公开第一实施例提供的其他方法

本公开实施例能够提高高速公路复合通行卡的标识成功率，实现车辆在通行高速公路时精确还原行驶路径，实现精确计费的目的。在我国高速公路投资主体多元化的环境下，解决车辆的行驶路线的多义性路径精确识别问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。

本公开的第五实施例提供了一种电子设备，该电子设备至少包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器在执行存储器上的计算机程序时实现本公开任意实施例提供的方法。示例性的，电子设备计算机程序步骤如下S21至S23：

S11，响应于进入高速通行状态信号，在满足预定条件的情况下，控制开启北斗定位功能；

S12，响应于离开高速通行状态信号，获取车辆的路径信息和定位信息；

S13，基于所述路径信息和所述定位信息，生成MTC结算信息。

进一步地，处理器还执行上述第三实施例中的计算机程序

本公开实施例能够提高高速公路复合通行卡的标识成功率，实现车辆在通行高速公路时精确还原行驶路径，实现精确计费的目的。在我国高速公路投资主体多元化的环境下，解决车辆的行驶路线的多义性路径精确识别问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个电机扭矩的控制方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

此外，本申请附图中示出的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特征不必理解为彼此独立的实施例。而是，可以将一个实施例的其中一个示例中描述的每个特征与来自其他实施例的一个或多个其他期望的特征组合，从而产生未用文字或参考附图描述的其他实施例。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。