一種減少etc指令碰撞保障業(yè)務效率的方法及射頻系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于射頻識別技術領域，尤其是涉及一種減少ETC指令碰撞保障業(yè)務效率 的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著ETC全國聯(lián)網(wǎng)的推進，ETC應用越來越被人們所接受。越來越多的車主開始使 用ETC車載標簽，體驗ETC帶來的便捷的出行體驗。據(jù)統(tǒng)計，到2015年，ETC用戶已突破2100 萬，9月份實現(xiàn)初步全國ETC聯(lián)網(wǎng)，ETC用戶可以在全國范圍內(nèi)享受不停車快速行駛通過收費 站帶來的便利?？梢灶A見，在未來的3至5年內(nèi)，ETC系統(tǒng)會持續(xù)呈現(xiàn)一個高速發(fā)展的狀態(tài)。 ETC在后續(xù)的發(fā)展中，也會逐漸從高速公路應用擴展到城市內(nèi)應用，實現(xiàn)更多的基于ETC系 統(tǒng)的擴展應用，帶來新的市場商機和應用前景。
[0003] 在ETC取得長足發(fā)展的同時，目前還有一些應用中需要解決的難題需要ETC系統(tǒng)營 運單位、設備廠家、集成商等各方面參與者進行持續(xù)的優(yōu)化和攻關，包括:鄰道干擾問題，相 鄰ETC車道部署會帶來鄰道干擾，導致流程干擾或誤扣款等問題;擴展應用支持，越來越多 定制化的城市應用和繁雜應用規(guī)范的使用，使閱讀器支持變的復雜;無法實現(xiàn)真正的快速 通行，目前大多數(shù)ETC車道都限制在20km/h時速下通行，在許多實際場景中車輛只能以更低 的車速通過等。其中無法實現(xiàn)真正的快速通行，是最直接影響用戶體驗的問題，直接對ETC 系統(tǒng)的使用效果帶來嚴重的負面影響。
[0004] 要解決快速通行問題，在覆蓋距離受設備性能和現(xiàn)場部署條件制約而通常無法做 理想優(yōu)化的情況，縮短交易時間是一個重要的優(yōu)化思路。交易時間通常包括以下環(huán)節(jié):指令 空口傳輸時間，0BU和RSU本身處理時間，PSAM卡或ESAM卡等運算和加解密時間、車道計算機 處理時間等幾部分，這些時間都屬于顯性固定時間，通過提升CPU系統(tǒng)處理速度、SAM卡處理 能力和優(yōu)化程序可以進行優(yōu)化;除了顯性時間外，還有一種隱性浮動時間，是由流程之間的 配合決定的，其中典型的是RSU指令的發(fā)送和0BU的響應的碰撞，所謂碰撞一般是指RSU的一 次重傳與0BU響應在一個相近的時間段同時發(fā)送，由于RSU-般是收發(fā)單工，發(fā)送指令的同 時無法完成接收，這樣就錯過了本次接收，需要等待下次RSU重發(fā)才能接收到0BU數(shù)據(jù)，交易 時間就延長了一個重傳周期，目前RSU重傳間隔一般是10~20ms，流程上有4次空口交互，如 果每次交互都存在碰撞，交易時間就會有40~80ms的整體延長;還有一種更惡劣的情況，重 傳周期過短，每次重傳時機都與0BU響應接近，這樣就會造成每次重傳都碰撞，從而不只是 延長了交易時間而是無法接收0BU數(shù)據(jù)導致交易失敗。
[0005 ]綜上可見，RSU重傳命令與0BU響應的碰撞是造成ETC交易時間波動延長的重要原 因，減少空口交互碰撞，是保障交易時間最短、業(yè)務效率最優(yōu)的重要手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種減少ETC指令碰撞保障業(yè)務效率的方法，能有效減 少ETC指令碰撞發(fā)生幾率，從而保障業(yè)務效率。
[0007] 0BU有兩種回復的方式:一種是主動回復，即當指令完成后立即主動回復結果數(shù)據(jù) 給RSU;另一種是被動回復，即指令完成后也不立即回復，而需要等待下一次RSU重傳后再進 行回復?？梢娭鲃踊貜蜁缺粍踊貜托矢撸粍踊貜涂赡軙菇Y果延長一個重傳周期 再上傳。
[0008] 為了縮短交易時間，目前現(xiàn)行0BU都采用主動方式回復，但這種形式也更容易發(fā)生 碰撞，本發(fā)明是針對0BU主動回復方式進行的優(yōu)化。
[0009] 0BU主動回復最理想的時機是在重傳命令間隔之間，0BU的回復數(shù)據(jù)傳輸不與RSU 重傳指令數(shù)據(jù)傳輸有任何重合，0BU響應階段的交易耗時就是0BU本身對指令的處理時間。 一旦0BU的響應接近RSU的重發(fā)指令，就可能產(chǎn)生碰撞，導致交易時間延長一個重傳周期，更 嚴重的情況是每次回復都與重傳指令碰撞，造成RSU無法完成接收。
[0010]本發(fā)明的核心思想是:〇BU的主動回復時間是固定的，那么讓RSU的重發(fā)指令避開 0BU的回復就是避免碰撞的關鍵，需要使0BU預估自己的處理時間并告知RSU，RSU來動態(tài)的 調(diào)整重傳時機來避免碰撞。
[0011] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0012] -種減少ETC指令碰撞保障業(yè)務效率的方法，包括如下步驟：
[0013] 1)RSU在第一次發(fā)送指令時，指令中攜帶RSU重傳時間周期h的字段IID，并在每次 重傳指令中也同樣攜帶該字段IID;
[0014] 2)0BU在第一次收到RSU發(fā)送的指令后，開始指令處理，同時根據(jù)重傳時間周期T1 啟動計時，計時直到指令處理完成后結束；
[0015] 3)0BU在每1/2T!時刻檢查當前指令處理狀態(tài)，來預判當前指令剩余處理時間T3; [00 16] 如果可以預估出當前指令剩余處理時間τ3,則在每1/2L時刻返回帶有剩余處理時 間Τ3的快速響應幀;如果無法預估，則在每1/21^時刻返回帶有處理未完成標識的快速響應 幀;0BU將快速響應幀上報給RSU;
[0017] 4)如果RSU在重傳到來前收到0BU返回的快速響應幀，則RSU將記錄重傳過程中無 快速響應次數(shù)的無快速響計數(shù)參數(shù)見置0，
[0018] 若返回的是當前指令剩余處理時間T3，RSU直接調(diào)整到剩余處理時間之后重發(fā)指 令；
[0019] 若返回的是處理未完成標識，RSU立即下發(fā)重傳指令，并將本次重傳與下次重傳間 隔拉長至3/21^，在下次重傳到來之前繼續(xù)等待快速響應幀；
[0020] 5)如果RSU在重傳到來之前沒有收到快速響應幀，RSU在重傳過程中對無快速響應 次數(shù)進行計數(shù)，則根據(jù)無快速響應計數(shù)見值，在Ti ± T2_值內(nèi)通過加權隨機算法隨機調(diào)整重 傳時間周期Ti，其中重傳微調(diào)幅度閾值Τ2;在加權隨機算法流程中一旦收到快速響應幀，則 清零他值并執(zhí)行步驟4);如果未收到快速響應幀，則一直重復步驟直到收到數(shù)據(jù)響應幀或 重傳超時；
[0021] 6)0BU完成指令處理后，立即上報數(shù)據(jù)響應幀，其中數(shù)據(jù)響應幀用于當前指令處理 結束后0BU將正常處理結果或失敗情況反饋給RSU，
[0022] 若RSU收到數(shù)據(jù)響應幀則停止重傳;若RSU沒有收到數(shù)據(jù)響應幀，則重復步驟5)過 程繼續(xù)重傳。
[0023] 進一步的，步驟3)中，0BU可通過如下方面預判當前指令剩余處理時間T3:-是指 令信息，包括命令類型、傳送參數(shù)數(shù)量、獲取參數(shù)數(shù)量;二是芯片參數(shù)，包括時鐘情況、是否 倍頻、是否PPS;三是驅(qū)動執(zhí)行位置信息，當前處于驅(qū)動執(zhí)行哪個階段；四是協(xié)議返回提示。 [0024]進一步的，步驟4)中，若返回的是當前指令剩余處理時間T3,將本次重傳時間直接 調(diào)整到T 3+3ms后進行。
[0025]進一步的，步驟5)中，根據(jù)無快速響應計數(shù)他值，在Τ! ±T2閾值內(nèi)隨機調(diào)整重傳時 間周期Ti的方法包括如下內(nèi)容：
[0026] 如果見〈=3，見累加1，繼續(xù)在加寸刻重傳指令；
[0027] 如果Νι>3，則生成隨機數(shù)Rnd并采用加權公式
算偏離Τι的幅度；
[0028]至于Ti左右的正負偏離范圍選擇，按照交替方式，初始為正偏離，下次偏離與本次 偏離相反。
[0029 ]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
[0030] 本發(fā)明針對RSU重傳命令與0BU響應碰撞影響交易時間的情況，在0BU側引入處理 時間計時預警機制，在RSU增加協(xié)議參數(shù)傳遞和重傳指令防碰撞算法，來減少RSU下行指令 與0BU上行響應的碰撞，起到縮短整體交易時間提升過車速度的目的。
[0031] 本發(fā)明另一個目的是提供實現(xiàn)上述減少ETC指令碰撞保障業(yè)務效率的方法的射頻 系統(tǒng)，包括閱讀器RSU和車載標簽0BU，所述閱讀器RSU用來在ETC交易流程中進行空口指令 的發(fā)送和重傳，決定重傳次數(shù)與間隔;所述閱讀器RSU內(nèi)的邏輯架構包括指令發(fā)送\重傳模 塊和防碰撞重傳算法模塊，防碰撞重傳算法模塊內(nèi)設有快速響應防碰撞算法流程單元和加 權隨機算法流程單元;防碰撞重傳算法模塊根據(jù)0BU的快速響應幀、當前重傳次數(shù)等條件進 行相應的快速響應防碰撞算法流程或加權隨機算法流程；
[0032]所述車載標簽0BU內(nèi)設有指令處理模塊和處理時間預警模塊，處理時間預警模塊 包括計時器控制模塊和處理時間預判斷模塊，根據(jù)RSU指令同步時間進行處理計時，根據(jù) RSU指令重傳間隔及當前處理狀態(tài)進行處理時間預判斷并根據(jù)預判結果發(fā)出快速響應預 警，提示RSU進行防碰撞調(diào)整。
[0033] 本發(fā)明閱讀器的優(yōu)異效果同上述方法，不再贅述。
【附圖說明】
[0034] 構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0035]圖1為本發(fā)明實施例所述閱讀器RSU和車載標簽0BU的功能架構圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實施例所述重傳及預警相關時間參數(shù)示意圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明實施例所述RSU防碰撞重傳處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0038] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0039]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0040]本發(fā)明首先定義重傳及預警相關參數(shù)如下：
[0041 ] Ti，RSU重傳時間周期，一般為10~20ms;
[0042] T2,重傳微調(diào)幅度閾值，重傳指令周期在^土!^范圍內(nèi)根據(jù)重傳次數(shù)加權隨機調(diào) 整，3次重傳無響應后開始調(diào)整，一般ΤΧ?Λη;
[0043] Τ3,當前指令剩余處理時間；
[0044] N，RSU重傳命令總次數(shù)；
[0045] Νι，無快速響應計數(shù)，用于防碰撞重傳算法模塊進行算法控制，如果收到0BU快速 響應，根據(jù)快速響應進行重傳控制；否則N1開始計數(shù)，防碰撞重傳算法模塊根據(jù)當前Λ值在 Τ! ± Τ2范圍內(nèi)進行加權隨機重傳控制。
[0046]本發(fā)明減少ETC指令碰撞保障業(yè)務效率的射頻系統(tǒng)，包括閱讀器RSU和車載標簽 0BU，如圖1所示，所述閱讀器RSU用來在ETC交易流程中進行空□指令的發(fā)送和重傳，決定重 傳次數(shù)與間隔;所述閱讀器RSU內(nèi)的邏輯架構包括指令發(fā)送\重傳模塊和防碰撞重傳算法模 塊，防碰撞重傳算法模塊內(nèi)設有快速響應防碰撞算法流程單元和加權隨機算法流程單元； 防碰撞重傳算法模塊根據(jù)0BU的快速響應幀、當前重傳次數(shù)等條件進行相應的快速響應防 碰撞算法流程或加權隨機算法流程，來提尚一次回復率，減少碰撞；
[0047]所述車載標簽0BU內(nèi)設有指令處理模塊和處理時間預警模塊，處理時間預警模塊 包括計時器控制模塊和處理時間預判斷模塊，根據(jù)RSU指令同步時間進行處理計時，根據(jù) RSU指令重傳間隔及當前處理狀態(tài)進行處理