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基于ACM32F070的ETC系統的OBE-SAM模塊設計方案

上海航芯 ? 來源:上海航芯 ? 作者:上海航芯 ? 2022-04-28 17:35 ? 次閱讀

ETC(Electrical Toll Collection)不停車收費是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載單元與安裝在收費站 ETC 車道上的路側單元之間的微波專用短程通訊,利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車就能繳納路橋費的目的。

本文將著重介紹一下ETC系統中的車載單元OBU設備及OBU設備中記錄車輛信息和用戶信息的ESAM單元。

ETC系統組成及工作原理

ETC系統由前端系統和后臺數據庫系統組成,總體的架構如下圖所示:

1.jpg

前端系統包含安裝在汽車擋風玻璃上的車載單元(On Board Unit,簡稱OBU)、路側單元(Roadside Unit,簡稱RSU)以及車道控制器組成,前端應用系統總體架構如下圖所示:

2.png

以自動欄桿島內布局模式這種形式的ETC車道為例,介紹一下車輛通行的原理,自動欄桿島內布局模式如下圖所示:

3.png

當車輛駛入到ETC天線通信區域時,地感線圈感知車輛到來或離開,并把信號傳遞給車道控制器,車道控制器控制RSU通過DSRC信號與車輛上的OBU建立通信鏈路,完成雙向認證以及入口/出口信息寫入,上傳獲取到的相關的信息如汽車ID號、車型、車牌號等信息到中心管理系統和數據庫中的相應信息進行比較判斷,根據不同情況來控制管理系統產生不同的動作,如計算機收費管理系統從該車的賬戶中扣除此次應交的過路費,或送出指令給其它輔助設施工作。其它輔助設施如:違章車輛攝像系統,自動控制欄桿或其它障礙,交通顯示設備(紅、黃、綠燈等設備)指示車輛行駛。

OBU系統組成

OBU按用戶卡的類型來分類,可以分為雙片式OBU和多邏輯通道OBU,雙片式OBU的用戶卡與ESAM是分開的,會有一張單獨的用戶卡插入到OBU設備中;多邏輯通道是采用多邏輯通道合成技術把用戶卡和ESAM合成到了一個ESAM中。按安裝的階段來分,可以分為前裝OBU與后裝OBU,前裝OBU即在汽車出廠前OBU已經安裝好,OBU整機需要通過車規級的認證;后裝OBU則是汽車出廠后安裝的,沒有車規級認證的限制。雖然OBU分類看起來很復雜,但是總體的架構并沒有太大的差別,OBU的架構大致如下圖(以多邏輯通道OBU為例)所示:

11111.jpg

OBU包含主控MCU、ESAM/ICC,RF、藍牙、電源及一些外圍的器件組成。主控MCU實現了OBU的整體邏輯、提供ESAM至RSU信息轉發功能。

ESAM邏輯單元,本質是一個安全單元,存儲了車輛信息、發行信息等數據,這些數據在滿足安全條件下可讀可寫。

ICC邏輯單元,本質是一個電子錢包卡,分為記賬卡和儲值卡,記賬卡中記有用戶ID等基本信息,用戶可用此卡在收費車道先行記賬,其消費金額將從用戶預付的賬戶中扣除(預付方式),或在之后一并結算(后付方式);儲值卡中有用戶在賬戶中預存的一定金額,卡中記有用戶ID和儲值信息,用戶可用此卡在收費車道直接付款,其消費金額將從卡中扣除,同時從用戶預存的賬戶中扣除。

對于雙片式OBU而言, ESAM邏輯單元和ICC邏輯單元是兩個單獨的器件。而對于多邏輯通道OBU而言,ESAM邏輯單元和ICC邏輯單元采用了多邏輯通道合成技術合成到了多邏輯通道ESAM一個器件中。

上海航芯,多邏輯通道ESAM

上海航芯針對ETC系統,研發了兩款多邏輯通道OBE-SAM產品,型號分別是ACL16-S8A和ACL16-S8B,ACL16-S8A是前裝產品,而ACL16-S8B是后裝產品。產品的主要特性如下:

? 安全芯片采用32位CPU

? 支持SM4算法、TDES算法

? 用戶區數據存儲容量32Kbytes,50萬次擦寫次數

? 支持ISO/IEC 7816 T=0通信協議

? ISO/IEC 7816接口時鐘不高于15MHz,支持多種波特率(外部時鐘頻率3.57MHz情況下,9.6kbps~223.2kbps)

? 支持多種文件類型,包括二進制文件、定長記錄文件、變長記錄文件、循環文件

? 支持多種安全訪問方式和權限管理

? 產品符合《收費公路聯網電子不停車收費技術要求》

? 產品符合《ESAM模塊安全評估測試》

? 產品符合《聯網電子收費多邏輯通道OBE-SAM模塊物理特性測試

? 安全芯片達到國密二級認證級別

? 安全芯片達到EAL5+認證級別

? 符合車規級AEC-Q100Grade1測試認證(僅ACL16-S8A)

如需銷售咨詢,請郵件至:sales@aisinochip.com

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    C2000?32位微控制器在處理,傳感和驅動方面進行了優化,可提高實時控制應用中的閉環性能,例如工業電機驅動,光伏逆變器和數字電源,電動車輛與運輸,電機控制以及傳感和信號處理.C2000產品線包括Delfino?高端性能系列和Piccolo?入門級性能系列。 TMS320F2807x微控制器平臺屬于Piccolo?系列,適用于高級閉環控制應用,例如工業電機驅動,光伏逆變器和數字電源,電動車輛與運輸以及傳感和信號處理。數字電源和工業驅動器的完整開發包作為powerSUITE和DesignDRIVE方案的一部分提供。 F2807x是基于TI行業領先的C28x內核的32位浮點微控制器。此內核的性能通過三角運算硬件加速器得到了提升,該加速器利用CPU指令(如正弦,余弦和反正切函數)提高了轉矩環路和位置計算中常見的基于三角運算的算法性能。 F2807x微控制器系列采用一個CLA實時控制協處理器.CLA是一款獨立的32位浮點處理器,運行速度與主CPU相同。該CLA會對外設觸發器作響響應,并與主C28x CPU同時執行代碼。這種并行處理功能可有效加倍實時控制系統的計算性能。通過利用CLA執行時間關鍵型功能,主C28x CPU可以得到釋放,以便用于執行通信和診斷等其...
    發表于 01-08 17:49 ? 923次 閱讀
    TMS320F28076 TMS320F2807x Piccolo 微控制器

    CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特網無線 MCU 模塊

    使用業界首款可編程FCC,IC,CE和Wi-Fi認證無線微控制器(MCU)模塊,內置Wi-Fi,開始您的設計連接。 SimpleLink CC3200MOD專為物聯網(IoT)而創建,是一個集成了ARM Cortex-M4 MCU的無線MCU模塊,允許客戶使用單個設備開發整個應用程序。憑借片上Wi-Fi,互聯網和強大的安全協議,無需先前的Wi-Fi體驗即可加快開發速度。 CC3200MOD將所有必需的系統級硬件組件(包括時鐘,SPI閃存,RF開關和無源元件)集成到LGA封裝中,以便于組裝和低成本PCB設計。 CC3200MOD作為完整的平臺解決方案提供,包括軟件,樣本應用,工具,用戶和編程指南,參考設計以及TI E2E支持社區。 應用MCU子系統包含行業標準的ARM Cortex- M4內核以80 MHz運行。 該器件包括各種外設,包括快速并行相機接口,I2S,SD /MMC,UART,SPI,I2C和四通道ADC。 CC3200系列包括用于代碼和數據的靈活嵌入式RAM;帶外部串行閃存引導程序和外設驅動程序的ROM;用于Wi-Fi網絡處理器服務包,Wi-Fi證書和憑證的SPI閃存。 Wi-Fi網絡處理器子系統具有Wi-Fi片上網絡,并包含一個附加功能專用的ARM...
    發表于 08-20 17:53 ? 589次 閱讀
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