ETC系統(tǒng)中DSRC協(xié)議軟件的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、歐美、日本在上個世紀(jì)九十年代已經(jīng)開始研發(fā)電子收費系統(tǒng)。我國在21世紀(jì)初開始研究專用短程通信協(xié)議,并在2007年正式發(fā)布,它統(tǒng)一了RSU與OBU之間的通信規(guī)則。國內(nèi)很多研究單位主要致力于三方面的開發(fā):RSU設(shè)備、OBU設(shè)備、DSRC協(xié)議開發(fā)。本文按照國標(biāo)GB\T20851,對DSRC協(xié)議進(jìn)行了軟件實現(xiàn)。目的是實現(xiàn)協(xié)議功能、提高交易效率、縮減通信時間。
　　本文基于arm+linux的平臺。分別對物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層及設(shè)備應(yīng)用層

2、進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)。物理層主要由射頻芯片BK5823實現(xiàn)的,這里BK5823的驅(qū)動以模塊的形式加載到linux內(nèi)核中。由于DSRC協(xié)議是不對稱協(xié)議,即實現(xiàn)通信的兩端軟件不一致。數(shù)據(jù)鏈路層在RSU與OBU的實現(xiàn)方式不一樣。RSU中通過一個狀態(tài)機實現(xiàn),這個狀態(tài)機有3個狀態(tài),十幾種事件。OBU端的狀態(tài)機只有1種狀態(tài),它是一個被動設(shè)備。數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計參考了停止等待協(xié)議。在數(shù)據(jù)鏈路層中,利用了hash表作為存儲幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),同時利用linux的眾

3、多機制(異步通知、內(nèi)存分配、中斷上下部等)保證了通信的實時性。應(yīng)用層中T-KE設(shè)計最主要包括編碼解碼、分段并段等功能。應(yīng)用層使用ASN.1抽象語言描述的,這里使用eclipse插件來作為ASN.1編譯器。這樣可以將ASN.1結(jié)構(gòu)映射為C語言結(jié)構(gòu)體。利用PER編解碼庫實現(xiàn)C語言到比特流的轉(zhuǎn)換。分段、并段的功能設(shè)計思想?yún)⒖剂?TCP\IP協(xié)議中的分片、重組的思想。I-KE層設(shè)計了兩個狀態(tài)機。RSU端四個狀態(tài)的狀態(tài)機完成了I-KE層的功能,而

4、OBU端狀態(tài)機也有三種狀態(tài)。這部分完成了DSRC協(xié)議“握手”的過程。應(yīng)用層實現(xiàn)了B-KE的接口功能。設(shè)備應(yīng)用層主要是設(shè)計ICC卡和PSAM模塊。這里使用握奇公司的TimeCOS卡作為ICC卡和PSAM。使用ISO7816協(xié)議對TimeCOS卡進(jìn)行操作。建立了ETC的應(yīng)用文件夾、實現(xiàn)了安全傳輸功能。利用訪問許可、信息鑒別、密文傳輸三種方式實現(xiàn)了安全傳輸功能。最后對每個模塊進(jìn)行了測試。分別對RSU模塊、OBU模塊、安全傳輸模塊等進(jìn)行了測試。