DB11_T 1039-2013电子不停车收费系统电子标签应用技术规范.pdf
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1、ICS 35.240.60 R 07 备案号:DB11 北京市地方标准 DB11/T 10392013 电子不停车收费系统 电子标签应用技术规范 Technical specification for application of on-board unit in electronic toll collection system 2013-12-20 发布 2014-04-01 实施 北京市质量技术监督局 发 布 DB11/T 10392013 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 符号和缩略语.2 5 基本构成和形式.3 6 通信协议.4 7
2、 设备技术要求.6 8 环境条件.9 9 标识、外观、材料和包装.10 附录 A(规范性附录)专用测试卡.11 附录 B(规范性附录)测试专用 BST 用例.12 附录 C(规范性附录)IC 卡信息预读.14 附录 D(规范性附录)有线数据接口.15 附录 E(规范性附录)用户自助安装.16 附录 F(规范性附录)参数调整.17 DB11/T 10392013 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由北京市交通委员会提出。本标准由北京市交通委员会归口。本标准由北京市交通委员会组织实施。本标准起草单位:北京速通科技有限公司。本标准主要起草人:张北海、李全发、薛金
3、银、俞宏熙、高文宝、尤鑫、吴佳、王梅、胡宾、李剑、张鹏飞、王树甫、桂杰、林敬东、段起志、段作义、陈燮奇。DB11/T 10392013 1 电子不停车收费系统 电子标签应用技术规范 1 范围 本标准规定了电子不停车收费(ETC)系统中车载电子标签的基本构成和形式、通信协议、设备技术要求、环境条件、标识外观材料和包装等方面的要求。本标准适用于公路电子收费系统、城市道路和停车场收费,车辆出入管理、自动车辆识别等领域可参照使用。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文
4、件。GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 14013 移动通信设备 运输包装 GB/T 14733.9-2008 电信术语 无线电波传播 GB/T 14916-2006 识别卡 物理特性 GB/T 20839-2007 智能运输系统 通用术语 GB/T 20851.1 电子收费 专用短程通信 第1部分:物理层 GB/T 20851.2 电子收费 专用短程通信 第2部分:数据链路层 GB/T 20851.3 电子收费 专用短程通信 第3部分:应用
5、层 GB/T 20851.4 电子收费 专用短程通信 第4部分:设备应用 GB/T 20851.5 电子收费 专用短程通信 第5部分:物理层主要参数测试方法 ISO/IEC 7816 识别卡-有触点集成电路卡 ISO/IEC 14443 识别卡-非接触式集成电路卡 UN 38.3-2003 联合国 关于危险品运输的建议,测试手册及准则 UL 1642-2007 锂电池 交通运输部2011年第13号公告 收费公路联网电子不停车收费技术要求 3 术语和定义 GB/T 20839-2007、GB/T 14733.9-2008、GB/T 20851.1、GB/T 20851.2中确立的以及下列术语和定
6、义适用于文件。3.1 唤醒响应时间唤醒响应时间 wakeup response time 自电子标签(OBU)首次接收到路侧单元(RSU)发送的信标服务表(BST)数据帧前的唤醒信号(14kHz方波)的起始时刻起,至电子标签返回车辆服务表(VST)数据帧的起始时刻的时间。DB11/T 10392013 2 3.2 交易时间交易时间 transaction time 自电子标签接收到路侧单元发送的第一个完整的BST数据帧开始,至电子标签返回SetMMI.rs数据帧结束时刻的时间。3.3 即时唤醒即时唤醒 instant wakeup 电子标签接收到路侧单元发送的第一个唤醒信号和BST数据帧后,即
7、完成唤醒和完整的BST数据帧接收,并具备在处理该BST之后立即响应VST的能力。3.4 唤醒灵敏度唤醒灵敏度 wakeup sensitivity 电子标签被有效唤醒时的最小等效全向入射功率。3.5 接收动态范围上限接收动态范围上限 upper reception dynamitic range 电子标签在接收数据误码率10 x10-6时的最大等效全向入射功率。3.6 接收截止电平接收截止电平 reception cut-off power level 电子标签能够正常工作的最小等效全向入射功率。3.7 发行发行 issuing 电子标签的初始化(密钥替换等)和个人化(用户信息写入等)操作流程
8、。3.8 工作模式工作模式 work mode 电子标签被唤醒后根据接收到的路侧单元发送的BST指示所进入的正常工作状态,该状态下电子标签进行正常的交易和发行工作。3.9 测试模式测试模式 test mode 电子标签在插入专用测试IC卡或被唤醒后根据接收到的专用测试BST用例的指示所进入的测试工作状态。3.10 休眠模式休眠模式 sleep mode 电子标签未被唤醒时的工作状态,此时电子标签功耗最低,仅保持唤醒和防拆卸电路工作。4 符号和缩略语 DB11/T 10392013 3 4.1 符号 下列符号适用于本文件。etu:IC卡读写时的基本时间单元(elementary time uni
9、t),即发送一个单位信息的时间。IC卡读写机具的etu定义为:1etu=128/fc,其中fc为载波频率。xxH:表示16进制数据,xx取值范围为00FF。4.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。ACn 有确认的命令/响应(Acknowledged Command/Response)BST 信标服务表(Beacon Service Table)DSRC 专用短程通信(Dedicated Short Range Communication)EIRP 等效全向辐射功率(Equivalent Isotropically Radiated Power)ETC 电子收费(Electronic Toll
10、Collection)I-KE 初始化内核(Initialization Kernel)MPU 微处理单元(Micro Processor Unit)OBU 车载单元(电子标签,On-Board Unit)ppm 百万分率(Parts per million,=10-6)RSU 路侧单元(路侧单元,Road-Side Unit)SAM 安全访问模块(Security Access Module)VST 车辆服务表(Vehicle Service Table)5 基本构成和形式 5.1 基本构成 电子标签功能模块组成如图1所示,主要包括射频单元、数字处理单元、电源和外围部件四个部分。射频单元是电
11、子标签的DSRC接口,用于DSRC唤醒信号的接收、DSRC数据的接收和发射;数字处理单元用于基带数据的处理、与射频单元和外围设备的数据交换;电源用于向电子标签提供能量供应;外围部件用于协助数字处理单元实现电子标签的整体功能,具体包括:人机界面:包括显示、声光提示等用户交互接口;防拆装置:检测电子标签拆卸状态的装置;SAM:实现数据读写的安全保护功能的芯片或模块;IC 卡读写模块:读写非接触式和/或接触式 IC 卡的接口;有线数据接口模块:软件版本下载、升级、调试、检测等用途的专用数据接口。DB11/T 10392013 4 图1 电子标签构成 5.2 设备形式 电子标签有三种形式。嵌入式:作为
12、单独模块嵌入其他车载设备,采用外部电源供电。单体式:以一体化的形式独立存在,由内置电池供电或由外部电源供电。分体式:部分外围单元,诸如天线、防拆装置、IC 卡读写模块等以分立的形式存在,主要单元独立存在或与其他车载设备集成。各构成单元可安装于车辆的不同位置。6 通信协议 6.1 物理层 物理层部分参数要求见表1,其他参数要求见GB/T 20851.1的表2。表1 物理层部分参数要求 序号 参数 数值范围 备注 1 唤醒灵敏度-47dBm-43dBm 缺省值。测试天线采用右旋圆极化天线,以下同。2 灵敏度可调范围-5dB 步长,12 档可调 唤醒灵敏度和接收灵敏度、接收截止电平同步调整。可选项。
13、3 接收截止电平-60dBm 4 接收动态范围上限-20dBm 5 发射功率-3dBm3dBm 缺省值为 0dBm 6 发射功率可调范围 3dB 步长,23 档可调 可选项 7 调制系数 0.70.9 6.2 数据链路层 6.2.1 一般要求 数据链路层的一般要求见GB/T 20851.2。6.2.2 数据帧防碰撞机制 6.2.2.1 VST 的随机时延 DB11/T 10392013 5 在电子标签与路侧单元建立专用通信链路之前,电子标签在接收到BST并进行处理后,应随机选择延时发送VST时间。电子标签返回VST信号的随机时延时间单位(Tu)取值为3ms,专用链路建立请求延时计数器(N1)取
14、值为02,第一个时延窗口从BST数据帧接收完毕后160s开始,一个VST数据帧应完整地处于一个Tu内,如图2所示。图2 电子标签返回 VST 时的随机时延窗口 6.2.2.2 上行 ACn 数据帧的的发送时间窗口 在电子标签与路侧单元建立专用通信链路后,当下行链路数据帧的重发间隔为10ms时,上行ACn数据帧应在接收到当前下行链路数据帧后的160s8ms内开始发送,如图3所示。DL(n+1)T110ms160sDL(n)8ms 图3 电子标签返回上行 ACn 数据帧时的时间窗口 6.2.3 休眠机制 电子标签被唤醒进入工作模式后,在下述任一情形下进入休眠状态:收到链路释放请求(Event-Re
15、port.request);在交易状态下 100ms 内未收到有效专用下行数据帧;在发行模式下 1s 内未收到有效专用下行数据帧;工作时间超时(交易超时上限:3s,发行超时上限:20s)。在测试模式下的电子标签休眠机制规定见附录A和附录B。6.2.4 链路释放机制 已与路侧单元建立专用通信链路的电子标签在进入休眠时自动释放当前链路。6.3 应用层 6.3.1 链路的建立和重建 未建立专用链路连接的电子标签接收到BST后,满足下列任一条件时,应执行GB/T20851.3规定的链路建立及配置过程,要求如下:BeaconID 与最近保存的 BeaconID 不同;上一次保存的 BeaconID 与当
16、前收到的 BeaconID 之间的时间差超过 255s。电子标签在返回VST后,当其收到第一个带有专用链路地址,且该地址为此电子标签MAC地址的下行链路数据帧时,电子标签与路侧单元建立专用链路。DB11/T 10392013 6 一个电子标签在同一时刻仅能与一个路侧单元建立专用链路。在已建立的专用链路被释放之前,电子标签不应与其他路侧单元建立新的专用链路,也不应响应新的BST。6.3.2 链路参数的保存与更新 专用链路建立时,电子标签的I-KE应保存所接收到BST中的BeaconID和时间信息。专用链路释放后,电子标签接收到新的BST后,如果同时满足下列条件,I-KE应重新保存所接收到BST中
17、的BeaconID和时间信息,要求如下:BeaconID 与最近保存的 BeaconID 相同;上一次保存的 BeaconID 与当前收到的 BeaconID 之间的时间差不超过 255s。6.3.3 其他要求 其他要求见GB/T 20851.3。7 设备技术要求 7.1 集成度 电子标签的射频单元(包括射频发射、接收和唤醒)应集成为单一芯片。射频单元与数字处理单元宜集成为单一芯片。7.2 天线 电子标签天线的辐射方向图应满足:水平方向图半功率点的角平分线与安装面法线方向的偏离角度小于 10;垂直方向图半功率点的角平分线与安装面法线方向的偏离角度小于 15。7.3 功耗 7.3.1 内部电池供
18、电 内部电池供电的电子标签功耗参数要求见表 2。表2 内部电池供电的电子标签功耗要求 参数 范围 存储电流 5A 休眠电流 12A 单次交易耗电 60mAs 7.3.2 外部电源供电 外部电源供电的电子标签功耗参数要求见表 3。表3 外部电源供电的电子标签功耗要求 参数 范围 休眠电流 150A 7.4 时间要求 DB11/T 10392013 7 电子标签时间参数要求见表4。表4 电子标签时间要求 参数 范围 唤醒响应时间(路侧单元发射的 BST 间隔周期为 40ms)50ms 单次交易时间 270ms 7.5 IC 卡读写接口 7.5.1 IC 卡槽 电子标签的IC卡槽应保证IC卡插入后外
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