资源描述
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高速公路ETC系统DSRC设备串行口通讯协议
1 串行通讯方式
串行口采用半双工的异步串行通讯方式，协议格式为“115200，N，8，1”，即波特率115200bps，无奇偶校验，8位数据，1个停止位。
1.1 串口通讯数据帧格式
RSU和PC通讯的数据帧格式如图1-1：
STX
RSCTL
DATA
BCC
ETX
图 1-1
空应答如图1-2：
STX
RSCTL
BCC
ETX
图 1-2
说明见表1-1：
表1-1 RSU和PC通讯的数据帧格式说明
字段
描 述
STX
帧开始标志，取值为FFFFH；
RSCTL
串口帧序列号，1个字节；
(1) RSU发送的串口帧序列号的低半字节为8，高半字节一般为0～7，
RSU上电时发送的串口帧序号高半字节为9；
(2) PC发送的串口帧序列号是将收到的串口帧序号高低半字节互换；
(3) RSU发送的串口帧序号为X8H，其中X为0，1，2，3，4，5，6，7，9；
(4) PC发送的串口帧序号为8XH，其中X为0，1，2，3，4，5，6，7，9；
DATA
发送的数据；
BCC
异或校验值，从RSCTL到DATA所有字节的异或值；
ETX
帧结束标志，取值为FFH。
1.2 特殊字节转义处理
数据帧开始标志为FFFFH，帧结束标志为FFH。其他字段不能出现FFH，如果数据确实为FFH，需对其进行转义处理。
发送数据时，如果在待发送字段中出现FFH字节时，将FFH分解为FEH和01H这两个字节来发送；如果在待发送字段出现FEH字节时，需将FEH分解为FEH和00H这两个字节来发送。
接收数据时，如果出现“FE 01”这样连续两个字节时将之合为一个字节FFH；如果出现“FE 00”这样连续两个字节时将之合为一个字节FEH。
RSU送上来的所有整型数据，未特定说明，其字节排序均为高位在前，低位在后。
1.3 命令的应答要求
PC必须对RSU的命令作出应答，可以是携带应答也可以是空应答，RSU不一定对PC的每个命令都要应答。
应答时，PC将接收到的命令帧的RSCTL的高半字节和低半字节交换，作为应答帧的RSCTL。
图1-3 串口通讯流程
2 RSU/PC通信帧数据结构
2.1 PC发往RSU的指令：
指令名称
代码
功能说明
初始化指令
C0H
对RSU关键参数如功率、车道模式等进行初始化/设置
继续交易指令
C1H
对PC收到RSU发来的信息的应答，表示收到信息并要求继续处理指定OBU
停止交易指令
C2H
对PC收到RSU发来的信息的应答，表示收到信息并要求当前不再继续处理指定OBU
消费并写站信息指令
C6H
对指定OBU的电子钱包扣费，并向指定的OBU写站信息
异常处理指令
C7H
电子钱包交易情形下的异常处理
开关天线指令
4CH
天线开关，00H表示关天线，01H表示开天线
2.1.1初始化指令－C0
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值C0H，H代表十六进制；
2
4
Seconds
1970/1/1 0:0:0距离当前的秒数，高位在前
6
7
Datetime
当前日期时间，yyyymmddhhmmss
13
1
LaneMode
车道模式3为入口车道、4为出口车道、8为合建站
14
1
WaitTime
最小重读时间
15
1
TxPower
功率级数
16
1
PLLChannelID
信道号
17
1
TransClass
0：记账卡和储值卡都是传统交易
1：记账卡和储值卡都是复合交易
2：记账卡是传统交易，储值卡是复合交易
18
1
BCC
异或校验值
帧描述
1）C0指令为初始化指令，用于设置RSU的工作参数；
2）当RSU收到初始化指令后，应返回B0信息帧给PC。
2.1.2 继续交易指令－C1
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值C1H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
BCC
异或校验值
帧描述
1）C1指令为交易指令，表示RSU可以继续正常对OBU进行下一步处理。
2.1.3 停止交易指令－C2
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值C2H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
StopType
1：重新搜索OBU，不判断OBU号。
2：重新发送当前帧，只对B3、B4有效。
7
1
BCC
异或校验值
帧描述
C2指令为拒绝交易指令，表示不对该OBU进行交易处理， RSU根据StopType确定是否重新搜索OBU。
2.1.4 消费指令－C6
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值C6H
2
4
OBUID
OBU号
6
4
ConsumeMoney
扣款额，高位在前
10
40
Station
过站信息（0019文件，后40字节）
50
7
DateTime
BCD码 yyyymmddhhmmss 该时间由车道程序将出口时间提供给RSU，RSU根据此时间计算TAC
57
1
BCC
异或校验值
帧描述
1）C6指令用于消费站、非消费站模式，由车道类型、扣款额是否为0来确定；
2）该指令只对RSU发送过来的正常B4帧信息的回应有效。
2.1.5 异常处理指令－C7
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值C7H
2
4
OBUID
OBU号
6
7
DateTime
BCD码 yyyymmddhhmmss 该时间由车道程序将出口时间提供给RSU，RSU根据此时间计算TAC，该字段与之前C6中的DateTime须保持一致，以便获得有效的TAC
13
1
BCC
异或校验值
帧描述
1) C7指令为异常处理指令,适合于含有扣款操作的交易；
2) PC在再次读取到的IC卡信息中判断出IC卡余额已变，则发送C7指令给RSU；
3) 该指令只对RSU发送过来的正常B4帧回应有效；
4)RSU收到C7后，应回复B5给PC。
2.1.6 开关天线指令－4C
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
CMDType
指令代码，此处取值4CH
2
1
Antennastatus
天线开关，00H表示关天线，01H表示开天线
3
1
BCC
异或校验值
帧描述
1）天线开关指令。
2.2 RSU发往PC的信息帧：
帧名称
代码
功能说明
RSU设备状态信息帧
B0
RSU的设备状态信息，含PSAM卡号等
OBU系统信息帧
B2
主要包括OBU系统信息文件内容
OBU车辆信息帧
B3
主要包括车辆信息文件内容
IC卡信息帧
B4
主要包括IC卡关键信息文件内容
成功交易结束帧
B5
RSU与OBU交易完成后的结果信息
2.2.1 RSU设备状态信息帧-B0
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
FrameType
数据帧类型标识，此处取值B0H
2
1
RSUStatus
RSU主状态参数；0x00表示正常，否则表示异常；
3
1
PSAMNUM
PSAM卡个数
4
6
RSUTerminalId1
PSAM卡1终端机编号
10
6
RSUTerminalId2
PSAM卡2终端机编号
16
1
RSUAlgId
算法标识
17
1
RSUManuID
RSU厂商代码，16进制表示
18
3
RSUIndividualID
RSU编号，16进制表示
21
2
RSUVersion
RSU软件版本号，16进制表示
23
5
Reserved
保留字节。
28
1
BCC
异或校验值
帧描述
1） RSU在上电或收到PC初始化指令后发送该帧信息给PC；
2） 如果RSCTL等于0x98，表示RSU刚刚上电，PC应发送初始化指令(C0指令)到RSU，作为对收到信息的应答，同时设置RSU的工作参数；
3） 如果RSCTL不等于0x98，PC则应答继续交易指令(C1指令)。
2.2.2 OBU系统信息帧-B2
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
FrameType
数据帧类型标识，此处取值B2H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
ErrorCode
OBU执行状态，取值为00H，才有后续数据内容。
7
8
ContractProvider
发行商代码
15
1
ContractType
协约类型
16
1
ContractVersion
协约版本
17
8
ContractSerialNumber
应用序列号，8个字节，BCD编码
25
4
ContractSignedDate
协议签署日期，yyyymmdd
29
4
ContractExpiredDate
协议过期日期，yyyymmdd
33
1
Equitmentstatus
OBU硬件版本
34
2
OBUStatus
OBU状态
36
1
BCC
异或校验值
帧描述
1） RSU在搜索到OBU后发送正常的B2帧给车道计算机，表示通讯区域内存在此OBU，同时ErrorCode为零；
2） RSU在其通信区域内始终搜索不到OBU的情况下，也需要定时向车道计算机发送此帧，作为心跳信息使用，表示天线正常工作状态，同时ErrorCode非零，取值为0x80，OBUID全为0；
3） 当B2帧作为心跳信息帧使用时，其发送的频率间隔应大于3秒，小于1分钟。车道计算机对作为心跳信息使用的B2帧不进行应答。
其中，OBUStatus的定义如下：
字节
字节位置
0
7 IC卡存在（0），无（1）
6
保留
5
X
接触式界面（0），非接触界面（1）
4
X
逻辑加密卡（1），CPU卡（0）
3
0
IC卡正常（0），出错（1）
2
0
OBU未锁（0），被锁（1）
1
0
OBU未被拆动（0），被拆动（1）
0
0
OBU电池正常（0），电池电量低（1）
1
拆卸状态，ESAM系统信息第27字节
2.2.3 OBU车辆信息帧-B3
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
FrameType
数据帧类型标识，此处取值B3H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
ErrorCode
执行状态代码，此处取值0x00
7
12
VehicleLicencePlateNumber
OBU记载的车牌号
19
2
VehicleLicencePlateColor
车牌颜色
21
1
VehicleClass
车辆类型
22
1
VehicleUserType
车辆用户类型
23
1
BCC
异或校验值
帧描述
1） 此帧信息主要包含车辆信息；
2） PC应答C1指令，RSU继续对该OBU进行操作；
3） P C应答C2指令，RSU将重新搜索OBU。
2.2.4 IC卡信息帧-B4
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
FrameType
数据帧类型标识，此处取值B4H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
ErrorCode
执行状态代码，此处取值0x00
7
1
CardType
00h-国标CPU卡；其它-保留
8
4
CardRestMoney
卡余额，高位在前，低位在后；
12
43
卡片发行基本数据
为0015文件
55
40
收费信息数据
为0019文件（0019文件，后40字节）
95
1
BCC
异或校验值
帧描述
1） 此帧信息主要包含IC卡基本信息；
2） PC应答C6指令，RSU对该OBU进行扣款；
3） P C应答C2指令，RSU将重新搜索OBU。
2.2.5 成功交易结束帧-B5
位置
字节数
数据元
数据内容
0
1
RSCTL
串口帧序列号
1
1
FrameType
数据帧类型标识，此处取值B5H
2
4
OBUID
OBU号
6
1
ErrorCode
执行状态代码
7
4
WrFileTime
写文件时间，UNIX格式
11
6
PSAMNo
PSAM卡终端号
17
7
TransTime
交易时间
24
1
TransType
交易类型：CPU卡类型为9
25
4
TAC
TAC码
29
2
ICCPayserial
CPU卡交易序号，对于不涉及消费的交易填充0
31
4
PSAMTransSerial
PSAM卡交易序号
35
4
CardRestMoney
交易后卡余额，高位在前，低位在后（需要严格从IC卡获取），读取卡余额失败，返回0xFFFFFFFF（16进制）
39
1
BCC
异或校验值
帧描述
1） RSU发送此帧内容，ErrorCode为0，表示交易成功；
2） 交易成功后，PC应答C1指令；
3） RSU发送此帧内容，ErrorCode非0，表示扣款流程未能完成；
4） 扣款未完成时，PC应答C1指令，如果搜索到同一OBU，则进入异常处理流程。
3 流程控制
3.1初始化流程控制
当PC收到RSCTL等于0x98的B0帧，表示RSU刚刚上电，PC应发送初始化指令(C0指令)到RSU，作为对收到信息的应答，同时设置RSU的工作参数；RSU设置完工作参数后，向PC发送RSCTL非0x98的B0帧，表示初始化完成；而后PC发送空应答，RSU开始搜索OBU；
当车道软件开启后，主动向RSU发送C0帧，而后收到B0帧（RSCTL非0x98）后，发送空应答，RSU开始搜索OBU；
3.2入口流程控制
1）RSU搜索OBU，直到搜索到OBU为止；
2）RSU发送OBU号信息(B2帧)给PC，PC回应C1指令；
3）RSU 读OBU属性，并发送OBU属性(B3帧)给PC，PC回应C1指令；
4）RSU读IC卡信息，并发送IC卡信息(B4帧)给PC，PC发送C6指令给RSU；
5）RSU对OBU写入口文件操作，并虚拟扣款，如果不成功，则转入第 1 步骤；
6）RSU发送成功交易结果信息(B5帧)给PC，此次交易结束。
3.3出口流程控制
1）RSU搜索OBU，直到搜索到OBU为止；
2）RSU发送OBU号信息(B2帧)给PC，PC回应C1指令；
3）RSU 读OBU属性，并发送OBU属性(B3帧)给PC，PC回应C1指令；
4）RSU读IC卡信息，并发送IC卡信息(B4帧)给PC，PC发送C6指令给RSU；
5）RSU对OBU扣款并写出口文件，如果不成功，转入第7步骤；
6）RSU发送成功交易结果信息(B5帧)给PC，此次交易结束。
7）RSU重新搜索OBU，发送OBU号、OBU属性和IC卡信息给PC，PC根据IC卡信息进行分析处理：
PC将再次读取到的IC卡信息和第一次读取到的IC卡信息相比，有两种情况：余额相同、余额不同。以下根据两种不同的情况分别处理：
如果余额相同。PC发送C6指令给RSU，转到第5步骤；
如果余额不同，则表示对IC卡扣款成功，此时PC发送C7指令给RSU，RSU发送B5帧信息给PC，此次交易结束。
4 流程图
4.1 入口站流程图
4.2 出口站流程图
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