高速公路ETC系统DSRC设备串行口通讯合约协议.doc

-* 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