ETC系统OBU侧DSRC协议实现与前导码匹配研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了电子不停车收费系统(ETC)中的车载单元(OBU)侧的DSRC(Dedicated Short Range Communications)协议的设计与实现。论文作者为张迪，指导教师为杨志强，来自山东大学，专业为电路与系统。论文详细研究了DSRC协议的层次结构、实现机制，并在OBU上实现了DSRC通信，通过外场测试验证了协议的一致性。" 在ETC系统中，OBU和路侧读写单元(RSU)之间的通信基于DSRC协议，该协议是智能交通领域的一种短距离无线通信标准，运行在5.8GHz频段。DSRC协议由物理层、数据链路层和应用层构成，允许车辆与路边设备进行单向或双向交互通信，实现车辆的智能管理和信息资源共享。 在OBU的数据接收过程中，尤其关注的是前导码匹配。前导码用于同步接收端与发送端，确保数据正确接收。在标准RSU的256Kbps数据速率下，经过FM0编码后，数据速率提升至512Kbps。对于16MHz时钟频率的处理器，接收并处理一个符号需要在32个时钟周期内完成，这要求OBU先接收并缓存符号，随后再集中解码，以避免高速率下因处理能力不足导致的信息丢失。 前导码匹配是关键步骤，通常前导码由16个FM0编码的零组成，帧头和帧尾是0x7E。在接收时，必须正确匹配前导码才能开始正常的数据接收。由于采样时机的微小误差可能导致数据错误，所以理想的采样策略是在信号理想时以1MHz频率均匀采样，或者在512Kbps速率下每次定时器到时采样两次以提高接收的可靠性。 此外，论文提出的创新点包括使用低功耗的TI MSP430单片机作为OBU的控制芯片，实现OBU的被动唤醒模式，以及按照我国DSRC协议标准灵活实现协议，以提升通信效率。通过外场测试，验证了设计的DSRC协议一致性，证明了其在实际应用中的有效性。 该研究不仅深入理解了DSRC协议，还提供了OBU端DSRC协议的实现方案，对提升我国ETC系统的功能和拓展应用具有重要意义。关键词包括ETC系统、OBU、DSRC协议。