ETC系统中OBU的DSRC协议实现与性能分析

"3数据接收过程-基于空域的图像加密算法与性能研究" 在电子不停车收费系统（ETC）中，OBU（On-Board Unit）是车载单元，它通过DSRC（ Dedicated Short Range Communications）与路侧读写单元（RSU）进行通信，以实现无接触式的收费交易。DSRC协议是智能交通系统（ITS）中的关键通信协议，工作在5.8GHz频段，包含了物理层、数据链路层和应用层三个层次。协议的目的是实现车辆与路边设备之间的单向或双向交互通信，促进交通管理和信息资源共享。 OBU的数据接收过程涉及一个重要的步骤——前导码匹配。这一过程是接收流程的起点，当检测到一个定时器到达预设时间后，OBU开始读取空口信号IO端口的输入。接着，计算预期应接收的信号状态。如果实际接收到的信号与预期信号相同，表示接收正确，计数器加1。若连续18次接收正确，视为前导码匹配成功。若接收的信号与预期相反，但如果是OBU唤醒后的第一个信号，计数器同样会加1。如果这不是第一个信号，那么表示前导码匹配错误。为避免在信号跳变点采样，OBU在首次读取信号后会等待两个时钟周期再进行第二次读取，然后进行两次匹配尝试，只要有一次成功，就确认匹配成功，并选择成功路径进行后续数据接收。 数据接收阶段在前导码匹配成功后开始，按8位为一组进行处理，持续到接收结束。结束的判断条件包括超时和接收到的单字节的特定位模式，例如，当2、3、4位出现全0或全1时，会在接收5、6位时进行判断。此外，2、3、4、7位的空余时间可用于调试，实现并行处理，以优化系统性能。 本研究由山东大学的张迪在其硕士学位论文中详细阐述，指导老师为杨志强教授，专注于DSRC协议在OBU上的实现。研究采用了低功耗设计，使用TI公司的MSP430单片机作为控制器，并按照中国的DSRC协议标准灵活实现协议，以提高通信效率。通过外场测试，验证了协议的一致性和可靠性，为未来DSRC设备的功能提升和广泛应用奠定了坚实基础。