[发明专利]一种用于ETC车载单元的FMO解码方法

说明书

技术领域

本发明是智能交通不停车收费系统中车载单元解析收到的FMO编码的软件解码方法。 

背景技术

ETC系统是目前国际上主要研究和推广的自动电子收费系统，适用于高速公路以及交通繁忙的桥梁隧道环境下的车辆收费解决方案。车载单元（OBU，On-Board Unit）是ETC系统的标准配件，用于安装在车辆的前挡风玻璃上，当车辆通过ETC车道时，OBU与路侧单元（RSU，Roadside Unit）等设备通讯，不需停车即可完成ETC收费。从而提高汽车通行速度，有效解决交通堵塞问题。这种收费系统其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。 

国标GB/T20851.1中规定用于ETC系统的数据编码方式为FMO编码。每帧数据使用0x7E作为头尾。为区别数据和帧头帧尾，数据发送过程中使用透明传输，即发送数据时，每发送5个1之后插入1个0，使得传输的数据不可能出现0x7E的情况。为了使接收设备能够进行数据同步，帧头0x7E前还应该加入16个1、16个0的前导码。 

现有的FMO软件解码方法主要分为2种： 

第一种是定点检测电平的方法，通过两次采样电平的比较，来分析该位数据。这种方法的优点是单片机可以在两次采样时间之间进行数据处理，数据处理时间较为充裕，所以对单片机数据处理速度要求不高。但是这种方法的缺点也很明显，这种定点采样的方法对于位速率不精确的FMO波形来说，每一次采样都会产生采样点偏差。当数据较长的时候，产生的累积误差可能导致采样点偏离到错误的电平处，致使数据采样错误，最终使得解码结果错误。如图1所示，当数据位速率变慢的时候，最后一次采样电平就出现了错误。 

第二种是检测电平翻转（即检测跳沿）的方法，使用一个计数器，在每次电平发生变化的时候判断该计数器的值，根据该值和半位数据宽度值比较的结果，分析判断该位数据。这种方法由于采用了跳沿检测的方法，相当于每一位起始都会对数据进行同步，所以不会由于位速率不精确而产生累积误差。这种方法的缺点是检测电平翻转前单片机需要一直对管脚电平做判断，浪费单片机资源，而且对单片机的速度要求较高，否则，数据还未处理完成时电平翻转会导致解码错误。如图2所示，虚线为开始检测跳沿的时间。由于t2时间内一直在检测跳沿，所以数据处理必须在t1时间内完成。易知t1<T/2,其中T为一位 数据周期。所以这种方法对单片机数据处理性能要求很高，显然不符合目前ETC市场的要求。 

发明内容

为了避免传统两种解码方法的缺陷，本发明使用检测跳沿和定点采样相结合的方式，如图3所示。 

在每一位数据前对跳沿进行检测，起到位同步作用，避免了位速率不精确而产生累积误差。 

在后半位数据的某位置（可根据波形的实际情况调整，以增加解码兼容性）进行电平采样。采样完成之后，将采样结果保存，即图3中t1所示时间中进行的工作。之后接着检测跳沿，检测到跳沿之后，根据之前保存的采样结果和跳沿关系来判断数据，并进行透明传输的去0处理及数据保存工作，即图3中t2所示时间中进行的工作，易知t2<T-t1，其中T为一位数据周期,t1与单片机速度有关。在ETC下行链路256kbps标准位速率与单片机主时钟12MHz的速度下，t1=3*T/48。 

通过对指令顺序的调整，使得数据处理时间最小化，以降低对单片机速度的要求。

本发明提供了一种用于ETC车载单元的FMO解码方法，其特征在于：步骤A，持续检测电平翻转，当检测到电平翻转时，转到下一步骤； 

步骤B，等待时间，直到采样点到来时，进行采样； 

步骤C，根据电平翻转的高低关系以及采样电平的高低确定本位数据值； 

步骤D，将所述本位数据值存入一位数据暂存寄存器R1，返回步骤A继续处理。 

根据上述任一方法，其特征在于：在非首次执行的步骤A之后，步骤B之前，还包括：对R1中存储的上一位数据进行判断、处理和存储。 

根据上述任一方法，其特征在于，在首次执行步骤A之前还包括： 

步骤A0，对收到连续“1”的个数计数器R2、收到数据位计数器R3进行初始化； 

在非首次执行的步骤A之后，步骤B之前，还包括： 

步骤A1，判断R1中存储的上一位数值，若是1则跳到步骤A2，若是0，则跳到步骤A3； 

步骤A2，将收到连续“1”的个数计数器R2的计数累加1，根据R2判断是否连续收到6个1，若是则表示收到帧尾，解码结束；否则，跳到A4继续处理；