带有双存储器芯片的电子车牌的制作方法
【专利摘要】带有双存储器芯片的电子车牌，涉及电子技术。本发明包括模拟前端模块、存储器模块以及与二者连接的数字处理控制模块，所述存储器模块包括永久存储单元和可擦写存储单元，所述永久存储单元用于存储车辆登记信息。本发明有效地克服了现有电子车牌的安全性差、保存时间短的缺陷。
【专利说明】带有双存储器芯片的电子车牌
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术。
【背景技术】
[0002]美国专利12/796，031公开了一种储存器，即本发明所称的XLPM储存器。
[0003]电子车牌已经广泛的应用于交通管理(包括ETC不停车电子收费系统)，具有准确、快捷的特点，但由于电子车牌信息容易被复制，因此无法有效杜绝假套车牌的出现。此外，现有电子车牌多采用可擦写EEPROM作为存储器，其保存时间非常有限，且易受外界环境影响，如紫外线、高低温、其它辐射等等，外部恶劣环境的影响会使得电子车牌内部信息丢失，电子车牌在使用一段时间后容易出现读取困难甚至无法识别的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种更为安全的电子车牌技术。
[0005]本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，带有双存储器芯片的电子车牌，包括模拟前端模块、存储器模块以及与二者连接的数字处理控制模块，其特征在于，所述存储器模块包括永久存储单元和可擦写存储单元，所述永久存储单元用于存储车辆登记信息。
[0006]进一步的，所述永久存储单元为XLPM存储器。所述可擦写存储单元为EEPROM存储器。所述永久存储单元还用于存储电子车牌ID，所述可擦写存储单元用于存储EPC码和自定义用户信息。
[0007]所述数字处理控制模块包括数字解码器、命令译码器、控制器、返回模块、循环冗余校验码电路及存储器接口电路，数字解码器连接命令译码器和循环冗余校验码电路；控制器连接命令译码器和循环冗余校验码电路；返回模块连接循环冗余校验码电路、控制器和存储器接口电路，存储器接口电路还与控制器连接；数字解码器用于将模拟电路发送给数字电路的信号译码为数字信号，送给CRC模块进行CRC校验，同时也送给命令译码器解码命令；命令译码器用于将数字解码器送来的数字信号解码，并存储命令参数；循环冗余校验码电路用于在接收数据时，对数字解码器发送来的数字信号进行CRC校验，并判断校验是否通过，在数字电路发送数据时，对发送的数据进行CRC运算；控制器用于在CRC校验正确后执行各条命令，并控制数字电路整个状态机的转换，在命令执行完成后需要操作存储器时，控制存储器的读写，并在命令需要返回数据时控制返回的数据；存储器接口电路用于在控制器或返回模块的控制下执行对存储器的读写；返回模块用于在命令执行完以后，由控制器控制需要返回的数据，如果需要返回存储器中的数据，则控制存储器接口模块执行对存储器数据的读取，如果返回的数据需要CRC运算，则将数据发送到CRC模块执行运算，并将运算后的数据返回。
[0008]所述存储器模块还包括信号选择模块、高压产生电路；信号选择模块连接EEPROM存储器、XLPM存储器，用于选择输入的控制信号，送至EEPROM存储器或XLPM存储器；以及选择从EEPROM存储器或者XLPM存储器读出的存储内容；EEPR0M存储器连接信号选择模块和高压产生电路，用于存储可以更改的内容；XLPM存储器连接信号选择模块和高压产生电路。
[0009]所述高压产生电路产生支持XLPM存储器的电压和支持EEPROM存储器的电压。所述EEPROM存储器和XLPM存储器共用数据总线和控制总线。
[0010]本发明采用了 2Kbits永久存储区+2Kbits可擦除存储区相结合的电子车牌设计模式，可擦除存储区可以存放需要修改的信息，以满足电子车牌灵活性应用的需求。永久存储器采用XLPM来存储车牌及车辆等重要信息，XLPM具有防篡改、成本低、保存时间超过100年的优势，这能有效地克服了现有电子车牌的安全性差、保存时间短的缺陷。同时采用加密方案，对电子标签存储区加密，只允许授权读写装置访问，电子车牌各存储区可分区独立管理，可按用户需求分别设置为“只读”，“永久性只读”，或“密钥认证可读/可写”，进一步实现防篡改。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的模块结构图。其中，双存储器即具有可擦写存储器和永久存储器的存储器模块。
[0012]图2是本发明的射频模拟前端的结构图。
[0013]图3是本发明的数字处理控制模块结构图。
[0014]图4是本发明的存储器模块结构图。
[0015]图5是本发明的闻压广生电路的不意图。
[0016]图6是本发明的EEPROM存储器结构示意图。
[0017]图7是本发明的XLPM存储器结构示意图。
[0018]图8是本发明的EEPROM储存器和XLPM储存器共用总线的结构示意图。
[0019]图9是本发明的储存器地址资源规划示意图。
[0020]图10是本发明的电子车牌的存储区分布图。
[0021 ]图11是车辆监测流程图。
[0022]图12是本发明的电子车牌用于ETC识别机制的流程示意图。
[0023]图13是ETC系统中电子车牌/[目息写入流程不意图。
【具体实施方式】
[0024]低频(125KHZ,134.2KHZ)、高频(13.56MHZ)、超高频(433MHZ, 840MHZ ?960MHZ)电子标签芯片由射频模拟前端、数字处理控制模块以及双存储器组成，射频前端将射频能量转化为电路可用的直流能量，同时将射频信号解调，恢复出读写器发送的包络信号，并将数字处理控制模块返回的数字信号调制输出。
[0025]参见图1。数字处理控制模块用于处理射频模拟前端电路解调后得到的数字基带信号，控制与双存储器进行通信，同时根据阅读器发送的命令，返回相应的信号。其主要包括了时钟同步模块、解码模块、编码模块、、控制单元和存储器接口处理等几个主要组成部分。
[0026]双存储器由XLPM存储器和EEPROM组成，用于存储芯片的ID号、法定信息和其它特征信息等相关信息。[0027]微波段(2.4GHZ)的RFID电子标签芯片架构如图1，由射频模拟前端、数字处理控制模块、双存储器以及电源管理模块组成。电源管理模块用于接收外部输入电源并对芯片进行低功耗控制。
[0028]参见图2。射频模拟前端由匹配网路、整流器、稳压器、振荡器、电压参考电路、解调器及方向散射电路组成。匹配网络实现标签芯片的输入阻抗与天线之间的阻抗匹配，从而满足最大功率传输条件。
[0029]整流器将天线接收到的交流信号转换为直流电压，产生标签芯片所需的电源，而稳压器则是为整流器所产生的直流电压提供泄流支路，产生稳定的电源电压，从而对电源电压起到限幅以及保护芯片的作用。
[0030]电压参考电路产生稳定的、与温度和电源电压无关的基准电压，并为其他模块提供电压电流偏置。
[0031 ] 振荡器为逻辑控制电路提供稳定的时钟信号，并由此产生上电复位信号。
[0032]解调器对阅读器接收到的包络信号进行解调，获得所需的数字基带信号，将其提供给数字处理控制模块，并最终将控数字处理控制模块返回的信号经反向散射电路，返回给阅读器。
[0033]参见图3。数字处理控制模块由数字解码器、命令译码器、控制器、返回模块、CRC(循环冗余校验码)及存储器接口电路组成。
[0034]数字解码器将模拟电路发送给数字电路的信号译码为数字信号，送给CRC模块进行CRC校验，同时也送给命令译码器解码命令。
[0035]命令译码器将数字解码器送来的数字信号解码，并存储命令参数。
[0036]CRC (循环冗余校验码)电路在接收数据时，对数字解码器发送来的数字信号进行CRC校验，并判断校验是否通过，在数字电路发送数据时，对发送的数据进行CRC运算。
[0037]控制器在CRC校验正确后，执行各条命令，并控制数字电路整个状态机的转换。在命令执行完成后需要操作存储器时，控制存储器的读写，并在命令需要返回数据时控制返回的数据。
[0038]存储器接口电路在控制器或返回模块的控制下执行对存储器的读写。
[0039]返回模块在命令执行完以后，由控制器控制需要返回的数据，如果需要返回存储器中的数据，则控制存储器接口模块执行对存储器数据的读取。同时，如果返回的数据需要CRC运算，则将数据发送到CRC模块执行运算，并将运算后的数据返回。
[0040]参见图4。双存储器由4个模块组成:信号选择模块、EEPROM存储器、高压产生电路、XLPM存储器。
[0041]信号选择模块用来将输入的控制信号，如read，write读写信号进行选择，送至EEPROM或XLPM存储器。使得EEPROM或XLPM存储器其中一个被允许操作。而另外一个未被选择的存储器不能被操作。对于从EEPROM或者XLPM存储器读出的存储内容同样可以加以选择。
[0042]EEPROM用来存储可以更改的内容，即存储的内容可由外部的指令信号控制，进行多次的擦除和编程。
[0043]XLPM存储器存入的内容只能被写入一次，即一旦内容被写入，将不能被擦除和编程。[0044]参见图5。双存储器编程的高压由高压产生电路提供，此电路分为两个部分，用以产生两个高压，分别提供给XLPM存储器和EEPROM编程使用。第一部分为CPl (电荷泵1)，由1.5v的输入产生8.5v的输出。8.5v的高压提供XLPM存储器编程电压。第二部分为CP2(电荷泵2)，CP2是在CPl输出基础上产生编程电压，即以CPl输出的8.5v作为CP2的输入，产生15.5v的高压。此高压提供EEPROM存储器编程电压。
[0045]参见图6。EEPROM存储器包含:EEPR0M单元阵列，行解码器，列解码器，数据缓冲电路。
[0046]参见图7。XLPM存储器包含:XLPM存储单元阵列，行解码器，列解码器，数据缓冲电路。
[0047]如图8所示，将EEPROM和XLPM存储器结合在一起的存储器，数据及控制总线是共用的，这样能降低使用的难度。
[0048]EEP_XLPM_SEL作为片选信号，选择分别对XLPM存储器或EEPROM读写操作。
[0049]在RFID芯片中运用双存储器，并对地址资源进行规划，具体如图9所示。按page(页面)方式管理整个存储器空间。PageO和page I是EEPR0M，page2和page3是XLPM存储器。每个page有32个block,每个block由4个bytes (字节)组成。
[0050]更具体的实施例参见图10。本发明的带有双存储器芯片的电子车牌包括模拟前端模块、存储器模块以及与二者连接的数字处理控制模块，其特征在于，所述存储器模块包括永久存储单元和可擦写存储单元，所述永久存储单元用于存储车辆登记信息。所述车辆登记信息包括车牌号，还可以包括发动机号、车主信息等其他各项机动车登记信息。
[0051]所述永久存储单元为XLPM存储器。所述可擦写存储单元为EEPROM存储器。车牌信息、车牌号及TID (Tag Identifier)保存在XLPM中，数据保存时间很长，可以有效保证数据安全，数据无法被篡改。
[0052]EEPROM存储器用来保存用户数据，数据允许被改写，可以将车辆收费记录存在其中，收费记录及进出高速路口等信息要求能够反复改写，EEPROM的反复可擦写特征就能满足灵活应用需要。
[0053]对车辆监测时的流程参见图11。电子车牌通过检测装置时，通过射频传输，电子车牌的ID会上传到计算机，经数据分析比对可知其是否为合法电子车牌，正确的车辆被识别后，自动抬杆，如果信息不对，摄像机会抓拍取证并报警。
[0054]图12-13为ETC系统中的电子车牌和ETC系统工作流程，包括:
[0055]Ca)首先判断电子车牌是否正常有效，读取XLPM中关键信息区，如果没有设置访问密钥，可以被直接读取。
[0056](b)如果需要访问密钥，ETC系统中的读卡器将输入正确密钥，以正常访问相关数据区。
[0057](c)读电子车牌TID区的唯一标识，可用于密钥的生成和数据的加密。
[0058]写入流程:
[0059](I)写入规划好的EPC区的数据，可以用于车辆的分组、分类等。
[0060](2)写入规划好的USER区数据，包括车辆的电子档案信息、缴费标志信息等。
[0061](3)采用单向散列生成标签的访问密钥，写入标签的密码区。
[0062](4)设置各个区域的读写权限，将密码区永久锁定，保证访问密钥不能被读写，其它区域根据具体的应用需求设置可逆锁定还是永久锁定。
[0063]说明书已经充分说明本发明的原理和必要技术内容，普通技术人员能够依据说明书实施本发明，故不再赘述更加具体的技术细节。
【权利要求】
1.带有双存储器芯片的电子车牌，包括模拟前端模块、存储器模块以及与二者连接的数字处理控制模块，其特征在于，所述存储器模块包括永久存储单元和可擦写存储单元，所述永久存储单元用于存储车辆登记信息。
2.如权利要求1所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述永久存储单元为XLPM存储器。
3.如权利要求2所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述可擦写存储单元为EEPROM存储器。
4.如权利要求1所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述永久存储单元还用于存储电子车牌ID，所述可擦写存储单元用于存储EPC码和自定义用户信息。
5.如权利要求1所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述数字处理控制模块包括数字解码器、命令译码器、控制器、返回模块、循环冗余校验码电路及存储器接口电路，数字解码器连接命令译码器和循环冗余校验码电路；控制器连接命令译码器和循环冗余校验码电路；返回模块连接循环冗余校验码电路、控制器和存储器接口电路，存储器接口电路还与控制器连接； 数字解码器用于将模拟电路发送给数字电路的信号译码为数字信号，送给CRC模块进行CRC校验，同时也送给命令译码器解码命令； 命令译码器用于将数字解码器送来的数字信号解码，并存储命令参数； 循环冗余校验码电路用于在接收数据时，对数字解码器发送来的数字信号进行CRC校验，并判断校验是否通过，在数字电路发送数据时，对发送的数据进行CRC运算； 控制器用于在CRC校验正确后执行各条命令，并控制数字电路整个状态机的转换，在命令执行完成后需要操作存储器时，控制存储器的读写，并在命令需要返回数据时控制返回的数据； 存储器接口电路用于在控制器或返回模块的控制下执行对存储器的读写； 返回模块用于在命令执行完以后，由控制器控制需要返回的数据，如果需要返回存储器中的数据，则控制存储器接口模块执行对存储器数据的读取，如果返回的数据需要CRC运算，则将数据发送到CRC模块执行运算，并将运算后的数据返回。
6.如权利要求3所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述存储器模块还包括信号选择模块、高压产生电路； 信号选择模块连接EEPROM存储器、XLPM存储器，用于选择输入的控制信号，送至EEPROM存储器或XLPM存储器；以及选择从EEPROM存储器或者XLPM存储器读出的存储内容； EEPROM存储器连接信号选择模块和高压产生电路，用于存储可以更改的内容； XLPM存储器连接信号选择模块和高压产生电路。
7.如权利要求6所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述高压产生电路产生支持XLPM存储器的电压和支持EEPROM存储器的电压。
8.如权利要求6所述的带有双存储器芯片的电子车牌，其特征在于，所述EEPROM存储器和XLPM存储器共用数据总线和控制总线。
【文档编号】G11C17/18GK103915116SQ201310258126
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】彭泽忠, 叶琼, 向晓安, 王立泉, 刘俊伟, 毛军华, 申刚 申请人:成都凯路威电子有限公司, 深圳键桥通讯技术股份有限公司