ETC车载电子标签(OBU)的芯片和方案选型

发布者:心愿达成最新更新时间:2024-01-08 来源: elecfans关键字:ETC  车载电子标签  OBU 手机看文章 扫描二维码
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OBU英文全称是On Board Unit,指的是车载电子标签(OBU),市面上常见的名称是粤通卡ETC、ETC速通卡、ETC苏通卡等。车载电子标签(OBU)是ETC(Electronic Toll Control,不停车电子收费系统)的重要组成单元,存有车辆的识别信息,多安装于汽车的前挡风玻璃上,在收费站与RSU(Road Side Unit,路侧单元)通过专用短程微波通信(DSRC)进行通讯。当车辆靠近档杆,RSU识别到来自OBU的信号,就会自动打开档杆,在不需要司机停车的情况下自动完成收费处理全过程,提高车辆通行效率。

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图1、ETC系统组成

RSU安置在ETC车道上作为路侧基站使用,主要由通信收发信机、RSU天线控制板、微带天线、RSU控制器控制板构成,以完成对信号和数据的收发、调制解调、编码解码,以及加密解码等功能。这里我们着重分析一下ETC系统内的车载电子标签(OBU)的芯片和方案选型。

常见的OBU采用如下方案架构:通过天线单元,车载电子标签(OBU)与车道龙门架RSU之间进行通信,采用5.8GHz无线频段。手机与车载单元OBU通过蓝牙连接,采用2.4GHz无线频段。读卡单元将用户卡与OBU连接,采用13.56MHz频段。

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图2、OBU原理框图

车载电子标签(OBU)主要由MCU、射频通信芯片或模块(5.8GHz、2.4GHz和蓝牙芯片)、RFID芯片(13.56MHz读写器芯片)、安全芯片(ESAM芯片)、显示屏、太阳能光伏模块、电池等组成。

MCU的主要玩家有小华、新唐、上海博通和意法半导体,曾有业内人士预估的市场占有率情况:小华占40%左右、新唐占30%左右、上海博通占20%左右,意法半导体占10%左右。这里还有复微、紫光国芯、杰发、琪埔维、德州仪器、国民技术、莱琳斯、航芯、中科微等。通常集成了5.8GHz射频通信的SoC芯片性价比更高,上海博通就有推出集成射频通信芯片和安全芯片的高集成度SoC芯片。 射频通信芯片或模块的主要原厂有上海博通、斯凯瑞利、笙科、德州仪器、亚德诺、高通、微芯、钜芯集成、Nordic、易兆微、泰凌微、捷联微芯等。 RFID芯片的主要原厂有恩智浦、德州仪器、意法半导体、复微、中科微、华大、国民技术、中科微、维晟、上海飞聚、维霖通、科道芯国、捷联微芯等。 安全芯片的主要原厂有亚德诺、国民技术、宏思电子、航芯、紫光同芯等。 电池原厂主要有亿纬锂能、朗升、威特、山木、德力普、日月等。 接下来我们以实际案例做个说明,第一款是与非网拆解的ETC苏通卡。

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图3、ETC苏通卡

 

品牌型号描述
上海博通(BEKEN)BK5863N1颗低功耗SoC芯片,内部集成ARM9处理器、非接触射频卡的读卡器、5.8GHz的射频收发器、太阳能充电管理电路、音频输出、温度传感器、Flash、UART、SPI、I2C、DES等
亿纬锂能(EVE)ER142501颗一次性锂电池,3.6V,1200mAh
复来(RECOVERY)IFR142001颗可充电电池,3.2V,100mAh
威特(VIMUN)SC-4025-9B1颗太阳能光伏模块
-丝印SSESAM081颗ESAM安全芯片
--1颗蜂鸣器和1块LCD屏
--触点机械开关、阻容感、LED、连接器、接口、结构件和紧固件、高频陶瓷天线等等

 

表1、ETC苏通卡部分元器件 第二款是ETC速通卡的云星宇TUNA-C10。

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图4、ETC速通卡

 

品牌型号描述
德州仪器(TI)M430F5418A1颗16位低功耗MCU
上海博通(BEKEN)BK5863N1颗5.8GHz射频收发芯片,内部集成了包括接收、发射和唤醒在内的全部射频功能的国标ETC收发器
威特(VIMUN)SC-5520-9A1颗弱光型非晶硅太阳能电池
复微(FMSH)FM1702Q1颗13.56MHz非接触式读卡芯片
晶科鑫(SJK)-2颗晶振,分别是32.768MHz、13.560MHz
德海威(MUP)-1颗卡座
-丝印YGG ITSCOS V101颗ESAM安全芯片
-丝印12832J 0000971块128*32 LCD屏
-丝印BAT 16011颗可充电电池
--1颗一次性锂电池
--1颗蜂鸣器
--触点机械开关、阻容感、LED、连接器、接口、结构件和紧固件、高频陶瓷天线等等

 

表2、ETC速通卡部分元器件

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图5、ETC速通卡原理框图

第三款是ETC粤通卡(成谷蓝牙互联网OBU Efsys T103)。

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图6、Efsys T103

 

品牌型号描述
新唐(NUVOTON)NANO100SD3BN1颗32位低功耗MCU,NuMicro Nano100系列特色为超低功耗,低电压工作范围1.8V至3.6V,工作温度: - 40 ℃至85 ℃,内建12MHz高精度晶振 (1%准确度) 。备有丰富的外设,如定时器、看门狗定时器、RTC、PDMA、UART、SPI、I²C、I²S、PWM、12位ADC、12位DAC、ISO-7816等
上海博通(BEKEN)BK58231颗5.8GHz射频收发芯片,内部集成了包括接收、发射和唤醒在内的全部射频功能的国标ETC收发器
山木(MOTTCELL)IFR145001颗可充电电池,3.2V,400mAh  
威特(VIMUN)SC-4324-91颗弱光型非晶硅太阳能电池
易兆微(MUP)YC10211颗多模蓝牙芯片
国民技术(NATIONS)Z32HCD2S1颗13.560MHz非接触式读卡芯片
国民技术(NATIONS)Z8HM21颗ESAM安全芯片
合泰(HOLTEK)HT7136-1  1颗电源管理芯片
普冉(PUYA)P25Q40H   1颗Nor Flash
金彩(JINCAI)-1块LCD屏
晶科鑫(SJK)-3颗晶振,分别是32.768MHz、13.560MHz和4.096MHz
--1颗蜂鸣器
--触点机械开关、阻容感、LED、连接器、接口、结构件和紧固件、高频陶瓷天线等等

 

表3、Efsys T103部分元器件 总结3款车载电子标签(OBU)的拆解,产品都通过触点机械开关做了防拆设计,而且安全芯片是必选器件。涉及到读写银行非接触卡,可以把该产品看做POS机,金融级安全必不可少


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