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obu是什么车载设备(车载电子标签芯片浅析)

时间:2024-08-06 15:00:35人气:100

  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。

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。车联网系统与ETC系统异曲同工。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。

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。

图3、ETC苏通卡

品牌

型号

描述

上海博通(BEKEN)

BK5863N

1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)

ER14250

1颗一次性锂电池,3.6V,1200mAh

复来(RECOVERY)

IFR14200

1颗可充电电池,3.2V,100mAh

威特(VIMUN)

SC-4025-9B

1颗太阳能光伏模块

-

丝印SSESAM08

1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。

图4、ETC速通卡

品牌

型号

描述

德州仪器(TI)

M430F5418A

1颗16位低功耗MCU

上海博通(BEKEN)

BK5863N

1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-5520-9A

1颗弱光型非晶硅太阳能电池

复微(FMSH)

FM1702Q

1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 V10

1颗ESAM安全芯片

-

丝印12832J 000097

1块128*32 LCD屏

-

丝印BAT 1601

1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

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)。

图6、Efsys T103

品牌

型号

描述

新唐(NUVOTON)

NANO100SD3BN

1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)

BK5823

1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)

IFR14500

1颗可充电电池,3.2V,400mAh

威特(VIMUN)

SC-4324-9

1颗弱光型非晶硅太阳能电池

易兆微(MUP)

YC1021

1颗多模蓝牙芯片

国民技术(NATIONS)

Z32HCD2S

1颗13.560MHz非接触式读卡芯片

国民技术(NATIONS)

Z8HM2

1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。车载电子标签(OBU)与车载V2X OBU终端以及行车记录仪三合一的产品或是一种创新方向。

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