專利名稱:一體化收費(fèi)車道控制機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型 涉及一種公路交通管理設(shè)備,主要用于高速公路收費(fèi)站和國(guó)道收費(fèi)站 的各收費(fèi)車道管理裝置,屬于交通管理設(shè)備及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,在高速公路收費(fèi)站使用的收費(fèi)車道控制機(jī)設(shè)備和操作系統(tǒng)配置大多為通用 工控主機(jī)及WIN操作系統(tǒng),加配IO卡、725控制卡和MOX卡等外接板卡形成車道收費(fèi)系統(tǒng), 通過(guò)操作信息的輸入和控制信息的采集,實(shí)現(xiàn)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和車道設(shè)備對(duì)車輛通行行 為的控制功能?,F(xiàn)車道收費(fèi)控制系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、耗能高、功能單一,維修維護(hù)困 難,且體積較大,對(duì)電力系統(tǒng)的性能要求高;而各收費(fèi)站沿高速公路和國(guó)道設(shè)置,大多由農(nóng) 用電網(wǎng)供電,電力質(zhì)量不夠穩(wěn)定且經(jīng)常斷電,為了保證系統(tǒng)正常收費(fèi),勢(shì)必要采用穩(wěn)壓設(shè)備 和發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電系統(tǒng)保障,造成運(yùn)行成本將大幅增加。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的收費(fèi)車道控制機(jī)設(shè)備和操作系統(tǒng)的上述不足,本實(shí)用新型提供一 種體積小、重量輕,而且功耗低,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本低的多功能收費(fèi)車道控制機(jī)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是嵌入式主板、微型車輛檢測(cè)器、 讀寫卡器、專用收費(fèi)鍵盤、顯示屏、電源系統(tǒng)和機(jī)殼,嵌入式主板上聯(lián)接有視頻多功能卡,該 卡的四路視頻輸入端與攝像機(jī)相聯(lián),其他各輸入端與微型車輛檢測(cè)器的抓拍檢測(cè)線圈、通 過(guò)檢測(cè)線圈、腳踏報(bào)警器相聯(lián);各輸出端與車道欄桿機(jī)、聲光報(bào)警器、天棚紅綠燈控制器、車 道紅綠燈控制器相聯(lián);電源系統(tǒng)包括依次聯(lián)接的電源板、鋰電池組和電源適配器,電源板分 別與讀寫卡器、嵌入式主板、微型車輛檢測(cè)器相聯(lián),為其供電。視頻多功能卡包括四路依次聯(lián)接的二值化預(yù)處理單元、視頻跟蹤檢測(cè)單元、檢測(cè) 識(shí)別單元、輸入輸出控制單元、光電隔離單元和外設(shè)輸入輸出控制單元;輸入輸出控制單元 與嵌入式主板聯(lián)接。視頻多功能卡7具備多路視頻采集、多路信號(hào)采集和多路輸出控制等功能。本實(shí)用新型的有益效果是,體積小、重量輕,能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠,即可作為通常 的收費(fèi)機(jī)使用,也可以作為應(yīng)急收費(fèi)機(jī)使用。
圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)方框圖;圖2是圖1中音視頻卡單元框圖。圖中零部件及編號(hào)主機(jī)部件編號(hào)1——嵌入式主板;2——微型車輛檢測(cè)器;2-1——抓拍檢測(cè)線圈,2-2——通過(guò)檢測(cè)線圈;[0014]3—讀寫卡器;4——專用收費(fèi)鍵盤;5——顯示屏;7——視頻多功能卡;7-1——二值化 預(yù)處理單元,7-2——視頻跟蹤檢測(cè)單元,7-3——檢測(cè)識(shí)別單元,7-4——輸入輸出控制單元,7-5——光電隔離單元,7-6——外設(shè)輸入輸出控制單元;8——攝像機(jī);10——電源板;11——鋰電池組;12——電源適配器;13——電壓監(jiān)測(cè)報(bào)警器;14——溫控器;15——風(fēng)扇;16——存貯卡;17——存儲(chǔ)硬盤;外部設(shè)備編號(hào)23——腳踏報(bào)警器;24——車道欄桿機(jī);25——聲光報(bào)警器;26——天棚紅綠燈控制器;27——車道紅綠燈控制器;28——計(jì)重儀;29——計(jì)費(fèi)顯示器;30——票據(jù)打印機(jī);31——話筒;32——揚(yáng)聲器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2。一體化收費(fèi)車道控制機(jī),包括一體化收費(fèi)車道控制機(jī),包括嵌入式主板1、微型車 輛檢測(cè)器2、讀寫卡器3、專用收費(fèi)鍵盤4、顯示屏5、電源系統(tǒng)和機(jī)殼,其特征在于,嵌入式主 板1上聯(lián)接有視頻多功能卡7,該卡的四路視頻輸入端與攝像機(jī)8相聯(lián),其他各輸入端與微 型車輛檢測(cè)器2的抓拍檢測(cè)線圈2-1、通過(guò)檢測(cè)線圈2-2、腳踏報(bào)警器23相聯(lián);各輸出端與 車道欄桿機(jī)24、聲光報(bào)警器25、天棚紅綠燈控制器26、車道紅綠燈控制器27相聯(lián);電源系 統(tǒng)包括依次聯(lián)接的電源板10、鋰電池組11和電源適配器12,電源板10分別與讀寫卡器3、 嵌入式主板1相聯(lián)、風(fēng)扇,為其供電。微型車輛檢測(cè)器2由抓拍檢測(cè)線圈2-1和通過(guò)檢測(cè)線圈2-2組成。視頻多功能卡7包括四路依次聯(lián)接的二值化預(yù)處理單元7-1、視頻跟蹤檢測(cè)單元 7-2、檢測(cè)識(shí)別單元7-3、輸入輸出控制單元7-4、光電隔離單元7-5和外設(shè)輸入輸出控制單 元7-6 ;輸入輸出控制單元7-4與嵌入式主板1聯(lián)接。其工作過(guò)程是對(duì)輸入的視頻信號(hào)由二值化預(yù)處理單元7-1進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,由視頻 跟蹤檢測(cè)單元7-2對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤,由檢測(cè)識(shí)別單元7-3檢測(cè)識(shí)別確定出運(yùn)動(dòng)物體的 運(yùn)動(dòng)方向和大小,以及視頻圖像區(qū)域內(nèi)物體的特征,根據(jù)其特征判斷是否為車輛,確定為車 輛等需要的信息后通過(guò)輸入輸出控制單元7-4發(fā)出相應(yīng)控制指令及數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)信息經(jīng) 嵌入式主板1,存儲(chǔ)到指定單元,控制指令通過(guò)光電隔離單元7-5和外設(shè)輸入輸出控制單元 7-6輸出,對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制;外設(shè)輸入輸出控制單元7-6輸入的控制指令通過(guò)光電隔離 單元7-5傳輸?shù)捷斎胼敵隹刂茊卧?-4,輸入輸出控制單元7-4通過(guò)對(duì)收到的外部控制指令 分析后發(fā)出相應(yīng)的控制指令,該指令通過(guò)光電隔離單元7-5、輸入輸出控制單元7-4經(jīng)嵌入 式主板1,將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到指定單元;外部設(shè)備控制指令通過(guò)外設(shè)輸入輸出控制單元7-6 的輸出進(jìn)行外部設(shè)備控制,完成相應(yīng)信息收集、分析處理、控制和存儲(chǔ)。嵌入式主板1上聯(lián)接有存貯卡16、120G以上存儲(chǔ)硬盤17,與其交換數(shù)據(jù);嵌入式 主板1的端口 C0M1、端口 COM2分別接外部的計(jì)重儀28、計(jì)費(fèi)顯示器29,其打印口 P接外部 票據(jù)打印機(jī)30,其音頻輸入口 M接話筒31,其音頻輸出口 S接揚(yáng)聲器32。嵌入式主板1采用小型低功耗工業(yè)計(jì)算機(jī)的主板,采用直流供電可降低對(duì)供電系統(tǒng)的要求。通過(guò)檢測(cè)線圈2-2與車道欄桿機(jī)24相聯(lián)。讀寫卡器3為內(nèi)置式感應(yīng)IC卡讀寫器,與嵌入式主板1的內(nèi)置端口 COM聯(lián)接。讀 寫卡器3的天線設(shè)在機(jī)器面板上,可對(duì)放置其正上方(3cm以內(nèi))的IC卡進(jìn)行非接觸式讀 寫操作。專用收費(fèi)鍵盤4為44鍵高強(qiáng)度機(jī)械鍵盤。使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。顯示屏5為IXD液晶顯示屏,采用15寸高亮工業(yè)級(jí)顯示器,亮度級(jí)別為400cd (坎 德拉),可在光線較差時(shí)保證屏幕清晰。鋰電池組11由8只2200mAh的電芯串并聯(lián)組成、其輸出端聯(lián)接有電壓監(jiān)測(cè)報(bào)警器 13。電源板10為DC-DC電源系統(tǒng),輸入電壓范圍為DC 9V-DC36V,可以穩(wěn)定輸出DC5V 和DC12V電壓為整個(gè)系統(tǒng)供電,電源板10依次聯(lián)接有溫控器14和風(fēng)扇15。機(jī)殼采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)外殼,采用筆記本式上翻結(jié)構(gòu),并設(shè)有提手,其外形為手提 箱形式。耐磨損,方便攜帶,具有良好的電磁兼容性。存貯卡16可在兩臺(tái)機(jī)器之間交換數(shù)據(jù),120G以上存儲(chǔ)硬盤17使機(jī)器有足夠的空 間保存數(shù)據(jù)。抓拍檢測(cè)線圈2-1可抓拍車輛圖片,其車輛視頻信號(hào)還可與攝像機(jī)8輸出到視頻 多功能卡7中的視頻檢測(cè)互補(bǔ),二者既可獨(dú)立工作,又可相互補(bǔ)充,使其檢測(cè)和圖片采集功 能更加完善。當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)站后,觸發(fā)抓拍檢測(cè)線圈2-1,攝像機(jī)8對(duì)車輛進(jìn)行抓拍,車輛進(jìn) 入收費(fèi)站計(jì)重系統(tǒng),由計(jì)重儀28給出車輛重量,由IC卡讀寫器3讀出卡內(nèi)信息,計(jì)算出應(yīng) 交金額,并將其顯示在計(jì)費(fèi)顯示器29上,同時(shí)揚(yáng)聲器32發(fā)出語(yǔ)音,報(bào)出收費(fèi)金額,收費(fèi)員打 印出收費(fèi)單據(jù)。收費(fèi)員按鍵將車道欄桿機(jī)24的欄桿抬起,使車輛通過(guò);當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)通過(guò)檢 測(cè)線圈2-2后,車道欄桿機(jī)24欄桿自動(dòng)落桿。如車輛違章闖關(guān),收費(fèi)員使用腳踏報(bào)警器23 報(bào)警,聲光報(bào)警器25燈發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)通行車輛進(jìn)入高速公路收費(fèi)站入口車道后,觸發(fā)抓拍檢測(cè)線圈2-1,通過(guò)攝像機(jī) 8對(duì)車輛進(jìn)行抓拍,IC卡讀寫器3將入口收費(fèi)站代碼、車牌、車類型等信息寫入IC通行卡內(nèi) 并由該車攜帶至出口收費(fèi)。當(dāng)通行車輛進(jìn)入高速公路收費(fèi)站出口收費(fèi)車道后,先由計(jì)重儀28稱出車輛重量, 然后計(jì)算出該車輛本次應(yīng)收通信費(fèi),并在計(jì)費(fèi)顯示器29上顯示車輛通信費(fèi)、貨車計(jì)重信 息、客車車類型等,同時(shí)揚(yáng)聲器32發(fā)出語(yǔ)音,報(bào)出收費(fèi)金額,票據(jù)打印機(jī)30打印出收費(fèi)發(fā) 票,此時(shí)車道欄桿機(jī)24的欄桿自動(dòng)抬起,讓車輛通過(guò);當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)通過(guò)檢測(cè)線圈22后,車道 欄桿機(jī)24欄桿自動(dòng)落桿。如車輛違章闖關(guān),觸發(fā)抓拍檢測(cè)線圈2-1,通過(guò)攝像機(jī)8對(duì)車輛進(jìn) 行抓拍,收費(fèi)員使用腳踏報(bào)警器23報(bào)警,聲光報(bào)警器25燈發(fā)出報(bào)警信號(hào)。正常情況下,由市電經(jīng)電源適配器12為機(jī)器供電,并對(duì)鋰電池組11充電;在市電 突然斷開的瞬間,由鋰電池組11為機(jī)器供電,從而保護(hù)數(shù)據(jù)。在電池電量行將用完之時(shí),電 壓監(jiān)測(cè)報(bào)警器13即可報(bào)警,在機(jī)器的鍵盤上顯示報(bào)警信號(hào),提醒收費(fèi)員備份資料并關(guān)機(jī); 當(dāng)監(jiān)測(cè)到輸入電壓低于12V時(shí),自動(dòng)進(jìn)行聲音報(bào)警提示,電源適配器12可以在輸入交流電 壓100-250V范圍內(nèi)正常工作,在電壓高于250V或低于100V時(shí)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù),當(dāng)輸入電壓恢復(fù)到可以正常工作時(shí)便自動(dòng)進(jìn)行工作,電源適配器12設(shè)有輸出短路保護(hù)電路。當(dāng)機(jī)箱內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí),溫控器14啟動(dòng)微型風(fēng)扇15工作,對(duì)機(jī)內(nèi)部件排風(fēng)降
ilm ο本實(shí)用新型將四路視頻及四路音頻輸入、四路IO輸入(抓拍檢測(cè)線圈2-1、通過(guò)檢測(cè)線圈線圈2-2、腳踏報(bào)警器23、一個(gè)備用擴(kuò)展接口)和四路外接設(shè)備(車道車道紅綠燈 控制器27、車道欄桿機(jī)24、聲光警報(bào)器25、天棚紅綠燈控制器26)接口進(jìn)行集成,將視頻檢 測(cè)、計(jì)算機(jī)圖象處理識(shí)別、現(xiàn)代通訊、自動(dòng)化控制技術(shù)及車輛感應(yīng)IC卡、鍵盤、語(yǔ)音、抓拍軟 件、網(wǎng)絡(luò)接口、計(jì)重、費(fèi)顯和收費(fèi)軟件系統(tǒng)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過(guò)收費(fèi)站的車輛進(jìn)行 收費(fèi)及控制。本實(shí)用新型可檢測(cè)采集遠(yuǎn)近景四個(gè)攝像機(jī)的多幅圖片及車輛外觀輪廓、車型、 車牌號(hào)信息,以及進(jìn)出收費(fèi)站名稱、出站時(shí)車輛的質(zhì)量、日期時(shí)間、收費(fèi)卡號(hào)、收費(fèi)員編碼等 信息。還可對(duì)車輛號(hào)牌與卡號(hào)等信息不符車輛、黑名單車輛(被盜搶車輛和交通肇事逃逸 車輛)報(bào)警提示。實(shí)現(xiàn)視頻圖像監(jiān)控、圖片采集、音頻錄入、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)等多種功能。本實(shí)用新型在保證功能的同時(shí)減小了體積,而且電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在能耗上大大降 低,從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)成本的降低,并在穩(wěn)定性和效率上更勝一籌。體積小(350 X 71 X 280mm, 是現(xiàn)在使用機(jī)器的1/10)、重量輕(整機(jī)6. 4kg)、能耗低(不足30W,是現(xiàn)在使用機(jī)器的1/6 或更小)。不使用外接電源或停電后機(jī)器內(nèi)置電池可連續(xù)獨(dú)立工作2小時(shí)以上并穩(wěn)定運(yùn) 行,保證車道收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,并可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)收費(fèi)車道機(jī)的所有 功能。可以作為應(yīng)急收費(fèi)機(jī)使用,滿足在節(jié)假日和高峰時(shí)段的車流量突增情況下進(jìn)行應(yīng)急 復(fù)式收費(fèi),緩解收費(fèi)站的收費(fèi)壓力,以及可滿足車道機(jī)故障時(shí)的替代設(shè)備和臨時(shí)增加收費(fèi) 車道的收費(fèi)設(shè)備。并可通過(guò)車道控制機(jī)轉(zhuǎn)換器和便攜供電系統(tǒng),通過(guò)轉(zhuǎn)換器上的開關(guān)實(shí)現(xiàn) 兩個(gè)車道機(jī)之間的轉(zhuǎn)換,不需重新接外部設(shè)備的連線,所需時(shí)間極短,無(wú)需關(guān)閉收費(fèi)車道。機(jī)器配置了在100-250V市電波動(dòng)均可以連續(xù)穩(wěn)定供電的高性能電源適配器,內(nèi) 部安裝的寬幅電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓系統(tǒng)和8X2200mAh(毫安時(shí))備用鋰電池組,在市電波動(dòng)和停 電時(shí)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)工作。本系統(tǒng)在考慮替代以前車道機(jī)和市電長(zhǎng)時(shí)間停電等問(wèn) 題,還專門配套開發(fā)出輔助的車道控制機(jī)轉(zhuǎn)換器(體積134X39X105mm,質(zhì)量0. 2kg)和 小型輕便后備續(xù)電池(體積205X68X145mm,質(zhì)量1. 5kg)系統(tǒng),供主機(jī)在沒(méi)有外接電源 或停電時(shí)使用。
權(quán)利要求一種一體化收費(fèi)車道控制機(jī),包括嵌入式主板(1)、微型車輛檢測(cè)器(2)、讀寫卡器(3)、專用收費(fèi)鍵盤(4)、顯示屏(5)、電源系統(tǒng)和機(jī)殼,其特征在于,嵌入式主板(1)上聯(lián)接有視頻多功能卡(7),該卡的四路視頻輸入端與攝像機(jī)(8)相聯(lián),其他各輸入端與微型車輛檢測(cè)器(2)的抓拍檢測(cè)線圈(2-1)、通過(guò)檢測(cè)線圈((2-2))、腳踏報(bào)警器(23)相聯(lián);各輸出端與車道欄桿機(jī)(24)、聲光報(bào)警器(25)、天棚紅綠燈控制器(26)、車道紅綠燈控制器(27)相聯(lián);電源系統(tǒng)包括依次聯(lián)接的電源板(10)、鋰電池組(11)和電源適配器(12),電源板(10)分別與讀寫卡器(3)、嵌入式主板(1)、微型車輛檢測(cè)器(2)相聯(lián),為其供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的視頻多功能卡 (7)包括四路依次聯(lián)接的二值化預(yù)處理單元(7-1)、視頻跟蹤檢測(cè)單元(7-2)、檢測(cè)識(shí)別單 元(7-3)、輸入輸出控制單元(7-4)、光電隔離單元(7-5)和外設(shè)輸入輸出控制單元(7-6); 輸入輸出控制單元(7-4)與嵌入式主板(1)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的嵌入式主板(1) 上聯(lián)接有存貯卡(16)、存儲(chǔ)硬盤(17);嵌入式主板(1)的端口 (COMl)、端口 (COM2)分別接 外部的計(jì)重儀(28)、計(jì)費(fèi)顯示器(29),其打印口(P)接外部票據(jù)打印機(jī)(30),其音頻輸入口 (M)接話筒(31),其音頻輸出口 (S)接揚(yáng)聲器(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的通過(guò)檢測(cè)線圈 (2-2)與車道欄桿機(jī)(24)相聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的讀寫卡器(3)為 內(nèi)置感應(yīng)IC卡讀寫器,與嵌入式主板(1)的內(nèi)置端口(COM)聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的專用收費(fèi)鍵盤(4)為44鍵高強(qiáng)度機(jī)械鍵盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的顯示屏(5)為 IXD液晶顯示屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的鋰電池組(11) 由8只2200mAh的電芯串并聯(lián)組成,其輸出端聯(lián)接有電壓監(jiān)測(cè)報(bào)警器(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的電源板(10)為 DC-DC電源系統(tǒng),輸入電壓范圍為DC9V-DC36V,電源板(10)依次聯(lián)接有溫控器(14)和風(fēng)扇 (15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化收費(fèi)車道控制機(jī),其特征在于,所述的機(jī)殼采用高強(qiáng) 度鋼結(jié)構(gòu)外殼,采用筆記本式上翻結(jié)構(gòu),并設(shè)有提手,其外形為手提箱形式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種一體化收費(fèi)車道控制機(jī),屬于交通管理設(shè)備及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。它包括嵌入式主板、微型車輛檢測(cè)器、讀寫卡器、專用收費(fèi)鍵盤、顯示屏、電源系統(tǒng)和機(jī)殼,嵌入式主板上聯(lián)接有視頻多功能卡,該卡的四路視頻輸入端與攝像機(jī)相聯(lián),其他各輸入端與微型車輛檢測(cè)器的抓拍檢測(cè)線圈、通過(guò)檢測(cè)線圈、腳踏報(bào)警器相聯(lián);各輸出端與車道欄桿機(jī)、聲光報(bào)警器、天棚紅綠燈控制器、車道紅綠燈控制器相聯(lián);電源系統(tǒng)包括依次聯(lián)接的電源板、鋰電池組和電源適配器,電源板分別與讀寫卡器、嵌入式主板、微型車輛檢測(cè)器相聯(lián),為其供電。本實(shí)用新型體積小、重量輕,能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠,適合作為高速公路收費(fèi)站的常規(guī)收費(fèi)機(jī)和應(yīng)急收費(fèi)機(jī)使用。
文檔編號(hào)G07B15/00GK201570068SQ20092016901
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者周永生 申請(qǐng)人:成都茵聯(lián)安科技有限公司