車(chē)道控制機(jī)的設(shè)計(jì)

摘要：在總結(jié)多年從事公路收費(fèi)管理自動(dòng)化工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制了一套車(chē)道收費(fèi)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多媒體技術(shù)，IC卡讀寫(xiě)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：車(chē)道控制機(jī)；設(shè)計(jì)

1 引言

隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的公路里程已躍居世界前列，對(duì)公路交通管理收費(fèi)的智能化提出了迫切要求。為此，我們?cè)诳偨Y(jié)多年從事公路收費(fèi)管理自動(dòng)化工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，綜合了大量客戶(hù)的要求，本著滿(mǎn)足當(dāng)前應(yīng)用，適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)發(fā)展的原則，研制成功了一套車(chē)道收費(fèi)控制系統(tǒng).此系統(tǒng)采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多媒體技術(shù)，IC卡讀寫(xiě)技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。其主要功能包括：人工，自動(dòng)(配車(chē)型分類(lèi)裝置)判別車(chē)型，人工收費(fèi)或自動(dòng)收費(fèi)（配IC卡讀寫(xiě)設(shè)備或不停車(chē)收費(fèi)設(shè)備），票據(jù)打印，欄桿自動(dòng)起落，圖像抓拍存儲(chǔ)，車(chē)牌號(hào)碼識(shí)別，計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋ぷ鞣€(wěn)定可靠，擴(kuò)展性能好，功能強(qiáng)大，已經(jīng)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)多個(gè)省市的數(shù)十個(gè)車(chē)道上，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 性能指標(biāo)：

輸入電源：AC220V整個(gè)系統(tǒng)有電源過(guò)流保護(hù)，漏電保護(hù)和避雷保護(hù)；

輸出電源：DC5V，12V，24V，每一單路供電3A以上

網(wǎng)絡(luò)接口：以太網(wǎng)接口

控制器I/O：16路光藕輸入16路光藕，繼電器輸出

串口：可通過(guò)多路串口卡擴(kuò)展多個(gè)RS232接口

工作溫度：－20℃～＋55℃

工作濕度：20％～80％

采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，配置根據(jù)實(shí)際需要而定

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì):包括硬件設(shè)計(jì)和車(chē)道管理軟件設(shè)計(jì)兩部分

系統(tǒng)硬件框圖如下:

本車(chē)道機(jī)的中心為一臺(tái)工控機(jī)，內(nèi)部安裝有多路串口卡，視頻捕捉卡，網(wǎng)卡，聲卡，外接通訊板和各種外部設(shè)備及信號(hào)采集處理板。多路串口卡可以通過(guò)通訊板向外部設(shè)備和采集板發(fā)送信息，控制各種外部設(shè)備，也可通過(guò)采集板接收某些外部設(shè)備信息.由于安裝了多路串口卡，使系統(tǒng)可擴(kuò)展設(shè)備增加，擴(kuò)大了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

產(chǎn)品性能及各種設(shè)備工作過(guò)程如下

信號(hào)采集處理單元：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接收車(chē)輛檢測(cè)器，欄桿以及其他外設(shè)的狀態(tài)，以確定車(chē)道當(dāng)前信息并傳送至工控機(jī)，工控機(jī)根據(jù)收費(fèi)員的指令和車(chē)道情況向信號(hào)采集處理單元發(fā)出相應(yīng)指令，控制欄桿，聲光報(bào)警裝置，以及各種信號(hào)標(biāo)志(頂棚燈，通行燈，霧燈)。其輸入輸出通過(guò)光藕隔離與外部設(shè)備連接，有效的杜絕了外部干擾，并配以看門(mén)狗電路，使控制更加穩(wěn)定可靠。

線(xiàn)圈檢測(cè)器，埋在車(chē)道的相應(yīng)位置，可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)車(chē)流量，啟動(dòng)圖像抓拍和自動(dòng)落桿

車(chē)型分類(lèi)裝置，可以判別車(chē)輛類(lèi)型，做交通流量調(diào)查。

字符疊加功能:通過(guò)多路串口卡將車(chē)型，收費(fèi)員工號(hào)，車(chē)道號(hào)及其他各種收費(fèi)信息，疊加在視頻圖象上顯示。

費(fèi)額顯示器:可顯示字符和漢字，用于顯示收費(fèi)金額，發(fā)布通告信息。

鍵盤(pán)，專(zhuān)為收費(fèi)而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)或串口卡相連。

IC卡讀卡器或不停車(chē)收費(fèi)設(shè)備:與工控機(jī)通訊可以實(shí)現(xiàn)IC卡自動(dòng)交費(fèi)，或不停車(chē)收費(fèi)

計(jì)重設(shè)備，系統(tǒng)可擴(kuò)展計(jì)重設(shè)備，用于對(duì)超載超限車(chē)輛的管理。

電動(dòng)欄桿，控制車(chē)輛交費(fèi)通行

對(duì)講設(shè)備，內(nèi)部對(duì)講機(jī)在收費(fèi)廳內(nèi)獨(dú)立于其他設(shè)備，包括主機(jī)和分機(jī)，主機(jī)位于監(jiān)控室內(nèi)

分機(jī)位于收費(fèi)廳內(nèi)。為收費(fèi)站值班監(jiān)控人員與收費(fèi)員提供直接的語(yǔ)音通道。

車(chē)道攝像機(jī)，對(duì)來(lái)往車(chē)輛進(jìn)行圖象采集，由此圖像可進(jìn)行車(chē)牌號(hào)碼識(shí)別，同時(shí)，字符疊加器將各種收費(fèi)信息疊加到此圖象上顯示。

廣場(chǎng)及廳內(nèi)攝像機(jī)，對(duì)廣場(chǎng)及廳內(nèi)狀況進(jìn)行監(jiān)控。

車(chē)道以太網(wǎng)交換機(jī)，用于車(chē)道主機(jī)與監(jiān)控室的服務(wù)器交換信息，本系統(tǒng)采用基于TCP/IP協(xié)議的100M以太網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型雙絞線(xiàn)連接。

4 與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的比較：目前市場(chǎng)上的國(guó)外產(chǎn)品售價(jià)高，售后服務(wù)跟不上，影響用戶(hù)使用，給用戶(hù)造成不

便。而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品通用性差，集成度不高，擴(kuò)展性差。而且由于各收費(fèi)站和交通部門(mén)需要車(chē)道柜控制的外部設(shè)備各不相同，要求車(chē)道柜擁有多種控制端口和控制模式。本車(chē)道柜基本消除了上述缺點(diǎn)，由于串口的增加，系統(tǒng)既可以用PS2口，USB口的鍵盤(pán)，票據(jù)打印機(jī)，也可用串口的上述設(shè)備，對(duì)于語(yǔ)音報(bào)價(jià)，可以由工控機(jī)聲卡輸出，也可以使用串口的語(yǔ)音報(bào)價(jià)設(shè)備， 且可通過(guò)柜內(nèi)跳線(xiàn)實(shí)現(xiàn)多種控制模式，端口預(yù)留充分維護(hù)安裝方便。總之，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，其實(shí)用性擴(kuò)展性更強(qiáng)，可以與不同廠家的產(chǎn)品相連。

5 軟件部分如下：

系統(tǒng)軟件包括車(chē)道機(jī)軟件和站機(jī)軟件

車(chē)道機(jī)采用WINDOWS\\98，WINDOWS\\2000\\WINDOWS\\X系統(tǒng)。程序開(kāi)發(fā)采用VISUAL6.0

車(chē)道機(jī)軟件主要完成以下功能：

收費(fèi)員上下班管理及車(chē)道狀態(tài)顯示；收費(fèi)票據(jù)帳目的錄入功能，票據(jù)打印功能，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；車(chē)道流量數(shù)據(jù)和車(chē)型數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)；圖像抓拍功能。可拍攝經(jīng)過(guò)車(chē)輛圖像，以備查詢(xún)；超載超限車(chē)輛管理功能；車(chē)道外部設(shè)備的控制功能，該功能可依據(jù)車(chē)道的具體情況及業(yè)主的要求實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換和傳輸功能；預(yù)裝車(chē)牌號(hào)碼識(shí)別軟件，可自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌。

結(jié)束語(yǔ)：本系統(tǒng)適合我國(guó)復(fù)雜的公路交通環(huán)境，具有性能優(yōu)越，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，性?xún)r(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，是我單位的國(guó)家科研贊助項(xiàng)目《交通自動(dòng)化控制系統(tǒng)》中的一部分，曾獲市級(jí)科研成果獎(jiǎng)勵(lì)，已用于全國(guó)多個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)中，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，獲得了用戶(hù)的認(rèn)可和好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1]Visual basic 6.0 程序設(shè)計(jì) 北京 人民郵電出版社

[2]SQL Server 2000開(kāi)發(fā)指南 北京 清華大學(xué)出版社

[3]單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)南京 東南大學(xué)出版社

作者簡(jiǎn)介：王茂海，男，一九六六年十二月二十三日生，一九八九年七月畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電子工程系應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)，曾獲丹東市科技進(jìn)步獎(jiǎng)等多種獎(jiǎng)項(xiàng)。