多卡箱式收發卡設備在高速公路的應用

聶紅全

【摘要】近幾年來高速公路行業中系統中開始大批量使用RFID卡作為通行卡進行收費運營，尤其是廣東高速公路系統進行全省聯網收費，RFID卡的應用又上了一個新的臺階，但隨之而來的便是薄卡改厚卡后裝卡量急劇下降的問題，多卡箱式收發卡設備的應用完美地解決了裝卡量少的問題。

【關鍵詞】多卡箱式收發卡；圓周均布式；直線排列式

一、研發背景

近幾年來隨著各省市高速公路系統開始實施區域聯網收費，路徑標識卡（簡稱厚卡）開始批量應用。相比于之前已經廣泛應用的非接觸式IC卡（簡稱薄卡，卡片厚度小于1mm），路徑標識卡內含電池等電氣元件（厚度一般在5mm左右），厚度增加了5倍以上，系統中原有適用于薄卡的收發卡設備已不能滿足要求。薄卡的收發卡設備一般安裝4套收發卡單元，每套收發卡單元安裝1套儲卡箱，每套儲卡箱可存儲400～500張薄卡。批量使用厚卡后，如果只對原有設備進行簡單改造繼續使用，則原來能儲存1600～2000張薄卡的收發卡設備，只能存儲300～500張厚卡，對于日益繁忙的高速公路系統，遠遠不能滿足需求。

為滿足此項要求，必須開發出大儲卡量的厚卡收發卡設備。單個儲卡箱如果太大，安裝運輸都會產生一系列的問題，所以厚卡儲卡箱的尺寸應與原有薄卡儲卡箱的尺寸相近，每個厚卡儲卡箱的卡片容量應在60～80張。綜合以上因素，如果每套厚卡收發單元能安裝多個儲卡箱（4～6個），則厚卡容量為240～480張，整臺收發卡設備的厚卡容量可達960～1920張，可滿足高速公路系統的要求。

二、結構分析

每套薄卡收發卡單元中，由于只針對一套儲卡箱進行收發卡操作，所以一般只需安裝一組收發卡機構，結構相對簡單。但在厚卡收發卡單元中，由于安裝了多個儲卡箱，所以除了安裝一套收發卡機構外，還需設計一套儲卡箱運動機構與收發卡機構相互配合，使收發卡機構能夠對每套儲卡箱都進行收發卡操作。

下面具體分析一下多卡箱式收發卡設備的結構組成。

（一）圓周均布式結構

收發卡單元設計為圓周旋轉式結構，多個儲卡箱圓周均布在旋轉中心的周圍，除了收發卡運動機構外，每套收發卡單元中，另外設計一套儲卡箱旋轉運動機構。運行時，收發卡運動機構只針對當前位置的儲卡箱進行收發卡操作。需要轉換儲卡箱時，通過旋轉機構的轉動，把另一個儲卡箱移動到收發卡運動機構的對應位置，開始進行收發卡操作。

結構示意圖如圖1。

儲卡箱旋轉運動機構，可用各種電機進行驅動，可為直流電機、交流電機、步進電機等，旋轉運動必須定位精確，保證每個儲卡箱都能精確停滯在收發卡運動機構的操作位置。

（二）直線排列式結構

多個儲卡箱直線排列在一起，除收發卡運動機構外每套收發卡單元中另外設計一套直線平移機構，直線平移機構對收發卡運動機構式儲卡箱進行直線運動操作。

1.收發卡運動機構平移的直線排列式結構

把收發卡運動機構安裝在平移機構上，儲卡箱不動，當收發卡運動機構對一個儲卡箱執行完收發卡操作后，平移機構帶動收發卡運動機構直線移動到另一個儲卡箱位置繼續進行操作。如圖2。

2.儲卡箱平移的直線排列式結構

收發卡運動機構固定在一個位置，儲卡箱可直線平移，當收發卡運動機構對一個儲卡箱執行完收發卡操作后，平移機構帶動另一個儲卡箱直線移動到收發卡位置，收發卡機構繼續對新的儲卡箱進行操作。如圖3。

以上兩種平移機構可用各種電機驅動，如直流電機、交流電機、步進電機等，平移機構必須直線運動精確定位，確保每個儲卡箱都能精確與收發卡運動機構相互配合執行操作。

三、結語

隨著我國高速公路建設規模的不斷擴大，無人值守全自動發卡機的運營優勢日漸明顯，已成為高速公路收費站入口車道的一種標配設備。多卡箱式收發卡設備其儲卡量大、運營安全、操作維護方便等性能特點得到了用戶的充分認可。符合我國大力發展智慧交通、智慧城市、智慧中國的需求，尤其是在路徑標識卡廣泛應用的現在多卡箱式收發卡設備完美解決了儲卡量的問題，減少了人工干預次數，給使用者帶來極大的便利。

參考文獻

[1]旋轉伸出式無人值守自動發卡機專利[P].中國專利：CN102201066A，2013-01-09.