CN110009756A - 一种收费亭收费控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能控制技术领域，公开了一种收费亭收费控制系统。包括工控机、智能控制单元、上级管理中心，所述智能控制单元包括均为独立存在并可拆卸的工控机控制分析模块、摄像机控制分析模块、费显控制分析模块、线圈控制分析模块、称重控制器控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块，所述工控机控制分析模块与工控机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述摄像机控制分析模块、费显控制分析模块、线圈控制分析模块、称重控制器控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块与工控机、以及对应收费亭外设部分通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；上述方案减少布线，便于故障检查。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，特别是一种收费亭收费控制系统。
背景技术
在高速收费站中，现有收费控制系统本身是一个工控机，工控机内部插一张多路的I/O卡，然后外部再加个连接扩展的电路板来连接外部栏杆机、费显屏、信号灯、地感线圈等外设单元。因为外设单元较多，并且内部会涉及电源布线、通讯布线，所以使工况机和电路板的布线凌乱；当出现问题时问题，很难发现有问题的布线，而且因为置于工控机的内部，I/O卡出现问题也会排查困难；另外，上述系统的维修周期长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种收费亭收费控制系统。
本发明采用的技术方案如下：一种收费亭收费控制系统，包括工控机，还包括智能控制单元、上级管理中心，所述智能控制单元包括均为独立存在并可拆卸的工控机控制分析模块、摄像机控制分析模块、费显控制分析模块、线圈控制分析模块、称重控制器控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块，所述工控机控制分析模块与工控机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述摄像机控制分析模块与工控机、收费亭外设的摄像机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述费显控制分析模块与工控机、收费亭外设的费显屏通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述线圈控制分析模块与工控机、收费亭外设的车辆检测线圈通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述称重控制器控制分析模块与工控机、收费亭外设的称重控制器通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述栏杆机控制分析模块与工控机、收费亭外设的栏杆机通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述信号灯控制分析模块与工控机、信号灯通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心。
进一步的，所述工控机控制分析模块定时PING工控机IP地址，如果工控机响应超时则向管理中心发出工控机通讯故障信息。
进一步的，所述摄像机控制分析模块定时PING车牌识别摄像机IP地址，如果超时没有响应则向管理中心发出摄像机故障信息；摄像机控制分析模块根据工控机发出的抓拍控制信号输出给摄像机并判断收费交换机输出的摄像机端口的流数据大小，判断摄像机是否正常将抓拍图片和车牌数据上传，如果异常则报警。
进一步的，所述工控机的收费软件根据车辆行驶收费卡数据形成车辆收费额，费显控制分析模块一方面将收费额输出给费显器，另一方面解析费显数据的正确性以及费显屏反馈数据的正确性，费显数据不正确或者费显屏反馈数据超时，则将故障信息上报至上级管理中心。
进一步的，所述线圈控制分析模块与多组车辆检测线圈通信连接，每次当车辆经过收费站过程中会对所有连接的车辆检测线圈的信号进行分析，如果在一个车辆经过的过程中有线圈连续3次(可设定防止误报)没有输出检测信号，则采集线圈的序号和位置信息，将故障报警信号上报至上级管理中心，并具体标识出线圈序号和位置。
进一步的，所述称重控制器控制分析模块一方面传输工控机到称重控制器的称重指令以及称重控制器回传的重量信息，另一方面解析传输的通信数据，当超时没有回传数据，或者任一方通信数据错乱，并将故障信息上报至上级管理中心。
进一步的，所述栏杆机控制分析模块根据工控机发出的抬杆或者落杆信号，输出继电器开关信号给栏杆机，使栏杆机抬杆或者落杆；抬杆或者落杆到位后反馈到位开关量信号给栏杆机控制分析模块，如栏杆机控制分析模块在预设时间没有接收到开关量信号，将故障信息上报至上级管理中心。
进一步的，所述信号灯控制分析模块根据工控机控制指令对继电器输出常开或者常闭信号，用来接通通行或者禁止信号灯；采集信号灯的通行或者禁止信号端的电流，与控制指令对比分析故障情况。
进一步的，所述智能控制单元还包括独立存在并可拆卸的收费监测模块，所述收费监测模块不断地定时去PING两个上级收费结算中心的IP地址，一旦PING任何一个中心IP地址通讯超时则马上向上级管理中心报警。
进一步的，所述智能控制单元采用盒子状或者背板将各个独立的控制分析模块封装或者固定为一体，所述工控机与智能控制单元通过一根网线相连；智能控制单元中的各个独立存在的模块通过总线通讯；智能控制单元中的各个独立存在的模块通过不同的方式与外设相连：所述摄像机控制分析模块通过网线，所述费显控制分析模块通过RS232数据口，所述称重控制器控制分析模块通过RS232数据口，所述线圈控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块通过开关量接口。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：采用本发明的技术方案，针对工控机和收费亭外设部分分别单独设置分析模块，来实现指令的传输和反馈信号的接收处理，减少了收费系统的布线；其次，因为分析模块单独并可拆卸式设置，有效的实现收费系统故障问题的分析，方便了问题部分的检查检修。
附图说明
图1为本发明的收费控制系统与外设部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种收费亭收费控制系统，包括工控机，收费亭用的工控机内置了收费软件I/O卡，还包括智能控制单元、上级管理中心，上级管理中心可以有多级，例如一个收费站可以有一个上级管理中心，再往上一段高速公路可以有一个上级管理中心，所述智能控制单元包括均为独立存在并可拆卸的工控机控制分析模块、摄像机控制分析模块、费显控制分析模块、线圈控制分析模块、称重控制器控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块，上述各个独立的控制分析模块独立封装，通过机械固定的方式连接到一个背板上，可以实现智能控制模块的一体化，所述工控机控制分析模块与工控机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述摄像机控制分析模块与工控机、收费亭外设的摄像机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述费显控制分析模块与工控机、收费亭外设的费显屏通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述线圈控制分析模块与工控机、收费亭外设的车辆检测线圈通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述称重控制器控制分析模块与工控机、收费亭外设的称重控制器通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述栏杆机控制分析模块与工控机、收费亭外设的栏杆机通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述信号灯控制分析模块与工控机、信号灯通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心。所述智能控制单元采用盒子状或者背板(如图1展示的用背板固定的形式)将各个独立的控制分析模块封装或者固定为一体，工控机与本发明智能控制单元通过一根网线相连；智能控制单元中的各个模块通过背板总线通讯；各个模块通过不同的方式与外设相连，摄像机控制分析模块是网线、费显控制分析模块是RS232数据口、称重控制器控制分析模块是RS232数据口、其它是开关量接口；上述上级管理中心设置了显示屏，会对收到的故障信息进行界面显示。
控机控制分析模块：定时PING工控机IP地址，如果工控机响应超时则向管理中心发出工控机通讯故障信息。
摄像机控制分析模块：定时PING车牌识别摄像机IP地址，如果超时没有响应则向管理中心发出摄像机故障信息；摄像机控制分析模块根据工控机发出的抓拍控制信号输出给摄像机并判断收费交换机输出的摄像机端口的流数据大小，判断摄像机是否正常将抓拍图片和车牌数据上传，如果异常则上传到上级管理中心进行报警。
费显控制分析模块：工控机的收费软件根据车辆行驶收费卡数据形成车辆收费额，费显控制分析模块一方面将收费额输出给费显器，收费额数据通过RS232低速串行接口传输；另一方面解析费显数据的正确性以及费显屏反馈数据的正确性，费显数据不正确或者费显屏反馈数据超时，则将故障信息上报至上级管理中心。
线圈控制分析模块：收费站通常会布设多组车辆检测线圈(设置与栏杆前后位置的地面内)，用于车辆进入车道和离开收费站的自动检测，线圈经过长期车辆对路面碾压形变以及其它原因都可能导致失效。线圈控制分析模块与多组车辆检测线圈通信连接，每次当车辆经过收费站过程中会对所有连接的车辆检测线圈的信号进行分析，如果在一个车辆经过的过程中有线圈连续3次(可设定防止误报)没有输出检测信号，则采集线圈的序号和位置信息，将故障报警信号上报至上级管理中心，并具体标识出线圈序号和位置。
称重控制器控制分析模块：当有货车来到收费站，收费工控机会发出称重指令，称重控制器会称重并将称重数据回传给收费工控机，这些数据传输接口为RS232低速串行数据。当加入称重控制器控制分析模块，RS232数据首先进入称重控制器控制分析模块，智能控制器一方面直接将数据发出给称重控制器，一方面解析RS232通讯数据，分析数据的正确性，并检测和分析回传数据的正确性。当超时没有回传数据，或者任何一方数据错乱，智能控制器向管理中心发出相应报警信息。
栏杆机控制分析模块：根据工控机发出的抬杆或者落杆信号，输出继电器开关信号给栏杆机，使栏杆机抬杆或者落杆；
如果输出抬杆信号，栏杆机抬杆到位后会反馈一个抬杆到位开关量信号。如果控制器输出一个抬杆信号，但在设定时间内(比如5秒)没有收到抬杆到位信号则向网管中心发出栏杆机抬杆故障报警信号。
如果输出落杆信号，栏杆机落杆到位后会反馈一个落杆到位开关量信号。如果控制器输出一个落杆信号，但在设定时间内(比如5秒)没有收到落杆到位信号则向网管中心发出栏杆机落杆故障报警信号。
信号灯控制分析模块：根据工控机控制指令对继电器输出常开或者常闭信号，该信号为两路220VAC电压，用来接通通行(绿灯通行)或者禁止(红灯静止)信号灯；采集信号灯的通行或者禁止信号端的电流，与控制指令对比是否一致来分析故障情况。发现可能的诸如继电器触点粘连，信号灯红绿灯组异常等故障。正常情况下，控制器内部根据工控机指令接通绿色通行灯，则电流检测应该检测到绿灯端电流，红色端电流为零；反之亦然。如果无论是输出通行还是禁止信号都固定检测到单一路有电流则输出继电器粘连报警信号；如果在输出控制信号过程中检测到两路电流检测同时为零则输出信号灯故障报警信号。
收费监测模块：也是独立存在并可拆卸的收费监测模块。高速收费系统由收费站、路段收费中心，省收费结算中心多级组成。正常情况下通讯依赖于自建光纤专网，但配以4G网络作为备份，以防专网故障影响收费数据上传。一旦专网出现问题则收费站路由器会自动切换至4G网络，保持数据上传。所述收费监测模块不断地定时去PING两个上级收费结算中心的IP地址，一旦PING任何一个中心IP地址通讯超时则马上向上级管理中心报警。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种收费亭收费控制系统，包括工控机，其特征在于，还包括智能控制单元、上级管理中心，所述智能控制单元包括均为独立存在并可拆卸的工控机控制分析模块、摄像机控制分析模块、费显控制分析模块、线圈控制分析模块、称重控制器控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块，所述工控机控制分析模块与工控机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述摄像机控制分析模块与工控机、收费亭外设的摄像机通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述费显控制分析模块与工控机、收费亭外设的费显屏通信连接，处理通信数据并故障数据上报到上级管理中心；所述线圈控制分析模块与工控机、收费亭外设的车辆检测线圈通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述称重控制器控制分析模块与工控机、收费亭外设的称重控制器通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述栏杆机控制分析模块与工控机、收费亭外设的栏杆机通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心；所述信号灯控制分析模块与工控机、信号灯通信连接，处理通信数据并将故障数据上报到上级管理中心。
2.如权利要求1所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述工控机控制分析模块定时PING工控机IP地址，如果工控机响应超时则向管理中心发出工控机通讯故障信息。
3.如权利要求2所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述摄像机控制分析模块定时PING车牌识别摄像机IP地址，如果超时没有响应则向管理中心发出摄像机故障信息；摄像机控制分析模块根据工控机发出的抓拍控制信号输出给摄像机并判断收费交换机输出的摄像机端口的流数据大小，判断摄像机是否正常将抓拍图片和车牌数据上传，如果异常则报警。
4.如权利要求3所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述工控机的收费软件根据车辆行驶收费卡数据形成车辆收费额，费显控制分析模块一方面将收费额输出给费显器，另一方面解析费显数据的正确性以及费显屏反馈数据的正确性，费显数据不正确或者费显屏反馈数据超时，则将故障信息上报至上级管理中心。
5.如权利要求4所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述线圈控制分析模块与多组车辆检测线圈通信连接，每次当车辆经过收费站过程中会对所有连接的车辆检测线圈的信号进行分析，如果在一个车辆经过的过程中有线圈连续3次没有输出检测信号，则采集线圈的序号和位置信息，将故障报警信号上报至上级管理中心，并具体标识出线圈序号和位置。
6.如权利要求5所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述称重控制器控制分析模块一方面传输工控机到称重控制器的称重指令以及称重控制器回传的重量信息，另一方面解析传输的通信数据，当超时没有回传数据，或者任一方通信数据错乱，并将故障信息上报至上级管理中心。
7.如权利要求6所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述栏杆机控制分析模块根据工控机发出的抬杆或者落杆信号，输出继电器开关信号给栏杆机，使栏杆机抬杆或者落杆；抬杆或者落杆到位后反馈到位开关量信号给栏杆机控制分析模块，如栏杆机控制分析模块在预设时间没有接收到开关量信号，将故障信息上报至上级管理中心。
8.如权利要求7所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述信号灯控制分析模块根据工控机控制指令对继电器输出常开或者常闭信号，用来接通通行或者禁止信号灯；采集信号灯的通行或者禁止信号端的电流，与控制指令对比分析故障情况。
9.如权利要求8所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述智能控制单元还包括独立存在并可拆卸的收费监测模块，所述收费监测模块不断地定时去PING两个上级收费结算中心的IP地址，一旦PING任何一个中心IP地址通讯超时则马上向上级管理中心报警。
10.如权利要求1或者9所述的收费亭收费控制系统，其特征在于，所述智能控制单元采用盒子状或者背板将各个独立的控制分析模块封装或者固定为一体，所述工控机与智能控制单元通过一根网线相连；智能控制单元中的各个独立存在的模块通过总线通讯；智能控制单元中的各个独立存在的模块通过不同的方式与外设相连：所述摄像机控制分析模块通过网线，所述费显控制分析模块通过RS232数据口，所述称重控制器控制分析模块通过RS232数据口，所述线圈控制分析模块、栏杆机控制分析模块、信号灯控制分析模块通过开关量接口。
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