CN205451200U - 多功能车道收费控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能车道收费控制系统，包括数据采集装置，数据采集装置的输出端连接有预处理电路，预处理电路的输出端连接有输入隔离电路和LED显示装置，输入隔离电路的输出端连接有匹配电路，匹配电路的输出端连接有MCU，MCU的输出端连接有输出隔离电路和LED显示装置，输出隔离电路的输出端连接有驱动电路，驱动电路的输出端与执行单元连接，MCU的输出端还连接有通信单元；还包括电源模块；本实用新型低功耗，小体积，多功能，有很好的环境适应性，特别是髙温环境，降低生产和运行成本；可以大大下降安装和维护和管理成本，降低劳动力强度；作为现有相关设备改造升级版，稍作修改可推广到其它构架的收费系统上使用，通用性强。

Description

多功能车道收费控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种收费控制器，尤其涉及一种用于高速道路收费的多功能控制器。

背景技术

髙速公路车道收费系统，是一套运行在收费车道现场，以计算机为核心的机电系统；技术柜控制器，是该系统内除工控机以外的所有电子设备的总称。与工控机一起控制着所有的车道外部设备，形成了车道系统的控制核心。它由一个或多个微处理器及相关的逻辑和执行部分构成。它集传感技术、信号处理、数据采集、数据处理、数据通信、大功率驱动、软件技术、自动控制等技术。

目前正在使用的是上世纪90年代初，从法国GEA公司引进的车道收费系统产品，或其后的模仿品，我们统称它为：GEA构架的产品,经过了20多年的运行完善，性能能满足目前收费的要求；但体积大，功耗大，系统比较庞杂，技术老化，接线繁多，加上长时运行，线路老化。

GEA构架的设备，为上世纪80、90年代的产品。虽经不断完善,但基本构成没变，由于当时电子电路技术相对比较落后，设计出来的产品，体积大，功耗大，供电复杂。随着技术的发展，设备的寿命(包括自然寿命和技术寿命)等因素，急待对现有设备进行升级改造。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种功能强、功耗低、稳定性高、体积小、成本低和标准化的多功能车道收费控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：多功能车道收费控制系统，包括数据采集装置，所述数据采集装置的输出端连接有预处理电路，所述预处理电路的输出端连接有输入隔离电路和LED显示装置，所述输入隔离电路的输出端连接有匹配电路，所述匹配电路的输出端连接有MCU，所述MCU的输出端连接有输出隔离电路和LED显示装置，所述输出隔离电路的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与执行单元连接，所述MCU的输出端还连接有通信单元；

还包括分别与所述MCU、所述预处理电路、所述输入隔离电路、所述匹配电路、所述输出隔离电路和所述驱动电路电连接的电源模块。

作为一种优选的技术方案，所述LED显示装置包括LED显示屏。

作为一种优选的技术方案，所述通信单元包括与MCU连接的RS232通信接口。

由于采用了上述技术方案，多功能车道收费控制系统，包括数据采集装置，所述数据采集装置的输出端连接有预处理电路，所述预处理电路的输出端连接有输入隔离电路和LED显示装置，所述输入隔离电路的输出端连接有匹配电路，所述匹配电路的输出端连接有MCU，所述MCU的输出端连接有输出隔离电路和LED显示装置，所述输出隔离电路的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与执行单元连接，所述MCU的输出端还连接有通信单元；还包括分别与所述MCU、所述预处理电路、所述输入隔离电路、所述匹配电路、所述输出隔离电路和所述驱动电路电连接的电源模块；本实用新型低功耗，小体积，多功能，有很好的环境适应性，特别是髙温环境，必然导致经济上的效益，降低生产和运行成本；可以大大下降安装和维护和管理成本，降低劳动力强度；作为现有相关设备改造升级版，稍作修改可推广到其它构架的收费系统上使用，通用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的硬件系统图；

图2是本实用新型实施例的程序框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，多功能车道收费控制系统，包括数据采集装置，所述数据采集装置的输出端连接有预处理电路，所述预处理电路的输出端连接有输入隔离电路和LED显示装置，所述LED显示装置包括LED显示屏，所述输入隔离电路的输出端连接有匹配电路，所述匹配电路的输出端连接有MCU，所述MCU的输出端连接有输出隔离电路和LED显示装置，所述输出隔离电路的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与执行单元连接，所述MCU的输出端还连接有通信单元，所述通信单元包括与MCU连接的RS232通信接口。还包括分别与所述MCU、所述预处理电路、所述输入隔离电路、所述匹配电路、所述输出隔离电路和所述驱动电路电连接的电源模块。

预处理电路包括压敏电阻，用于阻断突变的输入信号，保护后面的电路；输入隔离电路和输出隔离电路包括光隔离器；匹配电路包括匹配电阻；所述驱动电路用于驱动执行单元工作，根据执行单元的特点，可以随时调整所述驱动电路的具体内容。

本实用新型的目的是要研制一套功能强、功耗低、稳定性高、体积小、成本低、标准化的设备，来取代现有的设备。为了达到这个目标，本实用新型的技术方案包括下述特点：①首先是系统结构的精练，在充分保证功能的前提下，把多个处理器和相关的逻辑电路,进行合并优化。最后由单个微处理器完成多个处理器的工作，处理器少了，其周边电路也大量减少。②其次是硬件电路精练，电子路都是弱电电路，尽可能采用合适的驱动方式与隔离技术，保证其寿命和相互干扰。③软件的合成与优化,把多家在不同微处理器上完成的程序,合并成一种语言,在一台微处理器上正确运行。经过多年的开发研制，实际运行，不断完善，已完成了功能很强的系统，包括与工控机的通信；对所有外部设备的通信、控制、数据采集和处理，增加了抓拍补光，栏杆防闸，电机防烧等功能。本实用新型的功耗仅原系统的1/10,占板面积也只有原系统的1/10,可称得上业内最低功耗，最小面积的系统之一。由于低功耗，温升低，提髙了在髙温条件系统的稳定性。重视系统和接口的标准化，为移植到其它构架的系统上，提供了极大的方便。

本实用新型的硬件系统如图1所示：

⑴本系统以51系列MCU为核心：主要考虑其性能和接口LED驱动能力，以减少接口电平的转换。

⑵采集的数据经输入口进行预处理，由LED显示。再经隔离调理后送MCU处理。

⑶经MCU处理好要送出的数据，由LED显示，再经隔离，驱动调理后输出。

⑷输出的标准配置12V,100MA以上的电流，可根据负载配置。

⑸与工控机通信是通过RS232通用串口，用以接收工控机的数据和命令；向工控机发送数据(包括请求)。MCU接口为TTL电平，要转换RS232标准，设备定义为DTE。

⑹单电源12V供电，作隔离和驱动电源用，经电源模块转换出5V供逻辑电路用。

本实用新型的程序框图如图2所示：

⑴初始化：开机各设备的初始状态设置；通信参数设置；运行标志显示等。

⑵数据釆集，处理，判断有否发生外界事件。如有事件发生，事件数据采集，对数据进行组帧，打包发送，完成后返回START处重新扫描。

⑶如无外界事件发生，则检查通信缓存标志，有否接收到新的数据，无返回START处,有则对接收的数据进行分析处理，执行数据中的命令，执行过程全程监测，

⑷监测无问题，则撤标志，返回START处,表示接收的数据已被成功执行；监测有问题，撤驱动并报警，表示这次数据没有被成功执行,问题待检查。

本实用新型低功耗，小体积，多功能，有很好的环境适应性，特别是髙温环境，必然导致经济上的效益，降低生产和运行成本；可以大大下降安装和维护和管理成本，降低劳动力强度；作为现有相关设备改造升级版，稍作修改可推广到其它构架的收费系统上使用，通用性强。

本实用新型具有精炼的系统结构，系统进行全面合并，包括MCU,可以减少大量周边逻辑电路，对减少功耗和缩小体积很有好处；不采用多板结构，减少接插头，缩短板内连线；去消在板大量备分和不必要的LED显示；逻辑功能充分利用软件来完成。合理选用逻辑电路,利用其接口特性(受流),减少其模块之连接的层次，从而达到减少板面,耗低功耗的目的。软件的系统结构，高效的编程效果，用单线程和中断结合完成多线程的任务。

与现有技术相比较，本实用新型具有下述特点：

⑴功能强：增加了栏杆控制，栏杆防闸，防烧电机及报警，抓拍补光等控制功能。这些功能的获得，除增加极少的逻辑电路外，主要是靠处理和改变驱动方式来达到的。

⑵功耗低：采用了合并技术，减少在板备分，去消不必要的LED显示，合理的逻辑设计，减少模块间驱动层次。功耗降到原系统的约1/10以下。去消了原来专为原系统供电的二个开关电源，用工控机一路硬盘驱动电源，即可轻松搞定。达到节能的目的，又可提高经济效益，同时可降温升，提髙系统的可靠性。

⑶小体积：精练的系统结构，来源于系统必要的精简合并，减少相应的周边电路，有条件不采用多板结构，减少连接插头、连接插座，去消过多的在线备分，和作用不大的显示。板面积仅为原产品的1/10以下。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.多功能车道收费控制系统，其特征在于：包括数据采集装置，所述数据采集装置的输出端连接有预处理电路，所述预处理电路的输出端连接有输入隔离电路和LED显示装置，所述输入隔离电路的输出端连接有匹配电路，所述匹配电路的输出端连接有MCU，所述MCU的输出端连接有输出隔离电路和LED显示装置，所述输出隔离电路的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与执行单元连接，所述MCU的输出端还连接有通信单元；

还包括分别与所述MCU、所述预处理电路、所述输入隔离电路、所述匹配电路、所述输出隔离电路和所述驱动电路电连接的电源模块。

2.如权利要求1所述的多功能车道收费控制系统，其特征在于：所述LED显示装置包括LED显示屏。

3.如权利要求1所述的多功能车道收费控制系统，其特征在于：所述通信单元包括与MCU连接的RS232通信接口。