CN209267614U - 车道设备远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车道设备远程监测系统。包括数据监测模块和监测管理服务器；所述数据监测模块与车道设备连接，用于获取所述车道设备的运行数据，并将所述运行数据发送给所述监测管理服务器；所述监测管理服务器用于基于所述车道设备的运行数据监测所述车道设备的运行状态。本实用新型提供的车道设备远程监测系统实现了监测管理服务器对车道设备运行状态的远程监控，用户可以快速的获取车道运行设备的故障信息，以便及时进行维修维护，提高了维修维护的效率，有效的降低了交通堵塞的概率；同时，用户可以根据监测管理服务器的运行数据获取车辆的通行信息，便于进行车辆的追溯和管理，为智能交通管理提供了数据支持。

Description

车道设备远程监测系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种车道设备远程监测系统。

背景技术

高速公路不停车电子收费系统(Electronic Toll Collection，简称ETC)，是一种无需司机停车和收费人员干预，即可自动完成收费处理过程的一种全自动收费系统，通过ETC的应用实现了车道的无人值守。

高速公路的车辆日益增多，车道配套的车道设备也逐步完善，车道设备的增加为其维护和管理带来了很大的考验，特别是ETC无人值守车道。维护人员不易及时发现故障信息，维修效率降低，车道设备的故障导致交易无法完成、车辆无法放行等，极大的降低了车辆的通行效率，易造成交通阻塞。

实用新型内容

本申请提供一种车道设备远程监测系统，实现了车道设备的远程监测，用以解决现有技术中车道设备故障不易发现、维修维护效率低的技术问题。

本实用新型实施例提供一种车道设备远程监测系统，包括：

数据监测模块和监测管理服务器；

所述数据监测模块与车道设备连接，用于获取所述车道设备的运行数据，并将所述运行数据发送给所述监测管理服务器；

所述监测管理服务器用于基于所述车道设备的运行数据监测所述车道设备的运行状态。

在一种可能的设计中，所述数据监测模块包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块集成在所述数据监测模块上用于将所述运行数据发送至所述监测管理服务器。

在一种可能的设计中，所述第一无线通信模块为3G或4G模块。

在一种可能的设计中，还包括第三无线通信模块，所述第三无线通信模块与所述数据监测模块连接，用于将所述运行数据发送至所述监测管理服务器。

在一种可能的设计中，所述数据监测模块与所述车道设备通过传输线连接。

在一种可能的设计中，所述数据监测模块包括：

第二数据监测子模块和至少一个第一数据监测子模块；

其中，一个第一数据监测子模块设置在一个车道设备上用于获取所述车道设备的运行数据；

第二数据监测子模块通过第二无线通信模块与各第一数据监测子模块连接，用于将各第一数据监测子模块获取的运行数据发送至所述监测管理服务器。

在一种可能的设计中，所述第二无线通信模块包括下述任一项：WIFI模块、蓝牙模块、2.4G无线模块、以及433M。

在一种可能的设计中，所述车道设备至少包括下述一种：摄像单元、费用显示单元、车道栏杆、读卡单元、地感线圈及路测单元。

在一种可能的设计中，所述监测管理服务器包括：

通信单元，用于接收所述数据监测模块发送的所述车道设备的运行数据；

数据存储单元，用于存储所述车道设备的运行数据；

数据显示单元，用于显示所述车道设备的运行数据；

异常报警单元，用于根据运行数据获取所述车道设备的异常报警信息，并提供至用户；

所述数据存储单元分别与所述通信单元、所述数据显示单元以及所述异常报警单元连接。

在一种可能的设计中，车道设备远程监测系统还包括：

手持客户端，用于接收所述监测管理服务器发送的车道设备的异常报警信息。

本申请提供的车道设备远程监测系统，通过数据监测模块实时获取车道设的运行数据，并将运行数据发送至监测管理服务器，监测管理服务器基于车道设备的运行数据获取车道设备的运行状态，实现了监测管理服务器对车道设备运行状态的远程监控，用户可以快速的获取车道运行设备的故障信息，以便及时进行维修维护，提高了维修维护的效率，有效的降低了交通堵塞的概率；同时，用户可以根据监测管理服务器的运行数据获取车辆的通行信息，便于进行车辆的追溯和管理，为智能交通管理提供了数据支持。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图一；

图2为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图二；

图3为本实用新型实施例提供的数据监测模块的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的监测管理服务器的结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图三。

附图标记：

10-数据监测模块；

101-第一数据监测子模块；

102-第二数据监测子模块；

103-第二无线通信模块；

20-监测管理服务器；

201-通信单元；

202-数据存储单元；

203-数据显示单元；

204-异常报警单元；

30-无线通信模块；

40-手持客户端；

50-车道设备。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本文中属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示，单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

此外，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

不停车电子收费系统(Electronic Toll Collection，简称ETC)。ETC系统包括路测单元(Road Side Unit,简称RSU)和车载单元(On Board Unit,简称OBU)，RSU采用专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC)技术与OBU进行通信，以实现车辆身份识别和电子扣费，在ETC系统中，OBU设置在车上，车辆高度通过RSU时，RSU通过与OBU的微波通信，可以识别真假，获得车辆型号、计算车辆的费用，从车载IC通行卡中自动扣除通行费，无需车辆停车缴费，实现车辆的快速通行，其中车载IC通行卡插在OBU中。

图1为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图一，如图1所示，本实施例提供的车道设备远程监测系统包括数据监测模块10和监测管理服务器20；数据监测模块10与车道设备50连接，用于获取车道设备50的运行数据，并将运行数据发送给监测管理服务器20；监测管理服务器20用于基于车道设备50的运行数据监测车道设备50的运行状态。本车道设备远程监测系统可以用于ETC无人值守车道也可以应用于半自动车道收费车道。

车道设备为组成车道收费系统的设备，车道收费系统可以为不停车电子收费系统，也可以为半自动车道收费系统。

车道设备包括两部分，分别为收费亭内设备和收费岛上设备，收费亭内设备包括车道计算机、票据打印机等，收费岛上设备包括摄像单元、费用显示单元、自动栏杆、读卡单元、地感线圈、通行灯以及路测单元。其中，费用显示单元包括费用显示器和语音报价器，通行灯包括红绿两盏信号灯，路测单元包括路测控制器和路测天线。

可选地，运行数据包括表征车道设备运行状态的状态信息以及车道设备采集的车辆信息。具体地，状态信息包括摄像单元、自动栏杆、读卡单元、地感线圈、费用显示单元、通行灯以及路测单元故障或者正常状态；车道设备采集的车辆信息包括交易金额、车牌信息、IC通行卡的卡内余额以及摄像单元抓拍的车牌图片。

数据监测模块10与监测管理服务器20之间可以根据通信协议进行通信，进行数据发送和接收，其中，通信协议可以为现有的通信协议，也可以为数据监测模块10和监测管理服务器20之间相互约定的自定义通信协议，通过数据监测模块10与监测管理服务器20之间的通信，监测管理服务器20可以按照目标的时间获取数据监测模块10采集到的车道设备的运行数据，上述目标的时间可以为实时、定期或者不定期，由用户在监测管理服务器20端进行设置。

数据监测模块10数量至少为一个，可选地，数据监测模块10为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)。监测管理服务器20可以为任意具有数据处理功能的电子设备，例如具有收发数据功能的计算机等。可选地，监测管理服务器20可以与云端或者云服务器进行通信。数据监测模块10与车道设备50之间可以为无线连接也可以为有线连接。

在一种实现方式中，数据监测模块10为一个，数据监测模块10与各车道设备50通过传输线连接，传输线可以为串口线也可以为网口线，具体地，其中数据监测模块10与除摄像单元以外的车道设备通过串口线有线连接，与摄像单元通过网线有线连接。

在另一种实现方式中，数据监测模块10为一个，数据监测模块10与各车道设备50无线连接，无线连接方式可以下述的任一种：WIFI模块、蓝牙模块、2.4G无线模块、以及433M。其中，433M模块的数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在-25～+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度，适合多发一收无线遥控及数据传输系统。

在另一种实现方式中，数据监测模块10有多个，分别设置在各车道设备上用于获取对应的车道设备的运行数据，多个数据监测模块10分别将对应的车道设备的运行数据发送至监测管理服务器50。

实际应用中，数据监测模块10获取各车道设备50的运行数据，并将运行数据发送至监测管理服务器20，监测管理服务器20基于车道设备50的运行数据监测车道设备的运行状态，实现了监测管理服务器20对车道设备50运行状态的远程监控。

本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统，通过数据监测模块获取车道设的运行数据，并将运行数据发送至监测管理服务器，监测管理服务器基于车道设备的运行数据获取车道设备的运行状态，实现了监测管理服务器对车道设备运行状态的远程监控，用户可以快速的获取车道运行设备的故障信息，以便及时进行维修维护，提高了维修维护的效率，有效的降低了交通堵塞的概率；同时，用户可以根据监测管理服务器的运行数据获取车辆的通行信息，便于进行车辆的追溯和管理，为智能交通管理提供了数据支持。

图2为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图二，如图2所示，车道设备远程监测系统还包括无线通信模块30，用于将运行数据发送至监测管理服务器20。无线通信模块30为3G或4G模块，其中3G或4G模块为内置在设备内部的3G或4G无线通信设备。

无线通信模块30可以为独立通信模块也可以集成在数据监测模块10中。

在一种实现方式中，无线通信模块30为独立的第三无线通信模块，分别连接数据监测模块10和监测管理服务器20。

在另一种实现方式中，无线通信模块30为集成数据监测模块10的第一无线通信模块。具体体现为，数据监测模块10包括第一无线通信模块，用于将运行数据发送至监测管理服务器20，第一无线通信模块嵌入数据监测模块10，实现了模块的集成，便于进行组态和组网。

在本实施例中，车道设备50至少包括如下一种：摄像单元、费用显示单元、车道栏杆、读卡单元、地感线圈及路测单元。路测单元包括用于与车载单元通信的路测天线和路测控制器，可选地，路测天线的通信区域保障在6米的范围内，路测天线为常开模式。

摄像单元用于抓拍识别车辆的车牌信息；车道栏杆用于控制车辆通行的路障设备，当车辆缴费成功，车道栏杆抬起放行车辆，车辆通过后，车道栏杆自动关闭；地感线圈用于检测车辆驶入和驶出情况，并将车辆的位置信息发送至车道机计算器，地感线圈包括用于检测车辆驶入的第一线圈和用于检测车辆驶出的第二线圈；费用显示单元，用于显示车辆本次的缴费金额及IC通行卡内余额；读卡器，用于读取IC通行余额，当ETC交易失败时，可以使用读卡器直接读取IC通行卡的信息，以便车道计算机控制车道栏杆放行；路测单元通过RSU与OBU微波通信，读取OBU上的IC通行卡信息，包括车牌及车型，并计算获得车辆通行的交易金额。

车道计算机是车道设备的控制核心，所有的上述车道设备通过串口、数字量输入/输出控制卡、网卡或网络交换机实现与车道计算机的连接，其中，车道计算机安装在收费亭中，用于分别控制车道栏杆的起落、费用的显示，交易金额的计算，并保存交易数据和车牌信息等。可选地，数据监测模块10可以与车道计算机连接，直接获取各车道设备的运行数据。

车道设备50的运行数据包括车道设备采集的车辆信息和表征车道设备运行状态的状态信息，其中车辆信息包括车辆的车型信息、车牌号以及车辆的交易金额、车辆的抓拍图片信息、以及车道栏杆抬起和下落的时间信息，状态信息即为各车道设备的工作状态，包括故障和正常两种状态，取值分为为0和1。

实际应用中，数据监测模块10与自动栏杆的控制器连接，获取车道栏杆抬起和下落的状态以及车道栏杆抬起和下落的时间。

数据监测模块10与路测单元OBU连接，获取车辆的车型信息、车牌号以及车辆的交易金额。

数据监测模块10与摄像单元连接，获取车辆的抓拍图片信息。

数据监测模块10与地感线圈、读卡单元、费用显示单元等连接，获取地感线圈、读卡单元以及费用显示单元的故障状态。

可选地，数据监测模块10通过串口与除摄像单元以外的车道设备50连接，数据监测模块10中内置有串口监测卡，上述串口监测卡在串口的链路加入检测电路，实时对链路中的电压信号进行采样，从而确定各串口的工作状态，进而获得各车道设备的状态信息。

本实施例中，数据监测模块10获取上述车道设备50采集车辆信息和车道设备50的运行状态信息，通过无线通信模块30将车辆信息和运行状态信息发送至监测管理服务器20，监测管理服务器20基于车道设备50的运行状态信息监测车道设备的运行状态，实现了监测管理服务器20对车道设备50远程监控，用户可以快速的获取车道运行设备的故障信息，以便及时进行维修维护，提高了维修维护的效率，同时监测管理服务器20将车辆信息进行存储，便于进行车辆信息的追溯和管理，为智能交通管理提供了数据支持。

图3为本实用新型实施例提供的数据监测模块的结构框图；如图3所示，数据监测模块10包括第二数据监测子模块102和至少一个第一数据监测子模块101；其中，一个第一数据监测子模块101设置在一个车道设备50上用于获取该车道设备50的运行数据；第二数据监测子模块102通过第二无线通信模块103与各第一数据监测子模块101连接，用于将各第一数据监测子模块101发送的运行数据发送至监测管理服务器20。

第一数据监测子模块101有多个，分别安装在各车道设备50上，第一数据监测子模块101可直接集成至车道设备50上或通过传输线连接与车道设备50连接，应理解的是，每一个无人值守车道和每一个车道设备均有独立的标识。

第二无线通信模块103包括下述任一项：WIFI模块、蓝牙模块、2.4G无线模块、以及433M模块。应理解的是，在满足系统通信延时要求情况下，也可以采用其他方式。

实际应用中，第一数据监测子模块101与自动栏杆的控制器连接，获取车道栏杆抬起和下落的状态以及车道栏杆抬起和下落的时间；第一数据监测子模块101与路测单元OBU连接，获取车辆的车型信息、车牌号以及车辆的交易金额。第一数据监测子模块101与摄像单元连接，获取车辆的抓拍图片信息。第一数据监测子模块101与地感线圈、读卡单元、费用显示单元等连接，获取地感线圈、读卡单元以及费用显示单元的故障状态。第二数据监测子模块102与上述的多个第一数据监测子模块101连接，将上述所有的运行数据通过无线通信模块30发送至监测管理服务器20。

可选地，可以指定一个第一数据监测子模块101为转发单元，其他第一数据监测子模块101将所有的运行数据(即多个无人值守车道的多个车道设备的运行数据)通过第二无线通信模块103发送至第二数据监测子模块102。

本实施例中，设置在每个车道设备50上的第一数据监测子模块101获取各车道设备50的运行数据，并通过第二无线通信模块103将上述运行数据发送至第二数据监测子模块102，完成车道设备50运行数据的获取和采集，第二数据监测子模块102通过无线通信模块30(区域网络，包括公有网络或局域网)传送给监测管理服务器20，监测管理服务器20接收上述多个无人值守车道的多个车道设备的运行数据，并对运行数据进行显示和保存。本方案通过第一数据监测子模块和第二数据监测子模块的设置，将第一数据监测子模块集成到各车道设备上，保障运行数据的准确及可靠，数据传输方便。

图4为本实用新型实施例提供的监测管理服务器的结构框图。如图4所示，监测管理服务器20包括通信单元201、数据存储单元202、数据显示单元203以及异常报警单元204，通信单元201用于接收数据监测模块10发送的运行设备50的运行数据，数据存储单元202用于存储车道设备50的运行数据；数据显示单元203用于显示车道设备50的运行数据；异常报警单元204用于根据运行数据获取车道设备50的异常报警信息，并提供至用户；数据存储单元202分别与通信单元201、数据显示单元203以及异常报警单元204连接。

可选地，通信单元201为3G或4G模块，与无线通信模块30处于相同的区域网络中。

可选地，数据存储单元202包括随机存储器(Random Access Memory，简称RAM)和只读内存(Read Only Memory，简称ROM)两种存储器，其中状态信息存储至RAM，车道设备采集的车辆信息存储至ROM，进行永久存储，用户可以进行车辆信息的查阅。

可选地，数据显示单元203有多个，可以进行不同ETC无人值守车道的车道设备的运行数据显示。数据显示单元203可仅显示异常报警信息。

可选地，监测管理服务器20还包括维修维护管理模块，用于将异常报警信息发送至目标的维护人员。具体的，维护人员可以按照ETC无人值守车道的位置及区域进行匹配划分。

可选地，异常报警信息包括车道设备的位置信息、ID信息以及异常状态种类。以车道栏杆为例，异常报警信息的种类包括故障即车道栏杆无法正常抬起/落下，和车道栏杆动作时间过久等。

实际应用中，第二无线通信模块201接收运行数据并将运行数据按表征车道设备运行状态的状态信息以及车道设备采集的车辆信息分别存储至数据存储单元202的RAM和ROM中，数据显示单元203调取上述运行数据进行显示，异常报警单元204调取运行数据获取车道设备50的异常报警信息，并提供至用户，异常报警单元204获取异常报警信息后将该异常报警信息发送至目标维护人员，并将异常报警信息存储至ROM模块，进行永久存储，便于进行后续的统计分析。

本实施例中，通过数据存储单元202、数据显示单元203以及异常报警单元204的设置，实现了运行数据的分类管理，可方便用于进行车辆信息的查阅，便于进行车辆的追溯管理；实现了异常报警信息的及时通报和存储，可以在第一时间进行维修维护，提高车道设备维修效率，且可以对异常报警信息进行统计分析，明确改进方向，提高车道设备的可靠性和稳定性。

图5为本实用新型实施例提供的车道设备远程监测系统的结构框图三，如图5所示，车道设备远程监测系统还包括用于接收所述监测管理服务器发送的车道设备的异常报警信息的手持客户端40。

可选地，手持客户端可以为任意使用SIM(Subscriber Identity Module)卡进行通信的通信设备，例如手机、平板电脑等。

可选地，手持客户端上直接读取监测管理服务器20中的运行数据，即用户可以主动的获取车道设备的运行数据，便于进行车道设备的预防性管理。

本实施例中，用户通过手持客户端40可以根据异常报警信息确定车道设备50的位置信息及故障种类，快速的进行故障排除，提高维修维护效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种车道设备远程监测系统，其特征在于，包括：

数据监测模块和监测管理服务器；

所述数据监测模块与车道设备连接，用于获取所述车道设备的运行数据，并将所述运行数据发送给所述监测管理服务器；

所述监测管理服务器用于基于所述车道设备的运行数据监测所述车道设备的运行状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据监测模块包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块集成在所述数据监测模块上用于将所述运行数据发送至所述监测管理服务器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一无线通信模块为3G或4G模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第三无线通信模块，所述第三无线通信模块与所述数据监测模块连接，用于将所述运行数据发送至所述监测管理服务器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据监测模块与所述车道设备通过传输线连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据监测模块包括：

第二数据监测子模块和至少一个第一数据监测子模块；

其中，一个第一数据监测子模块设置在一个车道设备上用于获取所述车道设备的运行数据；

第二数据监测子模块通过第二无线通信模块与各第一数据监测子模块连接，用于将各第一数据监测子模块获取的运行数据发送至所述监测管理服务器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二无线通信模块包括下述任一项：WIFI模块、蓝牙模块、2.4G无线模块、以及433M。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车道设备至少包括下述一种：摄像单元、费用显示单元、车道栏杆、读卡单元、地感线圈及路测单元。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测管理服务器包括：

通信单元，用于接收所述数据监测模块发送的所述车道设备的运行数据；

数据存储单元，用于存储所述车道设备的运行数据；

数据显示单元，用于显示所述车道设备的运行数据；

异常报警单元，用于根据运行数据获取所述车道设备的异常报警信息，并提供至用户；

所述数据存储单元分别与所述通信单元、所述数据显示单元以及所述异常报警单元连接。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

手持客户端，用于接收所述监测管理服务器发送的车道设备的异常报警信息。