CN219143495U - 高速公路收费站车道边缘控制一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开高速公路收费站车道边缘控制一体机，其包括供电单元、处理器和控制器，供电单元为整个设备系统供电；处理器与控制器之间内部通信连接；控制器连接有PSAM加密卡单元，PSAM加密卡单元完成逻辑PSAM加密卡数据的加解密操作；控制器通过RSU天线接口连接ETC天线，并通过ETC天线对车载OBU的读写操作；处理器和控制器均通过RJ45接口接入收费业务的网络通讯；处理器用于业务处以提供高效稳定的计算能力和存储能力，负责业务数据处理和设备控制逻辑管理，支撑收费软件硬件环境搭建；控制器用于设备控制，提供丰富外设接口，负责车道设备的通信和控制，具备网络管理功能，实现连接设备的统一管理和运行状态监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能交通技术领域，尤其涉及高速公路收费站车道边缘控制一体机。
背景技术
传统工业控制计算机（以下简称工控机）和车道控制器（以下简称车控器）广泛应用于高速公路收费站，是两种独立的车道控制设备。工控机提供串口、并口、USB、VGA等外设接口，负责车道收费系统搭建、收费业务处理和人机交互设备控制，车控器负责工控机和车道外围设备的通信连接，提供数字信号和电平信号的转换，实现监测控制地感线圈、通行灯、天棚灯、报警器、栏杆机等I/O接口设备，工控机和车控器协同交互，支撑高速公路收费站车道收费业务正常开展。
现有模式存在以下缺点：（1）工控机和车控器采用扩展板卡进行连接并通信，设备集成度较低，需要专用驱动支持，现场实施难度较大；（2）车道控制器不支持LAN网络通信方式，业务系统升级改造空间有限，难以支撑高速业务快速发展需求；（3）车道控制器基本以I/O协议为主，不支持TCP/IP协议，无法为联网收费业务改造升级提供基础硬件环境；（4）车道控制器仅提供I/O接口，只能连接外场I/O设备，不能集中管理其他接口类型设备，扩展能力较差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供高速公路收费站车道边缘控制一体机，有利于推动高速公路收费站车道收费系统革新、提高收费车道设备集成化和智能化水平。
本实用新型采用的技术方案是：
高速公路收费站车道边缘控制一体机，其包括供电单元、处理器和控制器，供电单元为整个设备系统供电；处理器与控制器之间内部通信连接；控制器连接有PSAM加密卡单元，PSAM加密卡单元完成逻辑PSAM加密卡数据的加解密操作；控制器通过RSU天线接口连接ETC天线，并通过ETC天线对车载OBU的读写操作；处理器和控制器均通过RJ45接口接入收费业务的网络通讯；
处理器具备高性能处理能力，处理器提供RS232接口、USB接口、PS/2接口、显示器接口、RJ45接口和AUDIO接口；处理器通过RS232接口与的串口设备的通讯及控制，扫码支付设备、鼠标通过USB接口连接处理器，PS/2接口用于连接专用的收费键盘；处理器通过显示器接口连接显示器，；AUDIO接口用于接入音频设备；
控制器通过RS232/485接口与信息提示屏、LED情报板、雨棚灯、信号灯设备通讯以及控制；控制器具有增强I/O单元，增强I/O单元包括带继电器的I/O输出和隔离I/O输入，控制器单元直接驱动继电器和I/O输入，继电器的I/O输出接口分别对应连接并控制雨棚灯、报警灯、自动栏杆机、通行信号灯设备；控制器通过隔离I/O输入连接信号输入检测、传感设备；控制器通过PWM接口控制PWM信号灯，控制器通过CAN接口连接车道外围设备中的CAN设备。
进一步地，信号输入检测包括干接点（开关量）、湿接点（电平量）的信号输入检测，传感设备包括光栅、地感线圈、激光车检器。
进一步地，控制器通过蓝牙模块蓝牙设备，蓝牙设备包括具有蓝牙功能的手机和电脑，实现设备的配置和管理。控制器具有高精度实时性，能够实现与传统车道设备的IP化连接、通信和控制。
进一步地，处理器与控制器之间通过RS232接口或者以太网接口连接；
进一步地，显示器接口包括VGA、HDMI接口。
进一步地，串口设备包括读写器、称重仪、费额显示器；音频设备为语音、扬声器等音频设备。
进一步地，处理器连接有存储单元，存储单元具有大容量存储，满足复杂的收费业务逻辑处理和收费业务控制。
进一步地，处理器采用x86架构，支持Linux操作系统，用于分析计算来自存储单元和通信接口的数据；控制器采用64位嵌入式ARM架构。
本实用新型采用以上技术方案，集成业务处理和设备控制两大功能，处理器用于业务处理，提供高效稳定的计算能力和存储能力，负责业务数据处理和设备控制逻辑管理，支撑收费软件硬件环境搭建；控制器用于设备控制，提供丰富外设接口，负责车道设备的通信和控制，具备网络管理功能，实现连接设备的统一管理和运行状态监测。
本实用新型提供传统工控机的串口、并口、网口、USB、VGA等接口和传统车道控制器的RS485、I/O接口，支撑高速收费业务运行，实现车道设备接口集成兼容和统一管理，改变原有车道控制器通信模式，采用TCP/IP网络协议，满足联网收费业务改造升级要求，适用于高速公路收费站ETC车道、自助通行车道、MTC/ETC混合人工车道。本实用新型相较于现有技术具有如下效果：（1）集成原有工控机的收费业务处理和车控器的设备控制功能，简化车道设备，降低现场实施难度；（2）改变原有设备长期以来使用的I/O接口模式，采用TCP/IP网络协议实现车道控制设备与上位机的通信，支撑联网收费业务改造升级；（3）集成串口、并口、USB、VGA、I/O等接口，实现收费车道所有设备集中连接和控制，提升扩展能力。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
图1为本实用新型高速公路收费站车道边缘控制一体机的结构示意图；
图2为本实用新型高速公路收费站车道边缘控制一体机的业务功能原理示意图。
实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1或2所示，本实用新型公开了高速公路收费站车道边缘控制一体机，其包括供电单元、处理器和控制器，供电单元为整个设备系统供电；处理器与控制器之间内部通信连接；控制器连接有PSAM加密卡单元，PSAM加密卡单元完成逻辑PSAM加密卡数据的加解密操作；控制器通过RSU天线接口连接ETC天线，并通过ETC天线对车载OBU的读写操作；处理器和控制器均通过RJ45接口接入收费业务的网络通讯；
处理器具备高性能处理能力，处理器提供RS232接口、USB接口、PS/2接口、显示器接口、RJ45接口和AUDIO接口；处理器通过RS232接口与的串口设备的通讯及控制，扫码支付设备、鼠标通过USB接口连接处理器，PS/2接口用于连接专用的收费键盘；处理器通过显示器接口连接显示器，；AUDIO接口用于接入音频设备；
控制器通过RS232/485接口与信息提示屏、LED情报板、雨棚灯、信号灯设备通讯以及控制；控制器具有增强I/O单元，增强I/O单元包括带继电器的I/O输出和隔离I/O输入，控制器单元直接驱动继电器和I/O输入，继电器的I/O输出接口分别对应连接并控制雨棚灯、报警灯、自动栏杆机、通行信号灯设备；控制器通过隔离I/O输入连接信号输入检测、传感设备；控制器通过PWM接口控制PWM信号灯，控制器通过CAN接口连接车道外围设备中的CAN设备。
具体地，供电单元为整个设备系统供电，根据系统需求，管理电源上电和下电顺序，有效减少因供电导致的系统异常；具备硬件看门狗和系统复位功能，系统运行后，实时检测系统的运行情况，如果检测到系统工作异常则通过复位模块对系统进行复位，恢复运行；输入端具备过压、欠压、过流保护功能，当发生过压、欠压、过流情况时，电路会切断输出功能，对系统进行保护；电源输出端具备电流电压反馈检测功能，当设备系统电压和电流异常时可实时做出保护，并做出报警指示，有效减少设备损坏。
进一步地，处理器与控制器之间通过RS232接口或者以太网接口连接；
进一步地，显示器接口包括VGA、HDMI接口。
进一步地，串口设备包括读写器、称重仪、费额显示器；音频设备为语音、扬声器等音频设备。
进一步地，处理器连接有存储单元，存储单元具有大容量存储，满足复杂的收费业务逻辑处理和收费业务控制。
具体地，处理器采用x86架构，支持Linux操作系统，用于分析计算来自存储单元和通信接口的数据；所述存储单元包括内存和硬盘，内存用于储存处理单元运算数据，以及与硬盘等外部存储设备交互的数据；硬盘用于存储操作系统和处理单元计算完成储存的数据。所述通信接口包括内部通信接口和外部通信接口，内部通信接口用于业务处理单元和设备控制单元的数据通信，外部通信接口有VGA、USB、PS/2、RJ45等，用于实现收费业务的人机交互。处理器具备高性能处理能力，支持大容量存储，满足复杂的收费业务逻辑处理和收费业务控制。提供RS232接口，用于读写器、称重仪、费额显示器等串口设备的通讯及控制；提供USB接口，用于扫码支付设备、鼠标等设备的接入；提供PS/2接口，用于连接专用的收费键盘；提供VGA、HDMI接口，用于连接显示器；提供RJ45接口，用于收费业务的网络通讯；提供AUDIO接口，用于接入语音、扬声器等音频设备。
进一步地，信号输入检测包括干接点（开关量）、湿接点（电平量）的信号输入检测，传感设备包括光栅、地感线圈、激光车检器。
进一步地，控制器通过蓝牙模块蓝牙设备，蓝牙设备包括具有蓝牙功能的手机和电脑，实现设备的配置和管理。控制器具有高精度实时性，能够实现与传统车道设备的IP化连接、通信和控制。
具体地，控制器采用64位嵌入式ARM架构，用于实时管理车道设备通信和运行状态，快速响应业务处理单元请求；控制器的通信接口包括内部通信接口和外部通信接口，内部通信接口用于业务处理单元和设备控制单元的数据通信，外部通信接口有输入/输出（I/O）、串口、RS485等，用于实现控制设备与车道外网设备的连接和信息交互。
控制器具有高精度实时性，能够实现与传统车道设备的IP化连接、通信和控制。提供RS232/485接口，用于信息提示屏、LED情报板、雨棚灯、信号灯等设备的通讯与控制；提供增强I/O单元，包含带继电器的I/O输出和隔离I/O输入，控制器单元直接驱动继电器和I/O输入，继电器的I/O输出接口用于实现对雨棚灯、报警灯、自动栏杆机、通行信号灯等设备的控制，隔离I/O输入支持干（开关量）、湿接点（电平量）的信号输入检测，用于光栅、地感线圈、激光车检器等设备的信号采集，提供RJ45接口，用于收费业务的网络通讯；提供PWM接口，用于控制PWM信号灯；提供CAN接口，用于连接车道外围设备中的CAN设备；提供蓝牙模块，用于连接手机、电脑等蓝牙设备，实现设备的配置和管理；提供加密模块，用于完成逻辑PSAM加密卡数据的加解密操作；提供RSU天线接口，用于响应处理单元的控制，与ETC天线进行通讯，并通过控制ETC天线完成对车载OBU的读写操作。
本实用新型采用以上技术方案，集成业务处理和设备控制两大功能，处理器用于业务处理，提供高效稳定的计算能力和存储能力，负责业务数据处理和设备控制逻辑管理，支撑收费软件硬件环境搭建；控制器用于设备控制，提供丰富外设接口，负责车道设备的通信和控制，具备网络管理功能，实现连接设备的统一管理和运行状态监测。
本实用新型提供传统工控机的串口、并口、网口、USB、VGA等接口和传统车道控制器的RS485、I/O接口，支撑高速收费业务运行，实现车道设备接口集成兼容和统一管理，改变原有车道控制器通信模式，采用TCP/IP网络协议，满足联网收费业务改造升级要求，适用于高速公路收费站ETC车道、自助通行车道、MTC/ETC混合人工车道。本实用新型相较于现有技术具有如下效果：（1）集成原有工控机的收费业务处理和车控器的设备控制功能，简化车道设备，降低现场实施难度；（2）改变原有设备长期以来使用的I/O接口模式，采用TCP/IP网络协议实现车道控制设备与上位机的通信，支撑联网收费业务改造升级；（3）集成串口、并口、USB、VGA、I/O等接口，实现收费车道所有设备集中连接和控制，提升扩展能力。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (8)
1.高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：其包括供电单元、处理器和控制器，供电单元为整个设备系统供电；处理器与控制器之间内部通信连接；控制器连接有PSAM加密卡单元，PSAM加密卡单元完成逻辑PSAM加密卡数据的加解密操作；控制器通过RSU天线接口连接ETC天线，并通过ETC天线对车载OBU的读写操作；
处理器具备高性能处理能力，处理器提供RS232接口、USB接口、PS/2接口、显示器接口、RJ45接口和AUDIO接口；处理器通过RS232接口与的串口设备的通讯及控制，扫码支付设备、鼠标通过USB接口连接处理器，PS/2接口用于连接专用的收费键盘；处理器通过显示器接口连接显示器，处理器通过RJ45接口接入收费业务的网络通讯；AUDIO接口用于接入音频设备；
控制器通过RS232/485接口与信息提示屏、LED情报板、雨棚灯、信号灯设备通讯以及控制；控制器具有增强I/O单元，增强I/O单元包括带继电器的I/O输出和隔离I/O输入，控制器单元直接驱动继电器和I/O输入，继电器的I/O输出接口分别对应连接并控制雨棚灯、报警灯、自动栏杆机、通行信号灯设备；控制器通过隔离I/O输入连接信号输入检测、传感设备；控制器通过PWM接口控制PWM信号灯，控制器通过CAN接口连接车道外围设备中的CAN设备。
2.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：处理器与控制器之间通过RS232接口或者以太网接口连接。
3.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：显示器接口包括VGA、HDMI接口。
4.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：串口设备包括读写器、称重仪、费额显示器；音频设备为语音设备、扬声器。
5.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：处理器连接有存储单元，存储单元具有大容量存储，满足复杂的收费业务逻辑处理和收费业务控制。
6.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：信号输入检测包括开关量、电平量的信号输入检测，传感设备包括光栅、地感线圈、激光车检器。
7.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：控制器通过蓝牙模块蓝牙设备，蓝牙设备包括具有蓝牙功能的手机和电脑。
8.根据权利要求1所述的高速公路收费站车道边缘控制一体机，其特征在于：处理器采用x86架构，支持Linux操作系统，用于分析计算来自存储单元和通信接口的数据；控制器采用64位嵌入式ARM架构。
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