CN219716150U - 一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，包括下壳体，该下壳体顶端设置有上壳体，下壳体正面底部设置有端面板，下壳体背面设置有背板，下壳体与上壳体之间设置有连接固定框，上壳体顶端设置有散热鳍板；下壳体内底部设置有主板，主板顶部设置有主控芯片、AI模块、5G模块、硬盘及接口转换模块。本实用新型通过采用上下分层卡接安装的结构，能够有效降低控制器的安装与拆卸步骤与难度，从而提高控制器的维护效率，同时采用大面积鳍片式散热结构能够有效提高控制器的散热，保证户外环境下的适应能力，符合“信创+交通”的交通运输现代化理念，对推动整个交通行业构建智能可控信息化具有重要意义。

Description

一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器

技术领域

本实用新型涉及车道收费控制器技术领域，具体来说，涉及一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器。

背景技术

“信创+交通”是交通强国试点建设和交通运输现代化示范区建设的重要支撑，是实现自主可靠的交通“新基建”的重点任务。交通行业需加快自主可控信息化体系的建设，实现从底层基础设施到上层应用的安全可靠。车道控制器作为高速公路收费场景中最核心的组成部分，能够对高速公路收费卡口的路侧读写控制器、车载机、通行信号灯、报警器、字符叠加器、费额显示器、自动栏杆机、雨棚信号灯、车辆检测器、地感线圈、摄像机，读卡机等设备进行一体化控制，实现高速卡口收费全流程控制。

目前，国内高速公路收费卡口使用的工控设备绝大多数都依托于intel处理器设计开发，同时搭配windows操作系统实现业务系统的运行。因此导致在高速公路工控机领域的产品较为单一，依赖性较强，面临着诸多复杂且不可控的风险，如供应链风险、网络安全风险、数据安全风险等。因此，发展基于信创技术路线的新一代工控设备势在必行。

除此之外，在“自由流”收费、车路协同等交通信息化发展大方向的引领下，高速公路收费卡口将具有更高要求和更高定位，工控设备也相应得需要丰富其使用场景。现阶段，车道收费工控设备的主要功能还局限于外设控制、数据传输、基础计算等场景，在边缘计算、人工智能、无线传输等领域暂未有产品涉及，无法实现多网络、多场景下的协同应用。此外，在车道收费的具体使用场景中，需要长时间处于户外环境，如何提高控制器的耐高温、抗灰尘能力同时是亟待解决的现实问题。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，包括下壳体，该下壳体顶端设置有上壳体，下壳体正面底部设置有端面板，下壳体背面设置有背板，下壳体与上壳体之间设置有连接固定框，上壳体顶端设置有散热鳍板；下壳体内底部设置有主板，主板顶部设置有主控芯片、AI模块、5G模块、硬盘及接口转换模块。

进一步的，为了能够通过连接固定框实现上壳体与下壳体的紧密连接与固定，同时由于内接槽与内接条的作用保证下壳体与上壳体的密封性能，保障控制器的防水防潮能力，下壳体顶部外缘设置有下卡接条，上壳体底部外缘设置有上卡接条，连接固定框为C形结构且内部开设有连接内槽，下卡接条与上卡接条位于连接内槽内部；连接固定框背面顶部与底部均设置有安装侧耳，安装侧耳与下壳体及上壳体之间均通过固定螺栓保持连接，下壳体顶端设置有内接条，上壳体底端开设有与内接条相配合的内接槽。

进一步的，为了提高控制器的散热能力，同时由于弧形结构设计，避免上壳体出现灰尘与雨水堆积，下壳体两侧底部均开设有散热排槽，上壳体内底部两侧均设置有导热柱；上壳体顶部与散热鳍板均为弧形结构。

进一步的，为了提高控制器的5G通讯能力，提高信号传输效果，下壳体正面底部且位于端面板两侧均设置有5G天线条。

进一步的，为了实现各种类型设备与输入输出的接入，端面板正面依次设置有USB3.0接口区、前端以太网口区、RS232/458接口区、CAN*2接口及开关量接口区，背板背面依次设置有电源插孔、电源开关键、复位键、运行指示灯、硬盘指示灯、5G信号指示灯、SIM卡槽、VGA接口、HDMI接口、后置以太网口区、MIC接口、音频接口、PS/2接口及USB接口。

本实用新型的有益效果为：

1、通过采用上下分层卡接安装的结构，能够有效降低控制器的安装与拆卸步骤与难度，从而提高控制器的维护效率，同时采用大面积鳍片式散热结构能够有效提高控制器的散热，保证户外环境下的耐高温、抗灰尘性等能力；在内部系统设计方面，通过增设5G模块与AI模块，能够实现多场景下的5G通讯功能与AI处理功能，满足新技术的融合需求，同时满足基本收费控制功能的同时为其他业务系统提供支持，且符合“信创+交通”的交通运输现代化理念，对推动整个交通行业构建智能可控信息化具有重要意义。

2、通过端面板与背板设置的各类型扩展接口与指示灯，能够大幅提高控制器的应用场景，适用于各种网络设备、输入输出接口的接入通信；相比现有收费控制器，本实用新型设计具有更多功能，将原有多个设备才能实现的功能进行集约化设计，节省设备部署空间与建设成本；同时，5G通讯、AI计算等功能的引入与应用也符合“自由流”收费发展的要求，支撑边缘计算、智能识别等功能的实现。

3、通过密封式结构设计，保证控制器的防尘防水性能，同时不影响控制器的散热能力，配合弧形顶面的上壳体，能够避免灰尘与雨水的堆积对壳体造成腐蚀损害，从而有效提高控制器的使用寿命；采用密封壳体鳍片式散热方式可使控制器在运行时温度稳定在50℃左右，比相同运行条件下采用风扇式散热方式的控制器，运行温度低10℃左右；此外由于壳体整体无风扇、无散热孔，因此密闭性更好，防尘、防潮能力更强，更适合于在户外场景的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器正面结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器背面结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器内部结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器的装配分解俯视图；

图5是根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器的装配分解仰视图；

图6是图1中A处局部放大图；

图7是图2中B处局部放大图；

图8是图3中C处局部放大图；

图9为根据本实用新型实施例的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器的系统结构框图。

图中：

1、下壳体；2、上壳体；3、端面板；4、背板；5、连接固定框；6、散热鳍板；7、主板；8、主控芯片；9、AI模块；10、5G模块；11、硬盘；12、接口转换模块；13、下卡接条；14、上卡接条；15、连接内槽；16、安装侧耳；17、固定螺栓；18、内接条；19、内接槽；20、散热排槽；21、导热柱；22、5G天线条；23、USB3.0接口区；24、前端以太网口区；25、RS232/458接口区；26、CAN*2接口；27、开关量接口区；28、电源插孔；29、电源开关键；30、复位键；31、运行指示灯；32、硬盘指示灯；33、5G信号指示灯；34、SIM卡槽；35、VGA接口；36、HDMI接口；37、后置以太网口区；38、MIC接口；39、音频接口；40、PS/2接口；41、USB接口。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-图8所示，根据本实用新型实施例的基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，包括下壳体1，该下壳体1顶端设置有上壳体2，下壳体1正面底部设置有端面板3，下壳体1背面设置有背板4，下壳体1与上壳体2之间设置有连接固定框5，上壳体2顶端设置有散热鳍板6；下壳体1内底部设置有主板7，主板7顶部设置有主控芯片8、AI模块9、5G模块10、硬盘11及接口转换模块12。

借助于上述技术方案，通过采用上下分层卡接安装的结构，能够有效降低控制器的安装与拆卸步骤与难度，从而提高控制器的维护效率，同时采用大面积鳍片式散热结构能够有效提高控制器的散热，保证户外环境下的耐高温、抗灰尘性等能力；在内部系统设计方面，通过增设5G模块10与AI模块9，能够实现多场景下的5G通讯功能与AI处理功能，满足新技术的融合需求，同时满足基本收费控制功能的同时为其他业务系统提供支持。通过端面板3与背板4设置的各类型扩展接口与指示灯，能够大幅提高控制器的应用场景，适用于各种网络设备、输入输出接口的接入通信。

在一个实施例中，对于上述下壳体1来说，下壳体1顶部外缘设置有下卡接条13，上壳体2底部外缘设置有上卡接条14，连接固定框5为C形结构且内部开设有连接内槽15，下卡接条13与上卡接条14位于连接内槽15内部；连接固定框5背面顶部与底部均设置有安装侧耳16，安装侧耳16与下壳体1及上壳体2之间均通过固定螺栓17保持连接，下壳体1顶端设置有内接条18，上壳体2底端开设有与内接条18相配合的内接槽19，从而能够通过连接固定框5实现上壳体2与下壳体1的紧密连接与固定，同时由于内接槽19与内接条18的作用保证下壳体1与上壳体2的密封性能，保障控制器的防水防潮能力。

在一个实施例中，对于上述下壳体1来说，下壳体1两侧底部均开设有散热排槽20，上壳体2内底部两侧均设置有导热柱21；上壳体2顶部与散热鳍板6均为弧形结构，散热排槽20为下壳体1的侧面开槽，并未贯穿下壳体1侧壁形成通孔，从而提高控制器的散热能力，同时由于弧形结构设计，避免上壳体2出现灰尘与雨水堆积。

在一个实施例中，对于上述下壳体1来说，下壳体1正面底部且位于端面板3两侧均设置有5G天线条22，从而提高控制器的5G通讯能力，提高信号传输效果。

在一个实施例中，对于上述端面板3来说，端面板3正面依次设置有USB3.0接口区23、前端以太网口区24、RS232/458接口区25、CAN*2接口26及开关量接口区27，背板4背面依次设置有电源插孔28、电源开关键29、复位键30、运行指示灯31、硬盘指示灯32、5G信号指示灯33、SIM卡槽34、VGA接口35、HDMI接口36、后置以太网口区37、MIC接口38、音频接口39、PS/2接口40及USB接口41，从而实现各种类型设备与输入输出的接入。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，通过在主板7内安装主要的功能模块除了本实用新型中标出的主控芯片8、5G模块10、AI模块9等还包括现有控制器中常见的功能电路模块、电气元件等，并在主控芯片8中输入控制代码，5G模块10与AI模块9采用可插拔的设计配置在主板7中，其连接关系如图9所示，实现收费控制器的系统功能。在内部器件安装完毕后，将上壳体2与下壳体1对齐，将连接固定框5从正面沿着下卡接条13、上卡接条14的方向向内推入，直至完全插入通过固定螺栓17进行固定，完成控制器的安装，在连接各个接口进行使用。

其中，本控制器的各个接口的功能如下：

背板4接口：电源插孔28主要用于设备供电；电源开关键29主要用于控制器的开关机控制；复位键30主要用于控制器在特殊情况下的复位与重启；运行指示灯31能够通过亮、灭、闪烁等行为提示控制器运行情况，判断控制器是否正在运行；硬盘指示灯32能够通过亮、灭来展示控制器硬盘11是否连接；5G信号指示灯33可通过灯的亮、灭展示5G功能是否开启，或5G信号是否启用；SIM卡槽34能够支持在控制器上通过插入SIM实现信号获取；HDMI接口36和VGA接口35用于各类视频信号的接入与传输，如监控视频；后置以太网口区37包含设置两个千兆自适应网口，实现控制器的网络接入或相关网络设备的连接；MIC接口38和音频接口39支持麦克风和音频设备的接入，实现音频信号的输入、输出；PS/2接口40包含两个PC兼容型输入接口，可用于连接鼠标、键盘等外设；USB接口41可用于多种USB设备的接入与信号传输。

端面板3接口：USB3.0接口区23可用于多种USB3.0接口、USB2.0接口设备的接入与信号传输；前端以太网口区24配置四个千兆自适应网口，实现控制器的网络接入或相关网络设备的连接；RS232/458接口区25配置四个RS232/458接口，用于各类串行接口设备的接入与通信；RS232(5-10)CAN*2接口26用于各类并行接口设备的接入与通信；开关量接口区27配置多个输入和输出接口，适用于结构简单，只需少量硬件的电路，如无须CPU介入的控制器来控制内存与外设之间的数据交流的场景。

另外，本控制器的主控芯片8采用飞腾腾锐D2000处理器，是整个控制器的核心组件，负责所有计算、判断、信号处理等功能。飞腾腾锐D2000处理器拥有“高可靠、极致安全、多拓展、高性能”的特性，通过强大的技术防护能力，有效降低被攻击的风险，保障用户数据隐私和经营数据的安全，全面提高系统的可靠性。同时，控制器操作系统配置麒麟嵌入式工控机操作系统，包含工控机硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面，精简了非工控机适用领域的系统组件，支持控机低功耗长久稳定运行。为丰富控制器功能与应用场景，主板7上安装5G模块10和AI模块9。5G模块10具有高速率、低时延和大带宽特点，能够基于NFV/SDN，实现硬件和软件解耦，实现控制和转发分离，并且支持边缘计算，云计算平台下沉到网络边缘，支持基于应用的网关灵活选择和边缘分流，满足灵活多样的物联网需要。AI模块能够实现智能化计算与学习等功能，也可赋能于各类外设，如为监控摄像头提供图像识别能力。

另外，本控制器选择使用铝制鳍片外壳进行散热设计，根据使用场景进行模拟测试，该散热方式可使控制器在运行时温度稳定在50℃左右，比相同运行条件下采用风扇式散热方式的控制器，运行温度低10℃左右。此外由于机箱整体无风扇、无散热孔，因此密闭性更好，防尘、防潮能力更强，更适合于在户外场景的使用。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过采用上下分层卡接安装的结构，能够有效降低控制器的安装与拆卸步骤与难度，从而提高控制器的维护效率，同时采用大面积鳍片式散热结构能够有效提高控制器的散热，保证户外环境下的耐高温、抗灰尘性等能力；在内部系统设计方面，通过增设5G模块10与AI模块9，能够实现多场景下的5G通讯功能与AI处理功能，满足新技术的融合需求，同时满足基本收费控制功能的同时为其他业务系统提供支持，且符合“信创+交通”的交通运输现代化理念，对推动整个交通行业构建智能可控信息化具有重要意义。

通过端面板3与背板4设置的各类型扩展接口与指示灯，能够大幅提高控制器的应用场景，适用于各种网络设备、输入输出接口的接入通信。相比现有收费控制器，本实用新型设计具有更多功能，将原有多个设备才能实现的功能进行集约化设计，节省设备部署空间与建设成本；同时，5G通讯、AI计算等功能的引入与应用也符合“自由流”收费发展的要求，支撑边缘计算、智能识别等功能的实现。

通过密封式结构设计，保证控制器的防尘防水性能，同时不影响控制器的散热能力，配合弧形顶面的上壳体2，能够避免灰尘与雨水的堆积对壳体造成腐蚀损害，从而有效提高控制器的使用寿命。采用密封壳体鳍片式散热方式可使控制器在运行时温度稳定在50℃左右，比相同运行条件下采用风扇式散热方式的控制器，运行温度低10℃左右；此外由于壳体整体无风扇、无散热孔，因此密闭性更好，防尘、防潮能力更强，更适合于在户外场景的使用。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，包括下壳体(1)，该下壳体(1)顶端设置有上壳体(2)，其特征在于，所述下壳体(1)正面底部设置有端面板(3)，所述下壳体(1)背面设置有背板(4)，所述下壳体(1)与所述上壳体(2)之间设置有连接固定框(5)，所述上壳体(2)顶端设置有散热鳍板(6)；

所述下壳体(1)内底部设置有主板(7)，所述主板(7)顶部设置有主控芯片(8)、AI模块(9)、5G模块(10)、硬盘(11)及接口转换模块(12)；

所述端面板(3)正面依次设置有USB3.0接口区(23)、前端以太网口区(24)、RS232/458接口区(25)、CAN*2接口(26)及开关量接口区(27)；

所述背板(4)背面依次设置有电源插孔(28)、电源开关键(29)、复位键(30)、运行指示灯(31)、硬盘指示灯(32)、5G信号指示灯(33)、SIM卡槽(34)、VGA接口(35)、HDMI接口(36)、后置以太网口区(37)、MIC接口(38)、音频接口(39)、PS/2接口(40)及USB接口(41)。

2.根据权利要求1所述的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，其特征在于，所述下壳体(1)顶部外缘设置有下卡接条(13)，所述上壳体(2)底部外缘设置有上卡接条(14)，所述连接固定框(5)为C形结构且内部开设有连接内槽(15)，所述下卡接条(13)与所述上卡接条(14)位于所述连接内槽(15)内部；

所述连接固定框(5)背面顶部与底部均设置有安装侧耳(16)，所述安装侧耳(16)与所述下壳体(1)及所述上壳体(2)之间均通过固定螺栓(17)保持连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，其特征在于，所述下壳体(1)顶端设置有内接条(18)，所述上壳体(2)底端开设有与所述内接条(18)相配合的内接槽(19)。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，其特征在于，所述下壳体(1)两侧底部均开设有散热排槽(20)，所述上壳体(2)内底部两侧均设置有导热柱(21)；

所述上壳体(2)顶部与所述散热鳍板(6)均为弧形结构。

5.根据权利要求4所述的一种基于信创技术路线的多功能高速公路车道收费控制器，其特征在于，所述下壳体(1)正面底部且位于所述端面板(3)两侧均设置有5G天线条(22)。