CN2791759Y

CN2791759Y - 机动车收费装置

Info

Publication number: CN2791759Y
Application number: CNU2005200719478U
Authority: CN
Inventors: 杨世春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2015-05-27

Abstract

本实用新型涉及一种机动车收费装置，用于汽车经过收费站或进出停车场时自动完成车辆登记和缴纳费用。该装置主要由收费管理器和车载贮值计费器两部分组成。其中收费管理器包括收费管理主机与软件、出入口地埋感应线圈驱动器、闸门栏杆机等。车载贮值计费器包括收发器和感应器。收费管理器安装在收费站或停车场入口处，感应器安装在车辆底部。在车辆驶过感应线圈时，驱动收发器向收费管理主机发出信号，收费管理主机通过与车载贮值计费器之间的无线数据交换，完成对车辆的自动识别和计费过程。

Description

机动车收费装置

技术领域

本实用新型涉及智能仪器，具体的说是一种机动车收费装置，用于汽车经过公路、桥梁、渡口收费站或进出停车场时自动完成车辆登记和缴纳费用。

背景技术

随着国内交通事来的发展，四处林立的收费站由于需要停车缴费，已经成为妨碍车辆行驶的一个重要因素。因此，如何实现不停车收费就成了急需解决的问题。国内已有的不停车收费装置，通常采用国外感应卡产品，使用时用户手持感应卡贴近感应器天线进行读写卡操作。这些产品的感应作用距离都比较近，一般为为十几厘米，最大的也不到一米远。这种技术的缺陷就在于执行收费操作时，车辆必须贴近收费装置到一米距离以内，稍远就不能正常工作甚至产生错误结果，因此车辆仍然需要缓行通过，并且安全性很低。此外，在停车场管理方面，目前仍然是以人工收费为主，存在效率低，管理漏洞多等问题。有些地方虽然采用国外成套感应卡设备，但它的收费管理装置成本很高，对于停车场这样的小系统来说，往往难以接受。

发明内容

本实用新型主要解决车辆行驶过程中，由于停车缴费而影响交通或在停车场管理中采用人工收费效率低，易造成漏洞的问题，提供一种机动车收费装置。该装置主要由收费管理器和车载贮值计费器两部分组成。其中收费管理器包括微机和收费管理软件、收费管理主机、出入口地埋感应线圈驱动器、闸门栏杆机等几个部分。车载贮值计费器包括收发器和感应器。收费管理器安装在公路、桥梁、渡口的收费站或停车场入口的管理处，感应器安装在车底对车辆进行准确定位。在车辆驶过感应线圈时，感应器被激活后发出感应信号，车辆据此信号识别不同的线圈，从而准确地判断进入或离开的位置，并驱动收发器向空中发出无线电识别信号，主机收到无线电信号后会给予应答，二者经过三次相互认证，确认相互识别并有效接收后，信标机发出“嘀”的一声提示，同时指示灯闪亮表示完成收费。而主机则发出控制命令打开闸门栏杆准予放行。数据交换的时间很短，在200毫秒内完成，并且即使相距100M也能够进行双方的无线电通讯，因此原则上车辆不必减速。数据交换完成后，主机将有关信息(包括信标识别码、收费、时间等)保存在内存中，等待上位机调出存档。收费管理主机的CPU和EEPROM存储电路与900MHZ无线电收发电路双向连接，同时连接有485总线驱动器和静态RAM与备用电池及数据保护电路；CPU和EEPROM存储器电路的输出与闸门栏杆机相连接，并通过线圈驱动器分别与入口地埋感应线圈和出口地埋感应线圈相连接。收费管理主机与上位机之间用485总线连接，数据交换过程不占用上位机时间。车载储值计费器包括CPU与EEPROM存储器、感应器、防拆开关和掉电检测电路，CPU和EEPROM存储器电路与900MHZ无线电收发电路和蜂鸣器、指示灯、按键电路双向连接，感应器安装在车底，与收费器相连接。收费管理器安装在公路、桥梁、渡口的收费站或停车场入口的管理处，在车辆经过时，通过收费管理主机与车载贮值计费器之间的无线电数据交换来完成对车辆的自动识别和计费过程，并发出车辆通行信号。由于无线电数据交换的距离远而时间很短，车辆可以100KM/H高速通过。无线电载波频率为916MHZ，采用PSK调制，波特率4K，识别距离可达到100米。在信标机发出的信号帧中，包含有同步码，系统系统，识别系统，数据码(费用信息)，校验码，相互校验码等六部分。在主机的信号帧中，包含系统、信标识别码、命令字、数据字(费用)、校验码、相互校验码六部分。系统有很大的灵活性，例如是否收费？收费多少？费用是否从车载贮值计费器内存中扣除？这些都可以通过管理软件来更改。

本实用新型具有如下优点：

1、使用900MHZ频段的无线电波进行双向数据交换，作用距离可达100米。

2、可以使用地埋感应线圈和装在车底的感应器对车辆进行准确定位。

3、感应线圈发出的感应信号受脉冲调制，车辆据此可以识别不同的线圈，从而准确地判断进入或离开的位置。

4、车载部分电路简单体积小，整个电路可以做到两平方厘米以内。

5、车载无线电信标内含有可擦除只读存储器，可以贮存和向收费管理机发送车辆牌号及吨位、等级、性质、车型、车况等其它信息，还可以储存费用和根据收费管理机发来的收费标准执行扣费操作。

6、收费管理机自成一体，与上位PC机用RS485串行总线联机，允许脱机操作，即关闭上位机，收费管理机可继续工作；收费管理机的所有功能都可以用上位机的软件来设置修改。

7、收费管理机和车载贮值计费器都以单片微机为核心，可以在不改变硬件的情况下，通过修改单片机程序更改其功能。

8、整个装置成本低廉，使用效果可靠。

附图说明

图1是本实用新型的收费管理器原理图；

图2是本实用新型的车载贮值计费器原理框图；

图3是本实用新型的收费管理器中的静态RAM与备用电池及数据保护电路图；

图4是本实用新型的收费管理器中的线圈驱动器电路图；

图5是本实用新型的车载贮值计费器中的收发器电路图；

图6是本实用新型的车载贮值计费器中的感应器电路图；

具体实施方式

图1、图2是本实用新型的最佳实施方式。

图1中的CPU通过900MHZ无线电收发电路与车载贮值计费器进行数据交换。CPU向线圈驱动器发出编码脉冲以驱动出口和入口地埋感应线圈，供车载贮值计费器确定车辆位置，以避免已收费和未收费车辆的混淆，及避免漏收费或重复收费的问题。闸门栏杆机是备选件，也可用信号灯等代替，用以指示允许车辆通过。实时时钟日历电路用于向CPU提供收费的时间日期。RS485总线驱动器提供总线接口，上位机使用两芯屏蔽线与本机的CPU通讯，通讯线路允许达到数百米长。EEPROM存储器用来存贮有关本机的设置。

图3是图1中的静态RAM与备用电池及数据保护电路。该电路的U4为静态随机读写存贮器芯片，U11与BG3等构成掉电切换电路，掉电时自动将U4关断。U4、U11、BG3、D2、D3、D4与备用电池组成非易失性RAM电路，CPU将收费记录贮存在其中，RPM的容量允许储存1万条记录，在本机向上位机传送记录后，存贮器被清空。

图4电路是由地埋感应线圈和线圈驱动器组成。地埋感应线圈是一个两米宽，0.8米长的五匝线圈，线圈驱动器主要由三极管和外围元件组成.其中三极管BG5、BG4组成频率约500KHZ的振荡器输出载波，经三极管BG6、BG8、BG9作电流放大后推动线圈，在线圈旁边产生感应电磁场。收费管理主机的控制端从X2：3脚输入，控制BG3对载波进行调制。在收费区域内通常有两个线圈，CPU对其发出的调制脉冲是不同的，一个用以表示进入收费区域，一个用于表示离开该区域。该电路可以保证感应器在其上方1米以内收到感应信号。

图5所示的感应器电路主要由感应线圈、三极管BG10、集成芯片U5、二极管D4、D5及外围阻容元件组成。当车辆经过地埋感应线圈L时，感应线圈L1上产生高频感应信号。三极管BG11、BG10组成的两级放大电路将其放大后由D4、D5检波，在E3正端得到调制脉冲，该脉冲经过U5整形，从U5的输出端输出至收发器U2：18脚，U2据此判断出车辆正在进入或离开收费区域。

图6所示的车载收发器电路中，集成芯片U1是900MHZ超高频无线电发射接收电路，集成芯片U2是CPU片内自带看门狗电路，三极管BG2与电阻R8、R9、R10组成电压检测复位电路。车内12V电源从X1输入经IC1、IC2得到稳定电压供电路工作。集成芯片U3是EEPROM存储器，用于存储费用信息等。S2是防拆卸开关，在将收发器拆下时难免使其断开，CPU会将此记忆在EEPROM中。电阻R6与U2的9脚同时组成电源掉电检测电路。如果电源掉电，由于C6上的余电会维持几十毫秒，在此期间CPU也会将掉电情况记忆在EEPROM中。有些情况下管理部门需要利用此功能防止他人擅自拆卸。

本实用新型电路中所采用的集成芯片型号分别为U1：TR1000L、U2：PIC16C54 U3：93C46、U4：62256、U5：LM358、U11：74LS00、IC1：7805、IC2：LM317

上述电路图仅是本实用新型举证的一个具体实例，并不构成对本实用新型的任何限制。对本领域的普通专业人员来说，必然可在不脱离所属权利要求限定范围的情况下，实现各种电路形式的变更。

Claims

1、一种机动车收费装置，包括收费管理器和车载贮值计费器，其特征在于收费管理器主要由收费管理主机、出入口地埋感应圈套、线圈套驱动器、闸门栏杆机组成，收费管理主机中固化有收费管理软件：车载贮值计费器主要由收发器CPU与EEPROM存储器、感应器、防拆开关和掉电检测电路组成；收费管理器安装在公路、桥梁、渡口的收费站或停车场入门的管理处；感应器装在车底与地埋线圈一起对车辆进行准确定位，车辆驶过感应线圈时，驱动收发器向主机发出无线电识别信号，收费管理主机通过与车载贮值计费器之间的无线电数据交换来完成对车辆的自动识别和计费过程。

2、根据权利要求1所述的机动车收费装置，其特征在于收费管理主机的CPU与EEPROM存储器电路部分双向连接有900MHZ无线电收发电路，485总线驱动器和静态RAM与备用电池及数据保护电路，CPU和EEPROM存储器电路部分的输出与闸门栏杆机相连接，并通过线连接。

3、根据权利要求1或2所述的机动车收费装置，其特征在于收费管理主机与上位机之间用485总线连接。

4、根据权利要求1所述的机动车收费装置，其特征在于车载储值计费器中的CPU和EEPROM存储器电路与900MHZ无线电收发电路和蜂鸣器、指示灯、按键电路双向连接，安装在车底的感应器与收发器相连接。

5、根据权利利要求1或2所述的机动车收费装置，其特征在于静态RAM与备用电池及数据保护电路由集成块U11与三极管BG3构成掉电切换电路，掉电时自动将静态随机读写存贮器芯片U4、U11、BG3、D2、D3、D4与备用电池组成非易失性RAM电路，CPU将收费记录贮存在该电路中。

6、根据权利要求1或2所述的机动车收费装置，其特征在于线圈驱动器中的三极管BG5、BG4组成频率为500KHz的振荡器输出载波，经三极管BG6、BG8、BG9电流放大后推动地埋感应线圈。

7、根据权利要求1所述的机动车收费装置，其特征在于感应器主要由感应线圈L1、三级管BG10、BG11、集成芯片U5、二级管D4、D5及外围阻容元件组成，三极管BG11、BG10组成的两级放大电路将感应线圈L1上产生的高频感应信号放大后，由二极管D4、D5检波，在E3正端得到调制脉冲，经过U5整形后，输出至收发器的U2，U2据此判断出车辆正在进入或离开收费区域。

8、根据权利要求1所述的不停车收费装置，其特征在于车载收发器电路中的集成芯片U1采用TR1000型号，构成900MHz超高频无线电发射接收电路二极管BG2与电阻R8、R9、R10组成电压检测复位电路车内12V电源从X1输入，经集成块IC1、IC2得到稳定电压供电路工作，集成芯片U3用作EEPROM存储器，S2是防拆卸开关，用作在收发器拆下断开时，CPU会将此记忆在EEPROM中，电阻R6与集成芯片U2同时组成电源掉电检测电路。