能够自诊断的栏杆系统的制作方法

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1.本技术涉及栏杆机技术领域，具体涉及一种能够自诊断的栏杆系统。

背景技术：

2.在高速公路收费站，由于栏杆系统故障而导致车辆未能正常缴费的事故时有发生。栏杆系统设备管理主要有两个难点，第一个难点是栏杆不落杆情况的判断，如果是票亭电源故障或工控机死机不落杆就会导致费源流失。目前的监测手段主要是通过路网中心调度员利用视频轮巡或收费站现场稽查人员巡视的方式来进行，每个路网中心都涵盖上百个车道，收费站现场稽查人员也要巡视十几个车道，若发生上述栏杆系统异常放行导致费源流失的情况，就难以及时发现；且etc车道连续过车时，栏杆系统也会一直处于抬杆状态，影响工作人员判断车道是否异常抬杆，因此依靠现有管理手段并不能及时发现问题，需要借助现有科技力量，让栏杆系统可以“自己说话”；第二个难点是对栏杆系统故障原因的精准判断，以便快速修复。现场运维人员只能通过到现场“眼看、手摸、耳闻”等相对原始的手段获取有限的栏杆系统运行数据，现场栏杆系统出现故障后，稽查或信息员向机维人员汇报故障信息，机维人员收到故障信息前往现场进行处理。由于稽查或信息员的技术水平各不相同，加上影响栏杆系统不正常工作的因素很多，在上报故障时，未必能够清楚说明栏杆系统故障的原因，必须维护人员到现场排查才能到故障问题所在，影响栏杆系统故障修复效率。
3.基于上述两个难点，如何提高栏杆系统故障检测的及时性和准确性，显得尤为重要。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本技术提供一种能够自诊断的栏杆系统，能够对栏杆系统进行运行数据采集和故障诊断，提高了栏杆系统故障检测的准确性和及时性。
5.本技术提出了一种能够自诊断的栏杆系统，包括：
6.主箱体，主箱体内容置有栏杆控制器、动力机构、主箱体传感器组件和网络控制器，网络控制器和动力机构分别与栏杆控制器耦接；
7.栏杆，包括栏杆臂、栏杆传感器组件和杆把，栏杆臂的一端套设在杆把内，杆把上设置有传动轴，传动轴穿过主箱体的壳体与动力机构铰接，栏杆臂和网络控制器分别与栏杆传感器组件耦接；
8.地感线圈式车检器，埋设在栏杆臂下方的车道内，地感线圈式车检器包括地感线圈和地感线圈传感器组件，地感线圈、地感线圈传感器组件和网络控制器依次耦接；以及监测模块，包括监测服务器和监测终端，监测终端与网络控制器通过监测服务器通信连接。
9.在上述技术方案中，主箱体中的栏杆控制器通过控制动力机构转动对栏杆臂的抬落进行控制，地感线圈式车检器通过地感线圈感应过路的车辆并记录通行数据，栏杆传感器组件对栏杆的运行参数进行采集并将运行参数传输至网络控制器，地感线圈传感器组件
对地感线圈的运行参数进行采集并将运行参数传输至网络控制器，网络控制器将栏杆和地感线圈的运行参数汇总后发送至监测服务器进行储存，监测终端可以通过监测服务器对相关数据进行调取和查看，使工作人员能够及时对故障进行进一步的诊断和修复。通过上述技术方案，提高了栏杆系统故障诊断的准确性和及时性。
10.优选地，地感线圈传感器组件包括电压电流传感器和工作频率检测器，电压电流传感器和工作频率检测器分别与网络控制器耦接。
11.通过上述技术方案，地感线圈传感器组件能够对是否有车辆通行、地感线圈是否短路、断开及接触不良进行监测，之后生成相应的传输信号并由网络控制器发送至监测服务器，实现对地感线圈的监测和故障诊断。
12.优选地，工作频率检测器与栏杆控制器耦接。
13.通过上述技术方案，当工作频率检测器检测到有车通行时，栏杆控制器控制栏杆不进行落杆操作，防止栏杆臂砸车。
14.优选地，栏杆传感器组件包括断杆传感器、脱杆传感器、角度传感器和抬落杆计时器，抬落杆计时器与角度传感器耦接，断杆传感器、脱杆传感器、角度传感器和抬落杆计时器分别与网络控制器耦接。
15.在上述技术方案中，栏杆传感器组件对栏杆断杆及异常抬杆进行监测，之后生成相应的传输信号并由网络控制器发送至监测服务器，实现对栏杆臂的监测和故障诊断。
16.优选地，栏杆系统还包括设置在主箱体上的报警器，网络控制器和栏杆传感器组件分别与报警器耦接。进一步地，报警器为声光报警器。
17.在上述技术方案中，栏杆系统的主箱体上设置有报警器，当栏杆传感器组件监测到栏杆的故障时，可以触发报警器进行报警，工作人员可以在对栏杆臂进行检修后，通过监测终端关闭报警器。
18.优选地，栏杆传感器组件还包括抬落杆计数器，角度传感器及网络控制器分别与抬落杆计数器耦接。
19.在上述技术方案中，抬落杆计数器能够对栏杆臂的抬落杆次数进行统计，从而得到车辆通行数据。
20.优选地，主箱体内容置有远程开关模块，远程开关模块与网络控制器、栏杆控制器和地感线圈式车检器耦接，远程开关模块与监测服务器通信连接。
21.在上述技术方案中，监测终端能够通过远程开关模块对网络控制器、栏杆控制器和地感线圈式车检器进行重启，从而对部分故障进行远程修复。
22.优选地，主箱体传感器组件包括栏杆控制器计时器、温湿度传感器和电机测速器，栏杆控制器计时器、温湿度传感器和电机测速器分别与网络控制器耦接，栏杆控制器计时器与栏杆控制器耦接，电机测速器与动力机构耦接。
23.通过上述技术方案，栏杆控制器计时器用于监测栏杆控制器的工作时长，温湿度传感器用于监测主箱体内的温度和湿度，电机测速器用于检测动力机构的转动速度。
24.优选地，栏杆系统还包括视频式车检器，视频式车检器包括耦接的摄像头和视频处理器，视频处理器与网络控制器耦接。
25.通过上述技术方案，视频式车检器与地感线圈式车检器联用，提高了车辆检测的准确性，同时，通过回放摄像头的视频，能够对栏杆系统故障原因进行分析并对逃费车辆进
行追缴。
26.与现有技术相比，本技术的有益成果在于：
27.（1）主箱体中的栏杆控制器通过控制动力机构转动对杆把和栏杆臂的抬落进行控制，地感线圈式车检器通过地感线圈感应过路的车辆并记录通行数据，栏杆传感器组件对栏杆的运行参数进行采集并将运行参数传输至网络控制器，地感线圈传感器组件对地感线圈的运行参数进行采集并将运行参数传输至网络控制器，网络控制器将栏杆和地感线圈的运行参数汇总后发送至监测服务器进行储存，监测终端可以通过监测服务器对相关数据进行调取和查看，使工作人员能够及时对故障进行进一步的诊断和修复。通过上述技术方案，提高了栏杆系统故障诊断的准确性和及时性。
28.（2）地感线圈传感器组件对地感线圈是否短路、断开或接触不良进行监测，之后生成相应的传输信号并由网络控制器发送至监测服务器，实现对地感线圈的监测和故障诊断。
29.（3）栏杆传感器组件对栏杆是否断裂、脱开或异常抬杆进行监测，之后生成相应的传输信号并由网络控制器发送至监测服务器，实现对栏杆的监测和故障诊断。
30.（4）栏杆系统的主箱体上设置有报警器，可以对栏杆臂的故障进行报警。通过上述技术方案，工作人员可以对栏杆臂及时检修，并防止车辆在栏杆故障期间通过栏杆系统，造成费源损失。
31.（5）监测终端能够通过远程开关模块对网络控制器、栏杆控制器和地感线圈式车检器进行重启，从而对部分故障进行远程修复。
附图说明
32.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
33.图1为本技术的一种实施例提供的能够自诊断的栏杆系统除监测模块4外各组件的位置关系示意图；
34.图2为本技术的一种实施例提供的能够自诊断的栏杆系统中栏杆2的结构示意图；
35.图3为本技术的一种实施例提供的能够自诊断的栏杆系统中各组件的连接关系示意图。
36.图中各编号的含义：1-主箱体，11-栏杆控制器，12-动力机构，13-主箱体传感器组件，131-栏杆控制器计时器，132-温湿度传感器，133-电机测速器，14-网络控制器，15-报警器，16-远程开关模块，2-栏杆，21-栏杆臂，22-栏杆传感器组件，221-断杆传感器，222-脱杆传感器，223-角度传感器，224-抬落杆计时器，225-抬落杆计数器，23-杆把，231-传动轴，3-地感线圈式车检器，31-地感线圈，32-地感线圈传感器组件，321-电压电流传感器，322-工作频率检测器，4-监测模块，41-监测服务器，42-监测终端，5-视频式车检器，51-摄像头，52-视频处理器。
具体实施方式
37.在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本技术的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本技术的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本技术的范围由所附权利要求来限定。
38.图1为本技术的一种实施例提供的栏杆系统除监测模块4外各组件的位置关系示意图，如图所示，视频式车检器5与主箱体1并列设置，主箱体1与栏杆2的一端相连，地感线圈式车检器3埋设在栏杆2下方的车道内。
39.图2为本技术的一种实施例提供的栏杆的结构示意图，如图所示栏杆2包括栏杆臂21、断杆传感器221、脱杆传感器222、角度传感器223、抬落杆计时器224、抬落杆计数器225和杆把23。杆把23上设置有传动轴231，传动轴231穿过主箱体1的壳体并与主箱体1内的动力机构12（图2中未示出）铰接，栏杆臂21的一端可以套设在杆把23内。其中，断杆传感器221设置在栏杆臂21内，脱杆传感器222设置在杆把23与栏杆臂21接触的一面，角度传感器223、抬落杆计时器224和抬落杆计数器225分别设置在杆把23上。
40.其中，断杆传感器221可以是设置在栏杆臂21内的光遮断传感器，如rpr-220反射型光遮断器，光遮断传感器的发光组件和受光组件分别设置在栏杆臂21的两端，当受光组件无法接受到来自发光组件的光时，则说明栏杆臂21可能发生断杆。
41.脱杆传感器222可以是设置在杆把23与栏杆臂21一侧的压力传感器，如hpt501微型压力传感器，脱杆传感器222通过感应杆把23与栏杆臂21连接处的压力，当压力减弱时，则说明栏杆臂21可能与杆把23接触不良或发生脱杆。在其他可能的实现方式中，脱杆传感器222也可以是设置在栏杆臂21上的位置传感器，当栏杆臂21偏离设定位置时，则说明栏杆臂21脱杆。
42.抬落杆计时器224和抬落杆计数器225分别与角度传感器223耦接。当栏杆臂21的抬杆角度等于0
°
时，抬落杆计时器224对落杆时间进行检测，当栏杆臂21的抬杆角度大于0
°
时，抬落杆计时器224对抬杆时间进行检测，同时抬落杆计数器225对抬杆次数进行计次。
43.角度传感器223可以是电磁感应器，如ma735电磁角位置传感器，通过相位变化检测栏杆臂21的抬杆角度。
44.图3为本技术的一种实施例提供的能够自诊断的栏杆系统中各组件的连接关系示意图，如图所示，栏杆系统由主箱体1、栏杆2、地感线圈式车检器3、监测模块4和视频式车检器5五个部分组成。
45.监测模块4包括监测服务器41和监测终端42，监测终端42与监测服务器41通信连接，监测服务器41用于储存栏杆系统的运行数据、向监测终端42推送故障信息以及主箱体1、栏杆2和地感线圈式车检器3中的各部件传达监测终端42的控制命令。
46.监测服务器41还与远程开关模块16和网络控制器14通信连接。
47.其中，远程开关模块16还与栏杆控制器11、网络控制器14和地感线圈式车检器3耦接，远程开关模块16接收到监测服务器41传达的控制命令后，能够控制栏杆控制器11、网络控制器14或地感线圈式车检器3进行重关闭或重启。
48.网络控制器14还与栏杆控制器11、主箱体传感器组件13、报警器15、视频处理器52、栏杆传感器组件22和地感线圈传感器组件32耦接，网络控制器14汇总主箱体传感器组件13、视频处理器52、栏杆传感器组件22和地感线圈传感器组件32采集的信息传输至监测服务器41，且网络控制器14能够根据监测服务器41发出的控制命令并对相应的部件进行控制，并执行监测服务器41传达的控制命令，如控制报警器15发出或停止警报，或者通过栏杆控制器11控制栏杆臂21抬杆、复位或者停止。
49.栏杆控制器11还与动力机构12耦接并通过动力机构12控制杆把23带动栏杆臂21进行转动，从而实现栏杆臂21的抬落杆。
50.主箱体传感器组件13包括栏杆控制器计时器131、温湿度传感器132和电机测速器133。其中，栏杆控制器计时器131与栏杆控制器11耦接，对栏杆控制器11的运行时间进行统计；温湿度传感器132，如aht3000温湿度传感器模块，对主箱体1内的温度和湿度进行检测；电机测速器133，如cz400霍尔式转速传感器，对动力机构12的转动速度进行检测。
51.此外，当电机测速器133测得的转动速度与角度传感器223测得的栏杆臂21抬杆角度不匹配时，说明杆把23与动力机构12之间可能存在齿轮磨损等连接故障。
52.报警器15设置在主箱体1上，报警器15与栏杆传感器组件22耦接，当栏杆传感器组件22检测到栏杆臂21断杆、脱杆或抬杆异常时，报警器15发出警报。优选地，报警器为声光报警器。
53.视频式车检器5包括摄像头51和视频处理器52，摄像头51与视频处理器52耦接，视频处理器52将摄像头51拍摄的视频进行处理，包括但不限于提取车牌号和统计车辆流量，之后将处理得到的信息与视频一同传输至网络控制器14。
54.栏杆传感器组件22包括断杆传感器221、脱杆传感器222、角度传感器223、抬落杆计时器224和抬落杆计数器225。
55.地感线圈式车检器3包括地感线圈31和地感线圈传感器组件32，地感线圈31与地感线圈传感器组件32耦接。其中，地感线圈传感器组件32包括电压电流传感器321和工作频率检测器322，电压电流传感器321，如tmcs1107-q1隔离式霍尔效应电流传感器，可以检测地感线圈31的工作电路的电流和电压，从而监测地感线圈31是否发生断路或短路，工作频率检测器322用于检测地感线圈的振荡频率，当车辆通过时，地感线圈的振荡频率升高。
56.进一步地，工作频率检测器322与栏杆控制器11耦接，当地感线圈式车检器3检测到有车辆通过时，栏杆控制器11控制栏杆臂21不落杆。
57.在一些可能的实现方式中，地感线圈式车检器3包括检测器，地感线圈传感器组件32集成于检测器中，检测器具有可调节的多级灵敏度。
58.在一些可能的实现方式中，监测服务器41内还预设了常见的故障信息以及相关的处理意见，当监测服务器41向监测终端42推送故障信息时，可以将处理意见一同推送，以提高工作人员的故障处理效率。
59.综上，本技术提供的可自诊断的栏杆，通过主箱体传感器组件、栏杆传感器组件、地感线圈传感器组件和监测服务器的配合，能够对栏杆的运行数据进行采集和分析，提高了故障诊断的准确性。同时，通过监测服务器将运行数据和故障信息及时推送给监测终端，从而使工作人员给能够更快速地对故障或异常数据进行响应，提高了故障诊断的及时性和对故障的处理效率。
60.显然，本领域技术人员在不偏离本技术的精神和范围的情况下可以作出对本技术的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本技术的权利要求及其等同形式的范围内，则本技术还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在，词语“耦接”表示两个元件直接连接或通过未在权利要求中列出的其他元件进行连接。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

技术特征：

1.一种能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，包括：主箱体（1），所述主箱体（1）内容置有栏杆控制器（11）、动力机构（12）、主箱体传感器组件（13）和网络控制器（14），所述网络控制器（14）和所述动力机构（12）分别与所述栏杆控制器（11）耦接；栏杆（2），包括栏杆臂（21）、栏杆传感器组件（22）和杆把(23)，所述栏杆臂（21）的一端套设在所述杆把(23)内，所述杆把（23）上设置有传动轴（231），所述传动轴（231）穿过所述主箱体（1）的壳体与所述动力机构（12）铰接，所述栏杆臂（21）和所述网络控制器（14）分别与所述栏杆传感器组件（22）耦接；地感线圈式车检器（3），埋设在所述栏杆臂（21）下方的车道内，所述地感线圈式车检器（3）包括地感线圈（31）和地感线圈传感器组件（32），所述地感线圈（31）、所述地感线圈传感器组件（32）和所述网络控制器（14）依次耦接；以及监测模块（4），包括监测服务器（41）和监测终端（42），所述监测终端（42）与所述网络控制器（14）通过所述监测服务器（41）通信连接。2.根据权利要求1所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述地感线圈传感器组件（32）包括电压电流传感器（321）和工作频率检测器（322）；所述电压电流传感器（321）和所述工作频率检测器（322）分别与所述网络控制器（14）耦接。3.根据权利要求2所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述工作频率检测器（322）与所述栏杆控制器（11）耦接。4.根据权利要求2所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述栏杆传感器组件（22）包括断杆传感器（221）、脱杆传感器（222）、角度传感器（223）和抬落杆计时器（224）；所述抬落杆计时器（224）与所述角度传感器（223）耦接，所述断杆传感器（221）、所述脱杆传感器（222）、所述角度传感器（223）和所述抬落杆计时器（224）分别与所述网络控制器（14）耦接。5.根据权利要求3所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，还包括设置在所述主箱体（1）上的报警器（15），所述网络控制器（14）和所述栏杆传感器组件（22）分别与所述报警器（15）耦接。6.根据权利要求4所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述栏杆传感器组件（22）还包括抬落杆计数器（225），所述角度传感器（223）和所述网络控制器（14）分别与所述抬落杆计数器（225）耦接。7.根据权利要求1所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述主箱体（1）内还容置有远程开关模块（16），所述远程开关模块（16）与所述网络控制器（14）、所述栏杆控制器（11）和所述地感线圈式车检器（3）耦接，所述远程开关模块（16）与所述监测服务器（41）通信连接。8.根据权利要求1所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，所述主箱体传感器组件（13）包括栏杆控制器计时器（131）、温湿度传感器（132）和电机测速器（133），所述栏杆控制器计时器（131）、所述温湿度传感器（132）和电机测速器（133）分别与所述网络控制器（14）耦接，所述栏杆控制器计时器（131）与所述栏杆控制器（11）耦接，所述电机测速器（133）与所述动力机构（12）耦接。
9.根据权利要求1所述的能够自诊断的栏杆系统，其特征在于，还包括视频式车检器（5），所述视频式车检器（5）包括耦接的摄像头（51）和视频处理器（52），所述视频处理器（52）与所述网络控制器（14）耦接。

技术总结

本申请提出了一种能够自诊断的栏杆系统，包括：主机箱，主机箱内容置有网络控制器及与网络控制器耦接的栏杆控制器、动力机构和主机箱传感器组件；栏杆，包括栏杆臂、栏杆传感器组件和杆把，栏杆臂的一端套设在杆把内，杆把上的传动轴穿过主机箱的壳体与动力机构铰接，栏杆臂和网络控制器分别与栏杆传感器组件耦接；埋设在栏杆臂下方的车道内的地感线圈式车检器，包括地感线圈和地感线圈传感器组件，地感线圈、地感线圈传感器组件和网络控制器依次耦接；以及监测组件，包括通信连接的监测服务器和监测终端。本申请能够对栏杆机的运行数据进行采集和分析并通过监测服务器将运行数据和故障信息及时推送给监测终端，提高了故障诊断的准确性和及时性。的准确性和及时性。的准确性和及时性。