一种高速公路收费站网络式车道控制器的制作方法

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1.本实用新型涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种高速公路收费站网络式车道控制器。

背景技术：

2.车道控制器广泛应用于高速公路收费站，负责车道计算机与车道外围设备的通信连接，将车道计算机发送的数字信号转换为电平信号，从而来监测控制地感线圈、通行灯、天棚灯、报警器、栏杆机等io接口设备，实现车道计算机对车辆的放行或拦截。
3.现有车道控制器存在以下缺点：（1）不支持l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；（2）不具有分析处理能力，仅是采用电平信号方式监测控制外设，无法有效分担上位机运行计算压力；（3）长期以来使用io接口模式，只能连接外围io外设，不能集中管理其他接口类型设备，扩展支持能力较差。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种高速公路收费站网络式车道控制器，车道控制设备集成了通用设备控制单元、核心单元、网络单元和mtc/etc单元，能够增强就地处理能力，实现tcp/ip网络协议通信，提高外设集中管理水平，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。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种高速公路收费站网络式车道控制器，其包括核心单元以及与核心单元连接的通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元；核心单元包括用于处理数据的处理器，核心单元的处理器通过通用设备控制单元连接车道外围设备，通用设备控制单元为处理器与车道外围设备之间通讯提供接口；核心单元通过网络单元连接自助终端，网络单元提供lan方式通信；核心单元通过mtc/etc单元连接mtc设备，mtc/etc单元支撑etc车道、mtc/etc混合车道的交易需求。
7.进一步地，核心单元还包括用于存储数据的内存和硬盘、用于与通用设备控制接口以及网络口交互的总线。内存用于储存处理器运算数据以及与硬盘等外部存储设备交互的数据；硬盘用于存储嵌入式操作系统和处理器计算完成储存的数据；总线用于处理器与串口、i/o、网络、rsu天线、usb接口的连接，实现核心单元与通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元的数据交互。
8.进一步地，处理器采用64位嵌入式arm架构和嵌入式linux系统，处理器用于分析计算来自存储和总线的数据；
9.进一步地，通用设备控制单元包括串口单元和i/o单元。
10.进一步地，串口单元包括多路串口接口，串口单元用于与车道外围设备中的串口设备相连接，串口单元提供核心单元与串口设备之间的通讯接口。
11.进一步地，i/o单元包括多路输入/输出接口，i/o单元用于与车道外围设备中的输
入/输出设备相连接，i/o单元提供核心单元与输入/输出设备之间的通讯接口。
12.具体地，例如，i/o单元包括四路输出接口，所述四路输出接口分别与输出设备自动栏杆机、报警灯、雨棚灯和报警器连接，向输出设备发送控制信号。
13.进一步地，mtc/etc单元包括mtc单元和etc单元；mtc单元具有连接人工收费车道设备所需的串口、网口、usb接口，mtc单元用于实现人工收费车道设备完全兼容；
14.etc单元包括psam加密卡单元和etc天线控制单元；psam（payment security access module）加密卡单元用于完成逻辑psam加密卡数据的加解密操作；etc天线控制单元响应核心单元的控制，与etc天线进行通讯，从而实现核心单元对etc天线的控制，通过控制etc天线完成对车载obu的读写操作，进而完成etc收费车道的收费，并将相关收费信息例如车辆信息、通行费信息等发送给核心单元进行存储。
15.本实用新型采用以上技术方案，达到如下效果：（1）改变原有设备长期以来使用的io接口模式，采用tcp/ip网络协议实现车道控制器与上位机的通信；（2）通过设备内置的64位arm处理器，分析处理外围设备和上位机信息，提升设备智能化程度；（3）扩展集成串口、并口、usb等接口，实现收费车道所有外网设备集中控制，提高集成化水平。本实用新型将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。
附图说明
16.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；
17.图1为本实用新型一种高速公路收费站网络式车道控制器的连接结构示意图；
18.图2为本实用新型一种高速公路收费站网络式车道控制器的原理结构示意图；
19.图3为本实用新型一种高速公路收费站网络式车道控制器的核心单元示意图。
具体实施方式
20.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.如图1至3之一所示，本实用新型公开了一种高速公路收费站网络式车道控制器，其包括核心单元以及与核心单元连接的通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元；核心单元包括用于处理数据的处理器，核心单元的处理器通过通用设备控制单元连接车道外围设备，通用设备控制单元为处理器与车道外围设备之间通讯提供接口；核心单元通过网络单元连接自助终端，网络单元提供lan方式通信；核心单元通过mtc/etc单元连接mtc设备，mtc/etc单元支撑etc车道、mtc/etc混合车道的交易需求。
22.进一步地，核心单元还包括用于存储数据的内存和硬盘、用于与通用设备控制接口以及网络口交互的总线。内存用于储存处理器运算数据以及与硬盘等外部存储设备交互的数据；硬盘用于存储嵌入式操作系统和处理器计算完成储存的数据；总线用于处理器与串口、i/o、网络、rsu天线、usb接口的连接，实现核心单元与通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元的数据交互。
23.进一步地，处理器采用64位嵌入式arm架构和嵌入式linux系统，处理器用于分析计算来自存储和总线的数据；
24.进一步地，人工收费车道设备即为mtc设备，人工收费车道设备包括收费键盘、显
示器、扫码支付设备、打印机、读卡器和称重检测器。
25.进一步地，核心单元的处理器通过网络单元采用lan方式连接上级交换机和收费软件。
26.进一步地，自助设备包括发卡机、收卡机和视频对讲设备。
27.进一步地，车道外围设备包括光栅、线圈、自动栏杆机、报警灯、雨棚灯、信号灯、信息提示屏、led情报板和费显设备。
28.进一步地，通用设备控制单元包括串口单元和i/o单元。
29.进一步地，串口单元包括多路串口接口，串口单元用于与车道外围设备中的串口设备相连接，串口单元提供核心单元与串口设备之间的通讯接口。
30.进一步地，i/o单元包括多路输入/输出接口，i/o单元用于与车道外围设备中的输入/输出设备相连接，i/o单元提供核心单元与输入/输出设备之间的通讯接口。
31.具体地，例如，i/o单元包括四路输出接口，所述四路输出接口分别与输出设备自动栏杆机、报警灯、雨棚灯和报警器连接，向输出设备发送控制信号。
32.进一步地，mtc/etc单元包括mtc单元和etc单元；mtc单元具有连接人工收费车道设备所需的串口、网口、usb接口，mtc单元用于实现人工收费车道设备完全兼容；
33.例如，mtc单元的串口包括3路db9接口，分别与人工车道的打印机、读卡器、称重检测器连接。
34.etc单元包括psam加密卡单元和etc天线控制单元；psam（payment security access module）加密卡单元用于完成逻辑psam加密卡数据的加解密操作；etc天线控制单元响应核心单元的控制，与etc天线进行通讯，从而实现核心单元对etc天线的控制，通过控制etc天线完成对车载obu的读写操作，进而完成etc收费车道的收费，并将相关收费信息例如车辆信息、通行费信息等发送给核心单元进行存储。
35.当有mtc车辆通过时触发光栅或线圈，车道控制器将卡信息、称重数据、支付码等车辆信息发送给收费平台，收费平台收集并处理各类信息，然后下发车道系统完成发卡或收费，同时控制车道控制器显示通行信息，以及自动栏杆机抬杆放行，出口收费完成还将通过车道控制器驱动打印机打印票据。
36.当etc车辆通过时触发光栅和线圈，核心模块接收到车辆位置信号后控制etc天线，驱动etc天线对车载obu进行读写操作完成etc交易，每个etc收费车道均安装有各自车道的etc天线， etc天线控制模块将接收到的etc交易的相关收费信息例如车辆信息等发送给处理器进行存储，再由处理器将收费信息发送给收费平台，收费平台完成业务处理后，下发指令使得车道控制器驱动栏杆机抬起，车辆放行。
37.本实用新型采用以上技术方案，达到如下效果：（1）改变原有设备长期以来使用的io接口模式，采用tcp/ip网络协议实现车道控制器与上位机的通信；（2）通过设备内置的64位arm处理器，分析处理外围设备和上位机信息，提升设备智能化程度；（3）扩展集成串口、并口、usb等接口，实现收费车道所有外网设备集中控制，提高集成化水平。本实用新型将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。
38.显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术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技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本技术的实施例的
详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。

技术特征：

1.一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：其包括核心单元以及与核心单元连接的通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元；核心单元包括用于处理数据的处理器，处理器采用64位嵌入式arm架构和嵌入式linux系统，处理器用于分析计算来自存储和总线的数据；核心单元的处理器通过通用设备控制单元连接车道外围设备，通用设备控制单元为处理器与车道外围设备之间通讯提供接口；核心单元通过网络单元连接自助终端，网络单元提供lan方式通信；核心单元通过mtc/etc单元连接人工收费车道设备，mtc/etc单元支撑etc车道、mtc/etc混合车道的交易需求；核心单元还包括用于存储数据的内存和硬盘、用于与通用设备控制接口以及网络口交互的总线；内存用于储存处理器运算数据以及与硬盘等外部存储设备交互的数据；硬盘用于存储嵌入式操作系统和处理器计算完成储存的数据；总线用于处理器与串口、i/o、网络、rsu天线、usb接口的连接，实现核心单元与通用设备控制单元、网络单元和mtc/etc单元的数据交互。2.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：通用设备控制单元包括串口单元和i/o单元；串口单元包括多路串口接口，串口单元用于与车道外围设备中的串口设备相连接，串口单元提供核心单元与串口设备之间的通讯接口；i/o单元包括多路输入/输出接口，i/o单元用于与车道外围设备中的输入/输出设备相连接，i/o单元提供核心单元与输入/输出设备之间的通讯接口。3.根据权利要求2所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：i/o单元包括四路输出接口，四路输出接口分别连接车道外围设备中的自动栏杆机、报警灯、雨棚灯和报警器，以向对应设备发送控制信号。4.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：mtc/etc单元包括mtc单元和etc单元；mtc单元具有连接人工收费车道设备所需的串口、网口、usb接口，mtc单元用于实现人工收费车道设备完全兼容；etc单元包括psam加密卡单元和etc天线控制单元；psam加密卡单元用于完成逻辑psam加密卡数据的加解密操作；etc天线控制单元在核心单元的控制下与etc天线进行通讯。5.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：人工收费车道设备即为mtc设备，人工收费车道设备包括收费键盘、显示器、扫码支付设备、打印机、读卡器和称重检测器。6.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：自助设备包括发卡机、收卡机和视频对讲设备。7.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：核心单元的处理器通过网络单元采用lan方式连接上级交换机和收费软件。8.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站网络式车道控制器，其特征在于：车道外围设备包括光栅、线圈、自动栏杆机、报警灯、雨棚灯、信号灯、信息提示屏、led情报板和费显设备。

技术总结

本实用新型公开一种高速公路收费站网络式车道控制器，其包括核心单元以及与核心单元连接的通用设备控制单元、网络单元和MTC/ETC单元；核心单元包括用于处理数据的处理器，核心单元的处理器通过通用设备控制单元连接车道外围设备，通用设备控制单元为处理器与车道外围设备之间通讯提供接口；核心单元通过网络单元连接自助终端，网络单元提供LAN方式通信；核心单元通过MTC/ETC单元连接MTC设备，MTC/ETC单元支撑ETC车道、MTC/ETC混合车道的交易需求。本实用新型实现收费车道所有外网设备集中控制，提高集成化水平,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。成化和智能化水平。成化和智能化水平。