[实用新型]一种嵌入式车道控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种嵌入式车道控制器，适于用高速公路收费系统。

背景技术

车道控制器是高速公路收费车道的核心设备，每条车道需要一套，负责收费车道的过车流程、费率计算、外设控制、过车流程、数据存储、数据传输等。需要适应收费车道宽温、振动、污染以及连续工作的要求。

车道控制器需要提供丰富的接口连接车道外设，包括网络连接的车道摄像机、牌照识别设备，串口连接的费额显示器、自动收发卡机、IC卡读写器、票据打印机、动态称重设备，IO口连接的雨棚信号灯、通行信号灯、报警器、自动栏杆、车辆检测器等，甚至提供音频、视频接口。

目前的车道控制器多采用工业控制计算机(简称工控机)作为控制核心，一般采用台式计算机的操作系统。随着台式计算机操作系统的发展，目前多采用微软的视窗操作系统，系统庞大，虽然具有兼容性好、易于开发使用的特点，但也具有对硬件平台要求高、易受病毒感染、功耗高、噪声大、不适合收费车道的嵌入式运行等特点。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种嵌入式车道控制器，适用于高速公路收费系统，实现低功耗。

技术方案：一种嵌入式车道控制器，包括微控制器、以太网交换机模块、音视频模块、透明串口模块、串口IO模块，所述微控制器连接到收费站服务器，所述音视频模块和透明串口模块通过以太网交换机模块连接到所述微控制器，所述串口IO模块连接到所述透明串口模块；

所述微控制器还连接输入/输出设备以及存储设备，车道上的车牌识别设备通过网口连接到所述以太网交换机模块，车道上的IC卡读写器、字符叠加器、票据打印机、费额显示器、称重设备均连接到所述透明串口模块，车道上的通行灯、自动栏杆机、黄闪报警器均通过继电器连接到所述串口IO模块。

作为本实用新型的优选方案，所述音视频模块包括1路视频输入和2路叠加视频输出。

有益效果：本实用新型的嵌入式车道控制器，有别于传统采用以工控机为核心的车道控制器，本控制器采用微控制器以及多个模块分工协作完成车道控制的各项工作。本实用新型的嵌入式车道控制器可完全取代常规的基于工控机的车道控制器，相对于传统车控器，其能耗约为1/10，可连续工作且寿命长。若推广使用具有良好的经济效益和社会效益，为运营单位的工作人员提供更好的工作环境、降低能源消耗、降低维护保养工作量。

附图说明

图1为嵌入式车道控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，一种嵌入式车道控制器，包括微控制器、以太网交换机模块、音视频模块、透明串口模块、串口IO模块。微控制器连接收费站服务器，用于上层服务器与每个车道进行收费信息的通讯。音视频模块和透明串口模块通过以太网交换机模块连接到微控制器，串口IO模块连接到透明串口模块。其中，本实施例中微控制器用ARM处理器。音视频模块包括ARM单元和DSP单元，提供1路视频输入和2路叠加视频输出；其数字信号的编解码、图像处理、压缩解压缩等由DSP完成，数据传输和控制管理由其ARM处理器实现。透明串口模块采用STM32系列，提供串口连接车道上的串口外设。串口IO模块采用STC系列，提供DI和DO接口连接数字量车道外设。

具体的，微控制器具有各种接口，用于连接输入/输出设备以及存储设备，其中PS2接口用于连接专用的收费键盘，VGA接口用于连接收费显示器，SD卡用于存储车道数据，SATA可连接大容量固态盘存储车道数据，扩展的ETH2接口用于接到交换机模块上。车牌识别设备通过网口连接到以太网交换机模块。车道上的IC卡读写器、字符叠加器、票据打印机、费额显示器、称重设备均连接到透明串口模块。车道上的通行灯、自动栏杆机、黄闪报警器均通过继电器连接到串口IO模块。

微控制器完成车道流程控制、车道与收费站服务器的数据传输、车道本地的数据存储等功能。以太网交换机模块完成车道内部具有网口模块的连接。透明串口模块提供车道内串口设备的连接。音视频模块完成车道内的视频采集、字符叠加功能，并可提供音频对讲、广播和监听功能。音视频模块用于实时采集连续视频图像，并在车道控制器界面上显示，同时每当来车时车道控制器控制其进行图像抓拍。

为了满足实际应用需求，所有对外接线均设计了保护电路，所有对外端子都有足够的触点容量满足需求。此外本嵌入式车道控制器还具有无风扇、无噪音、低功耗、全固态的特点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。