CN103116927B

CN103116927B - 车辆进出场控制方法

Info

Publication number: CN103116927B
Application number: CN201310051016.0A
Authority: CN
Inventors: 凌海风; 郑宇军; 陈海松; 郭坚毅; 杨炜辰; 鲁冬林; 王小龙; 李焕良; 安立周
Original assignee: PLA University of Science and Technology
Current assignee: PLA University of Science and Technology
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: CN103116927A

Abstract

本发明涉及一种车辆进出场控制方法，属于计算机管理技术领域。该方法在采集控制器、工况记录仪和主控计算机构成的控制***中，工况记录仪按预定时间间隔采集外界传感器的传感信号，更新工况信息记录；采集控制器接受到感应线圈信息后，发出广播信号；工况记录仪接收广播信号后，发送数据信息；采集控制器接收车辆身份、工况数据信息，并经网络传输给主控计算机；主控计算机判断传输的数据信息，提取该车辆派遣指令和历史保养维护信息，综合判断后形成是否放行指令，并通过网络发送给采集控制器；采集控制器根据指令控制打开起落杆给车辆放行或发出限行警示信号。这样，可以根据监控获取的车辆技术状况、派遣指令和保养维护信息，制止车辆未经派遣私自动用，禁止不合规车辆出行，确保行车安全。

Description

车辆进出场控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆管理***，尤其是一种车辆进出场控制方法，属于计算机管理技术领域。

背景技术

长期以来，集体单位的车场（如消防部队的装备场、公司的车队）车辆（装备）的出入管理主要有两种方式：一是人工检查，手工开门登记；二是给各车辆统一发放RFID卡，在车场出入口安装RFID识读设备，车辆（装备）出入场时自动进行其身份的识别，根据车辆（装备）是否已受派遣决定是否放行，车辆（装备）出入场的信息可自动登记。但是现有集体单位的车场管理只涉及到出入的控制，即只监控是否已经正常派遣许可，以及登记出入场信息，而未涉及到所属单位车辆（装备）的违规出入情况登记和工况信息采集，更无法在工况信息采集的基础上进行车辆（装备）技术状况的判定、保养修理的监管，使发出的车辆存在安全隐患。

检索发现，申请号为200710039625.9的中国发明专利公开了一种自动控制技术领域的车辆通行监控***,包括CCD摄像头、射频卡、解读器、图像前端适配器、网络服务器、工业以太网、终端控制驱动器、终端电传动机构、终端语音播放器;CCD摄像头监视来往车辆,将采集的图像输入至图像前端适配器,经图像解码和模数转换后由工业以太网交由网络服务器中的图像识别***判定车辆目标,启动数字录像,同时启动解读器根据车载射频卡进行对车辆信息的识别,一旦判定被监视车辆允许入/出时,***将开门控制指令送至指定地址的终端控制驱动器以驱动终端电传动机构将门打开,否则将向指定地址的终端语音播放器传输数字语音信号,同时向该地址的其它终端器输送警示信息达到车辆进出的全自动、安全、有效管理。

此外，申请号为200910052262.1的中国发明专利公开了一种车辆进出自动管理***，包括一安装在相关车辆上的车载模块、一管理***,所述管理***包括一信息识别模块、一智能控制***,所述车载模块为一受控的红外信号发射模块,红外信号发射模块设有控制红外信号发射的控制按键;信息识别模块为一与所述红外信号发射模块配套的,接收所述红外信号的信号接收装置;所述信号接收装置连接所述智能控制***。

上述现有技术虽然对车辆进出车场的管理作出了有益的改进，但均未能顾及车辆（装备）工况、保养的监控。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足之处，提出一种可以获取车辆技术状况、保养信息，并据此进行监控的车辆进出场控制方法，从而确保行车安全。

为了达到上述目的，本发明的车辆进出场控制方法在位于车场采集控制器、安装在车辆上的工况记录仪以及存储车辆工况和维护（包括保养和维修）判断规则的主控计算机构成的控制***中，所述采集控制器的智能主控芯片感应信号输入端和控制输出端分别接车场感应线圈的输出端和起落杆的受控端及警示装置，且其无线通信端口和网络通信端口分别接无线收发电路和通过网络连接主控计算机，所述工况记录仪的中央处理芯片具有接外界传感器的数据接口以及与无线收发器件连接的通信端口；所述智能主控芯片通过无线收发电路与工况记录仪的无线收发器件通信连接，通过如下步骤实现车辆进出控制：

第一步、工况记录仪按预定时间间隔采集外界传感器的传感信号，更新工况信息记录；

第二步、采集控制器接受到感应线圈传输的车辆进出场信息后，通过无线收发电路向无线收发器件发出广播信号；

第三步、待进出场车辆的工况记录仪接收采集控制器的广播信号后，通过无线收发器件按预定的无线通信协议发送包括车辆身份、工况在内的数据信息；

第四步、采集控制器通过无线收发电路接收车辆身份、工况数据信息，并通过网络传输给主控计算机；

第五步、主控计算机根据预定规则判断传输来的车辆身份、工况数据信息，并从数据库中提取该车辆派遣、维护信息（是否通过派遣审批信息及其历史保养信息），综合判断后形成是否放行指令，并通过网络发送给采集控制器；

第六步、采集控制器根据主控计算机的指令控制打开起落杆给车辆放行或发出限行警示信号；（包括根据车辆保养修理计划提示下一次保养修理）。

这样，可以根据监控获取的车辆技术状况、保养信息，制止未经派遣审批车辆动用，避免不合规车辆出行，从而确保行车安全。

当车队出行时，车场门口邻近的出入场车辆不止一辆，采集控制器将面临与多个工况记录仪的无线通信，为了解决一对多的通信冲突问题，本发明进一步的完善是，所述采集控制器向工况记录仪发送信号时采用与接收来自工况记录仪不同频段的信道（即采用两个不同频段信道分别进行相应的收发通信）；所述采集控制器与各工况记录仪之间按如下步骤进行无线通信：

步骤一、采集控制器接收到感应线圈传输的车辆进出场信息后以预定自然数n（n大于2，最好为11-19）作为将第一轮询应答时间分成n个间隔的时隙参数广播发送给具有不同编号的各待进出场车辆的工况记录仪；此时由于广播发送与接收信道分离，因此不会产生通信冲突；

步骤二、各待进出场车辆的工况记录仪以自身编号与时隙参数求模得到余数，作为第一轮询发送数据信息的时间片，向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息；

步骤三、采集控制器向接收到发送数据信息的车辆工况记录仪发送接收成功信息，使其进入静默状态；

步骤四、采集控制器以n-1作为将下一轮询应答时间分成n-1个间隔的新时隙参数广播发送给各待进出场车辆的工况记录仪；

步骤五、未静默的各待进出场车辆的工况记录仪以自身编号与新时隙参数求模得到余数，作为下一轮询发送数据信息的时间片，向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息；

步骤六、采集控制器向接收到发送数据信息的车辆工况记录仪发送接收成功信息，使其进入静默状态；

步骤七、按预定次数（3-5次）重复步骤四至步骤六。

理论和实践证明，采用上述方法后，即使第一轮询存在余数相同的工况记录仪，经过2-4次改变时隙参数的后续轮询，即可妥善解决通信冲突问题，并保证较高的通信效率。

本发明更进一步的完善是，所述各待进出场车辆的工况记录仪求模得到发送数据信息的时间片后，产生的随机延时（通常短于2ms），在所述发送数据信息的时间片随机延时后，向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息。

完成一次工况记录仪与采集控制器的通信时间通常为5－6ms，而每个时间片的间隔为8ms左右，因此随机延时不超过2ms。

上述方法的理论依据是：各车场工况记录仪的编号预定，是已知的，设工况记录仪的最大和最小编号对时隙参数n的商分别为n₁和n₂，若工况记录仪总数大于时隙参数n，由于各工况记录仪不重号，必有n₂ >n₁。设当前工况记录仪与时隙参数n的商为n₀，则其随机延时的基本规则是，在时隙参数n为奇数时，编号小的工况记录仪优先发送（随机延时小），则记录仪信号发送随机延时时间＝（n₀－n₁）*2.0/（n₂－n₁）ms；反之，在时间片总数为偶数时，编号大的工况记录仪优先发送，记录仪信号发送随机延时时间＝2－（n₀－n₁）*2.0/（n₂－n₁）ms。若工况记录仪总数很少，小于时隙参数n，仅用时间片分割不需要对延时作特别处理，仅需在0－2ms内随机产生一个延时就可以很好地解决时间冲突问题。这样，通过设置不同的延时参数，余数相同的工况记录仪可以在同一时间片内因时间差而产生竞争，有一个能正常发送，从而可以减少轮询次数，进一步提高通信效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的采集控制器拓扑示意图。

图2为本发明一个实施例的采集控制器框图。

图3为本发明一个实施例的工况记录仪和采集控制器通信连接示意图。

图4为一个本发明实施例的工况数据采集示意图。

图5为本发明一个实施例的采集控制器的控制流程图。

图6为本发明一个实施例的工况记录仪的控制流程图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的车辆出入场控制***如图1所示，包括位于车场的采集控制器、安装在车辆上的工况记录仪以及存储车辆工况和维护（包括保养和维修）判断规则的主控计算机。

采集控制器的智能主控芯片STM32F103VC(或ARM Cortex-M3)感应信号输入端通过I/O接口和车辆检测器接车场感应线圈的输出端，其控制输出端分别接起落杆的受控端及红绿灯警示装置，且其无线通信端口接CC2500无线数据通信模块构成的无线收发电路，网络通信端口通过网络接口RJ45连接主控计算机（参见图2、图3）。

工况记录仪的构成如图3所示，以STM32F103中央处理芯片作为数据采集模块，具有通过信号调理电路接外界传感器的数据接口以及与作为无线收发器件的无线通信子***连接的通信端口。数据接口可以采集的数据如图4所示，包括发动机工作时间等开关信号、液位传感等模拟信号、以及行驶里程等数字信号，各种信号分别借助常规的处理电路转换后通过数据接口输入工况记录仪存储。

采集控制器的智能主控芯片通过无线收发电路与工况记录仪的无线收发器件采用两个不同频段信道分别进行相应的收发通信连接，即采集控制器向工况记录仪发送信号时采用与接收来自工况记录仪不同频段的信道。

具体通过如下步骤实现车辆进出控制（参见图5、图6）：

1）、工况记录仪按预定时间间隔采集外界传感器包括开关信号、模拟信号和数字信号在内的各种需监测传感信号（参见图4），更新工况信息记录。

2）、采集控制器接受到感应线圈传输的车辆进出场信息，判断进出，以预定自然数n（在11-19之间选取，通常车场车辆总数50时选11、100时选13，以此类推）作为将第一轮询应答时间分成n个间隔的时隙参数广播发送给具有不同编号各待进出场车辆的工况记录仪；设置询问次数k（在2-4中选取），通过无线收发电路向无线收发器件发出广播信号。

3）、待进出场车辆的工况记录仪接收并判断是采集控制器的广播信号且其自身不处于静默状态后，以自身编号与时隙参数求模得到余数，作为第一轮询发送数据信息的时间片，并产生短于2ms的随机延时，在发送数据信息的时间片随机延时后，按预定的无线通信协议向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息。

4）采集控制器通过无线收发电路接收车辆身份、工况数据信息，向接收到发送数据信息的车辆工况记录仪发送接收成功信息，使其进入静默状态，；再以13-1作为将下一轮询应答时间分成12个间隔的新时隙参数广播发送给各待进出场车辆的工况记录仪；未静默的各待进出场车辆的工况记录仪以自身编号与新时隙参数求模得到余数，作为下一轮询发送数据信息的时间片，向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息；如此循环k次，即可完成所有待进出场车辆工况记录仪发送的数据信息，通过网络传输给主控计算机。

5）主控计算机根据预定规则判断传输来的车辆身份、工况数据信息，并从数据库中提取该车辆的派遣审批信息和历史维护信息，综合判断后形成是否放行指令，并通过网络发送给采集控制器。

6）采集控制器根据主控计算机的指令控制打开起落杆给车辆放行或发出限行警示信号，并根据车辆保养修理计划提示下一次保养修理。

上述过程采集控制器通过第一信道发送广播信号，通过第二信道接收各工况记录仪的身份和工况信息；反之，工况记录仪通过第一信道监听采集控制器的广播信号，通过第二信道给采集控制器发送车辆身份及工况信息。在采集控制器通过第一信道发送广播信号时，所有通信范围内的工况记录仪都只是通过第一信道监听广播信号，避免了信息传输的冲突问题，而对于多个工况记录仪同时通过第二信道给采集控制器发送信息时可能产生的通信冲突，上述实施例可以妥善解决。例如，当有工况记录仪编号分别为1、2、11、12、101、102、1001、1002、10001、10002、100001、100002的10辆车待进出车场时，采集控制器设时隙参数n=13（最大的时间片数）、轮询次数k=3（采集控制器在每次收到地感线圈触发信号后广播轮询3个周期），

第一次对13求模后各工况记录仪余数分别为：

1	2	11	12	101	102	1001	1002	10001	10002	100001	100002
												1	2	11	12	10	11	0	1	4	5	5	6

采集控制器第一次广播后，编号为2、12、101、1001、10001和10002的记录仪由于在其时间片内没有任何其它工况记录仪发送信息，因此可在第一次轮询后成功发送信号，并接收采集控制器的接收成功应答而进入静默状态。编号1和1002、11和102、10002和100001的工况记录仪分别在同样的时间片内，经不同的随机延时其中多数可能发送成功，假设最坏情况这6个工况记录仪都未能正确发送信息；则采集控制器将设置时隙参数递减变为13-1=12，剩余6个工况记录仪对12求模后余数分别为

1	11	102	1002	10002	100001
						1	11	6	6	3	0

采集控制器第2次广播后，编号为1、11、10002和100001的记录仪其时间片内没有任何冲突，便可确保在第二次轮询后成功发送信号，并接收采集控制器的接收成功应答而进入静默状态。假设最坏情况下编号为102和1002的记录仪未能正常发送；采集控制器继续将时隙参数递减变为11，剩余2个工况记录仪对11求模后余数为

102	1002
		3	1

这样，即使遇到最坏的情况，采集控制器第三次广播后，所有记录仪都能正常发送信号。

数学推演可以证明，由于车场门口的采集控制器的信号覆盖范围有限，一般直径不大于100米，即使有多个进、出口，同时待出入场的数量是有限的，一般不大于50辆。采取本实施例的方法，只要合理选择n、k参数即可使避免通信冲突发送成功达到所需概率，例如达到99.9%以上，因此具有足够的可靠性。

采用本实施例的方法后，车辆（装备）出场时经过出场感应区，触发感应装置，将相关消息发至车辆（装备）出入场采集控制器；采集控制器开始主动询问有无车辆（装备）出场，按照无线信息发送接收协议，确认出场车辆（装备）身份，自动接收车辆（装备）当前工况信息；向主控计算机（电脑终端）发送出场车辆（装备）相关信息，并对车辆（装备）动用进行控制：若车辆（装备）未经派遣，则红灯闪亮，电动门自动关闭，语音告警，否则绿灯开，电动门自动打开且语音提示放行信息，LED屏显示当前车辆（装备）动用信息、主要工况信息及下次保养修理的提醒信息等。

Claims

1.一种车辆进出场控制方法，在位于车场采集控制器、安装在车辆上的工况记录仪以及存储车辆工况和维护判断规则的主控计算机构成的控制***中，所述采集控制器的智能主控芯片感应信号输入端和控制输出端分别接车场感应线圈的输出端和起落杆的受控端及警示装置，且其无线通信端口和网络通信端口分别接无线收发电路和通过网络连接主控计算机，所述工况记录仪的中央处理芯片具有接外界传感器的数据接口以及与无线收发器件连接的通信端口；所述智能主控芯片通过无线收发电路与工况记录仪的无线收发器件通信连接，通过如下步骤实现车辆进出控制：

第五步、主控计算机根据预定规则判断传输来的车辆身份、工况数据信息，并从数据库中提取该车辆派遣、维护信息，综合判断后形成是否放行指令，并通过网络发送给采集控制器；

第六步、采集控制器根据主控计算机的指令控制打开起落杆给车辆放行或发出限行警示信号；

所述采集控制器向工况记录仪发送信号时采用与接收来自工况记录仪不同频段的信道；所述采集控制器与各工况记录仪之间按如下步骤进行无线通信：

步骤一、采集控制器接收到感应线圈传输的车辆进出场信息后以预定大于2的自然数n作为将第一轮询应答时间分成n个间隔的时隙参数广播发送给具有不同编号的各待进出场车辆的工况记录仪；

步骤七、按大于2的预定次数重复步骤四至步骤六。

2.根据权利要求1所述的车辆进出场控制方法，其特征在于：所述各待进出场车辆的工况记录仪求模得到发送数据信息的时间片后，产生的随机延时，在所述发送数据信息的时间片随机延时后，向采集控制器发送包括车辆身份、工况在内的数据信息。