CN107330991A - 智能车检控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于高速公路车检设备技术领域，提出的智能车检控制器，包括与电源模块连接的控制器，控制器通过收发电路与I/O接口电路连接，I/O接口电路与信号输入模块、信号输出模块均连接，信号输入模块包括地感线圈信号输入模块、天线读写反馈输入模块和车检器模拟反馈输入模块，信号输出模块包括地感线圈信号输出模块和栏杆机控制模块；I/O接口电路包括继电器，继电器的线圈与控制器连接，继电器的开关一端与信号输入模块连接，另一端与信号输出模块连接。本发明构思巧妙，操作简便，解决了现有技术中高速公路ETC***实际运行中出现了一些车辆逃费、被砸伤、干扰信号影响的技术问题。

Description

智能车检控制器

技术领域

本发明属于高速公路车检设备技术领域，涉及智能车检控制器。

背景技术

ETC(电子不停车收费***)的启用，大大提高了收费站车道的通行效率和车辆的运行效率，但在正常运行的同时，也出现了一些车辆逃费、意外砸车、信号干扰等急需解决的问题。如ETC车道自动栏杆机是通过车辆检测***中检测线圈电感量的变化来感知车辆的存在和离开的，与上位机软件相互配合来控制其起落动作。但在一些意外情况下，则会出现落杆，将正在通行的车辆砸伤。

以ETC车道为例：据新乐和正定机场两个收费站ETC车道砸车数据统计， 2105年共发生砸伤车辆事件11起，赔款6986元；2016年截至9月底共发生砸伤车辆事件17起，赔款9508元，两年的数据对比会发现栏杆砸车事件出现了增长的势头。

发明内容

本发明提出智能车检控制器，解决了现有技术中高速公路ETC***实际运行中出现了一些车辆逃费、被砸伤、干扰信号影响的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

智能车检控制器，包括与电源模块连接的控制器，所述控制器通过收发电路与I/O接口电路连接，

所述I/O接口电路与信号输入模块、信号输出模块均连接，

所述信号输入模块包括地感线圈信号输入模块、天线读写反馈输入模块和车检器模拟反馈输入模块，

所述信号输出模块包括地感线圈信号输出模块和栏杆机控制模块。

作为进一步的技术方案，所述I/O接口电路包括继电器，所述继电器的线圈与所述控制器连接，所述继电器的开关一端与信号输入模块连接，另一端与信号输出模块连接，

所述收发电路包括均与所述控制器连接的收发器和锁存器，所述控制器依次通过所述锁存器、所述继电器与所述信号输出模块连接。

作为进一步的技术方案，所述信号输出模块还包括数据读写模块。

作为进一步的技术方案，所述数据读写接口为日志下载接口和程序编写接口。

作为进一步的技术方案，所述继电器的线圈通过光耦电路与所述控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述继电器的开关分别通过信号输入接口、信号输出接口与所述信号输入模块、所述信号输出模块连接。

作为进一步的技术方案，所述信号输入接口和所述信号输出接口均通过接口芯片与所述控制器连接，所述锁存器通过达林顿管与所述继电器的线圈连接。

作为进一步的技术方案，所述接口芯片通过隔离器与所述控制器连接，

所述控制器还与存储芯片、时钟芯片连接。

作为进一步的技术方案，所述信号输入接口、所述信号输出接口和所述控制器均与指示灯连接，

所述控制器通过所述锁存器与所述指示灯连接。

作为进一步的技术方案，所述电源模块包括所述电源接口，所述电源接口通过稳压器与所述控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述信号输入接口与所述输入信号指示灯连接，所述信号输出接口与输出信号指示灯连接，所述控制器还通过所述锁存器与运行指示灯、报警指示灯和电源指示灯连接。

本发明使用原理及有益效果为：

智能车检器体积小、耗电量少、灵敏度高、安装时无需对现有设备进行改动，只要将其固定在车道控制器内即可。

智能车检控制器的使用，杜绝了曾经出现的在ETC车道逃费问题，有效的解决了ETC车道出现的意外砸车问题和因为干扰信号造成车道无法正常使用等问题，弥补了ETC运行中的不足，减少了对行驶ETC车道时发生问题的投诉，为ETC收费的推广应用起到了积极的推动作用，因为它的启用会让司乘人员通过ETC车道更顺畅、更放心、更安心。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中控制模块框线结构示意图；

图3为本发明中控制器电路原理图；

图4为本发明中I/O接口电路原理图；

图5为本发明中收发电路原理图；

图6为本发明中电源模块电路原理图；

图7为本发明中信号输入接口电路原理图；

图8为本发明中接口芯片电路原理图；

图9为本发明中指示灯电路原理图；

图中：1-I/O接口电路，2-收发电路，21-收发器，22-锁存器，3-控制器，4- 信号输入模块，41-地感线圈信号输入模块，42-天线读写反馈输入模块，43-车检器模拟反馈输入模块，5-信号输出模块，51-地感线圈信号输出模块，52-栏杆机控制模块，53-数据读写模块，6-光耦电路，7-电源模块，71-电源接口，72- 稳压器，8-信号输入接口，9-信号输出接口，10-接口芯片，11-达林顿管，12- 隔离器，13-存储芯片，14-时钟芯片，15-指示灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～9所示，本发明提出的智能车检控制器，包括与电源模块7连接的控制器3，控制器3通过收发电路2与I/O接口电路1连接，

I/O接口电路1与信号输入模块4、信号输出模块5均连接，

信号输入模块4包括地感线圈信号输入模块41、天线读写反馈输入模块42 和车检器模拟反馈输入模块43，

信号输出模块5包括地感线圈信号输出模块51和栏杆机控制模块52。

进一步，I/O接口电路1包括继电器，继电器的线圈与控制器3连接，继电器的开关一端与信号输入模块4连接，另一端与信号输出模块5连接，

收发电路2包括均与控制器3连接的收发器21和锁存器22，控制器3依次通过锁存器22、继电器与信号输出模块5连接。

进一步，信号输出模块5还包括数据读写模块53。

进一步，数据读写接口53为日志下载接口和程序编写接口。

进一步，继电器的线圈通过光耦电路6与控制器3连接。

进一步，继电器的开关分别通过信号输入接口8、信号输出接口9与信号输入模块4、信号输出模块5连接。

进一步，信号输入接口8和信号输出接口9均通过接口芯片10与控制器3 连接，锁存器22通过达林顿管11与继电器的线圈连接。

进一步，接口芯片10通过隔离器12与控制器3连接，

控制器3还与存储芯片13、时钟芯片14连接。

进一步，信号输入接口8、信号输出接口9和控制器3均与指示灯15连接，

控制器3通过锁存器22与指示灯15连接。

进一步，电源模块7包括电源接口71，电源接口71通过稳压器72与控制器3连接。

其中，控制器3型号为C8051F023，稳压器72型号为78M05和ASM1117，达林顿管11型号为ULN2803A，隔离器12型号为ISO7221，接口芯片10型号为MAX3232，收发器21型号为74HC245，锁存器22型号为74HC573，存储芯片13型号为M25P64VDFPN，时钟芯片14型号为DS1302，继电器的型号为 G5V-1。

在本发明研发前我们做了大量的分析工作，发现意外砸车的原因：

1、外界信号的干扰：交易成功的车辆在驶离车道时由于外界信号(相邻车道车检器的干扰信号、车道***随机的电磁波信号等)的干扰，而造成自动杆突然下落，从而砸伤正在通过的车辆；干扰信号的存在会产生误报警而造成该车道无法正常通车。

2、ETC车道自动栏杆前停有无电子标签或因各种原因有标签但交易未成功的车辆，当后车交易成功后，自动杆抬起，停在栏杆前的车辆此时就可能趁栏杆抬起时驶离车道，造成逃费，同时车检器检测到车辆通过后，栏杆会自动落下，从而造成其后交易成功的的车辆在通过时被栏杆砸伤。此种情况经常发生，前车逃费，后车被砸，给公司带来了极大的经济损失，同时司乘人员会引起对 ETC收费方式的安全问题产生怀疑，不利于ETC收费***的推广使用。

为了解决目前存在的问题，我们提出了初步的解决方案，为了使其尽快变成现实，我们与河北京石高速公路有限公司、河北石青高速公路有限公司进行合作，经过多次讨论，首先对方案进行优化，对其可行性进行反复论证，经过线下反复调整和为期一个多月的线下测试，开发生产出了智能车检控制器。

本发明所提出的智能车检控制器共设置输入输出接口(信号输入接口8和信号输出接口9)各10路、数据读写接口53(日志下载接口和程序编写接口)、指示灯15(包括电源指示灯、运行指示灯、报警指示灯、10路输入指示灯和10 路输出指示灯)。其中，地感线圈信号输入模块41和地感线圈信号输出模块51 均与ETC车道的5个地感线圈连接，天线读写反馈输入模块42与ETC读写天线连接，车检器模拟反馈输入模块43与车检器连接，栏杆机控制模块52与栏杆机连接。

使用时，ETC车道5个地感线圈的检车信号、天线所读取的车辆通过信号、和车检器检测情况的反馈信号分别通过地感线圈信号输入模块41、天线读写反馈输入模块42和车检器模拟反馈输入模块43，经光耦电路6传送至收发器21，由收发器21传送至控制器3内。控制器3对接收到的这些信号进行条件分析判别，对干扰信号进行滤除(小于100MS的信号不进行输出)，经判断对正常有效信号形成逻辑队列并输出到上位机，智能车检控制器接收到车辆交易成功而未驶离离开线圈时，启用栏杆防砸功能，控制栏杆不下落；当接收到车辆未交易成功时，启用防逃费功能，控制栏杆不抬起。

如，当地感线圈中第4线圈(车检线圈)有检车信号，栏杆机未接收到抬杆命令，控制器3未接收到天线读写信号时，对栏杆机抬杆信号控制，不抬杆。当地感线圈中第4线圈(车检线圈)检车信号消除，天线再次读写成功后，栏杆机抬杆。或人工干预，让前车驶离，后车放行。

进一步阐述本发明所提出智能车检控制器的作用，就是对通过ETC车道的非正常车辆(闯口车、无电子标签、因各种原因交易未成功的车辆)，只要检测到栏杆前有交易未成功车辆出现，自动栏杆将不会抬起，即使后车交易成功也不会出现自动杆抬起现象，避免了前车逃费现象的发生，同时消除了其后交易成功的车辆被砸伤的事件发生，对未交易成功的车辆进行人工干预处理，核实后车信息如交易成功将其放行；对非车辆通过线圈的一些干扰信号进行过滤，保障交易成功的车辆在通过自动栏杆时安全驶离车道，而不会因为干扰信号造成栏杆下落而砸伤车辆，也不会因此产生误报警而造成该车道无法正常使用。另外，本发明所提出智能车检控制器还设置有断电保护功能，设备断电时输入和输出(DB15端子)对接，恢复车道原有***功能。

从2016年9月14日，在机场收费站ETC入口车道开始启用该控制器，截至到2016年10月5日，该车道共通过车辆60763辆次，对误入ETC车道和交易未成功车辆拦截成功率100％，未出现一起砸伤车辆事件，对外界信号的干扰起到了很好的过滤作用，解决了ETC车道存在的上述问题，达到了防逃费、防砸车和防干扰的目的。

智能车检器体积小、耗电量少、灵敏度高、安装时无需对现有设备进行改动，只要将其固定在车道控制器内即可。

智能车检控制器的使用，杜绝了曾经出现的在ETC车道逃费问题，有效的解决了ETC车道出现的意外砸车问题和因为干扰信号造成车道无法正常使用等问题，弥补了ETC运行中的不足，减少了对行驶ETC车道时发生问题的投诉，为ETC收费的推广应用起到了积极的推动作用，因为它的启用会让司乘人员通过ETC车道更顺畅、更放心、更安心。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.智能车检控制器，其特征在于，包括与电源模块(7)连接的控制器(3)，所述控制器(3)通过收发电路(2)与I/O接口电路(1)连接，

所述I/O接口电路(1)与信号输入模块(4)、信号输出模块(5)均连接，

所述信号输入模块(4)包括地感线圈信号输入模块(41)、天线读写反馈输入模块(42)和车检器模拟反馈输入模块(43)，

所述信号输出模块(5)包括地感线圈信号输出模块(51)和栏杆机控制模块(52)。

2.根据权利要求1所述的智能车检控制器，其特征在于，所述I/O接口电路(1)包括继电器，所述继电器的线圈与所述控制器(3)连接，所述继电器的开关一端与信号输入模块(4)连接，另一端与信号输出模块(5)连接，

所述收发电路(2)包括均与所述控制器(3)连接的收发器(21)和锁存器(22)，所述控制器(3)依次通过所述锁存器(22)、所述继电器与所述信号输出模块(5)连接。

3.根据权利要求1所述的智能车检控制器，其特征在于，所述信号输出模块(5)还包括数据读写模块(53)。

4.根据权利要求3所述的智能车检控制器，其特征在于，所述数据读写接口(53)为日志下载接口和程序编写接口。

5.根据权利要求2所述的智能车检控制器，其特征在于，所述继电器的线圈通过光耦电路(6)与所述控制器(3)连接。

6.根据权利要求2所述的智能车检控制器，其特征在于，所述继电器的开关分别通过信号输入接口(8)、信号输出接口(9)与所述信号输入模块(4)、所述信号输出模块(5)连接。

7.根据权利要求6所述的智能车检控制器，其特征在于，所述信号输入接口(8)和所述信号输出接口(9)均通过接口芯片(10)与所述控制器(3)连接，所述锁存器(22)通过达林顿管(11)与所述继电器的线圈连接。

8.根据权利要求7所述的智能车检控制器，其特征在于，所述接口芯片(10)通过隔离器(12)与所述控制器(3)连接，

所述控制器(3)还与存储芯片(13)、时钟芯片(14)连接。

9.根据权利要求6所述的智能车检控制器，其特征在于，所述信号输入接口(8)、所述信号输出接口(9)和所述控制器(3)均与指示灯(15)连接，

所述控制器(3)通过所述锁存器(22)与所述指示灯(15)连接。

10.根据权利要求1～9任一项所述的智能车检控制器，其特征在于，所述电源模块(7)包括电源接口(71)，所述电源接口(71)通过稳压器(72)与所述控制器(3)连接。