CN110933655A - 一种基于Linux***的物联网收费盒子 - Google Patents

一种基于Linux***的物联网收费盒子 Download PDF

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Abstract

本发明属于收费设备技术领域，尤其为一种基于Linux***的物联网收费盒子，包括嵌入式数据处理单元、数据采集单元、收费服务器和移动终端，所述嵌入式数据处理单元与数据采集单元连接，所述嵌入式数据处理单元通过收费服务器与移动终端相连。本发明能够实时监测盒子端状态信息，实现对盒子端的实时定位，具备防拆、防盗的特性，能够实时监测收费盒子主板温度，并在温度超过限定值时利用风扇进行快速散热，保证设备的安全、稳定运行，采用基于Linux***的ARMCortex‑A9处理器内核，具备低功耗的特性，可根据用户需求自行安装软件，保证了数据处理效率及稳定性，利用大容量存储模块提高储存容量的同时，有效防止数据流失，提高了数据的综合管理性能。

Description

一种基于Linux***的物联网收费盒子
技术领域
本发明涉及收费设备技术领域，具体为一种基于Linux***的物联网收费盒子。
背景技术
目前市面上的停车场收费***采用的是一车一栏杆停车收费的方式，利用射频识别技术对IC卡进行车辆信息采集，根据采集到的停车时间数据进行计时收费。但传统的停车场收费***仍存在以下缺陷：
1、设备功能性存在不足，防盗性能较差，不能保证设备的稳定运行，使用安全性较低；
2、信息处理效率低且稳定性差，易造成数据流失，综合管理性能不佳。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于Linux***的物联网收费盒子，解决了传统的停车场收费***设备功能性存在不足，防盗性能较差，不能保证设备的稳定运行，使用安全性较低，且信息处理效率低且稳定性差，易造成数据流失，综合管理性能不佳的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于Linux***的物联网收费盒子，包括嵌入式数据处理单元、数据采集单元、收费服务器和移动终端，所述嵌入式数据处理单元与数据采集单元连接，所述嵌入式数据处理单元通过收费服务器与移动终端相连，所述数据采集单元用于实时采集停车场内环境及车辆信息并进行初步处理，所述数据采集单元将初步处理后的信息通过Zigbee网络传输给嵌入式数据处理单元，所述嵌入式数据处理单元对接收到的信息进行二次处理分析，并将分析处理后的数据传输给收费服务器，所述收费服务器根据车辆信息进行计时收费并将收费信息发送给用户的移动终端上，所述嵌入式数据处理单元具体包括如下：
嵌入式数据处理单元，所述嵌入式数据处理单元包括基于Linux***的中央处理器、电源管理模块、输入接口、输出接口、Zigbee模块、第一报警模块、防盗模块、散热模块、GPIO扩展接口、大容量存储模块和音频输入模块，其中，所述中央处理器分别与电源管理模块、输入接口、输出接口、Zigbee模块、第一报警模块、防盗模块、散热模块、GPIO扩展接口、大容量存储模块和音频输入模块电性连接，所述输入接口包括多路输入电路，所述输出接口包括多路输出电路，所述光照传感器用于实时监测停车场光照值，所述LED灯用于当停车场光照值低于限定值时进行照明，所述防盗模块用于收费盒子防盗，所述散热模块用于收费盒子散热。
所述数据采集单元具体包括如下：
数据采集单元，所述数据采集单元包括控制器、IC卡读取模块、Zigbee传输模块、储存模块、打印机驱动模块、光照传感器、LED灯、触摸屏、键盘接口、身份认证模块和第二报警模块，其中，所述控制器分别与IC卡读取模块、Zigbee传输模块、储存模块、打印机驱动模块、光照传感器、LED灯、触摸屏、键盘接口、身份认证模块和第二报警模块电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输入接口上的各输入电路分别连接停车场中地感线圈和车检器，用于检测车辆信息，所述输出接口上的各输出电路分别于连接停车场中的栏杆机，用于控制车辆的放行和通行。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一报警模块和第二报警模块均采用蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述防盗模块包括分别与中央处理器连接防拆单元和GPS定位模块，所述防拆单元是由震动传感器和红外对射传感器组成，用于实时监测收费盒子的状态，所述GPS定位模块用于对收费盒子进行定位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述散热模块包括分别与中央处理器连接的散热风扇和温度传感器，所述温度传感器用于实时监测收费盒子主板温度，所述散热风扇用于当主板温度高于限定值时进行风冷散热。
作为本发明的一种优选技术方案，所述大容量存储模块包括分别与中央处理器连接的Flash模块、SDRAM模块和SRAM模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述中央处理器采用ARM Cortex-A9处理器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器采用80C51单片机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述光照传感器采用HA2003光电传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述身份认证模块采用虹膜识别、身份证识别、指纹识别、人脸识别中的一种或多种组合。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于Linux***的物联网收费盒子，具备以下有益效果：
1、该基于Linux***的物联网收费盒子，通过防盗模块的设置，能够实时监测盒子端状态信息，实现对盒子端的实时定位，具备防拆、防盗的特性，通过散热模块的设置，能够实时监测收费盒子主板温度，并在温度超过限定值时利用风扇进行快速散热，保证设备的安全、稳定运行。
2、该基于Linux***的物联网收费盒子，采用基于Linux***的ARMCortex-A9处理器内核，具备低功耗的特性，可根据用户需求自行安装软件，保证了数据处理效率及稳定性，利用大容量存储模块提高储存容量的同时，有效防止数据流失，提高了数据的综合管理性能。
3、该基于Linux***的物联网收费盒子，能够及时将车辆收费信息传输给用户，实现信息透明化，同时能够在数据存在异常时及时报警，利于安全管理。
附图说明
图1为本发明中嵌入式数据处理单元的***原理框图；
图2为本发明的***原理框图；
图3为本发明中数据采集单元的***原理框图；
图4为本发明中防盗模块的***原理框图；
图5为本发明中散热模块的***原理框图。
图中：100、嵌入式数据处理单元；101、中央处理器；102、电源管理模块；103、输入接口；104、输出接口；105、Zigbee模块；106、第一报警模块；107、防盗模块；1071、防拆单元；1072、GPS定位模块；108、散热模块；1081、散热风扇；1082、温度传感器；109、GPIO扩展接口；110、大容量存储模块；1101、Flash模块；1102、SDRAM模块；1103、SRAM模块；111、音频输入模块；200、数据采集单元；201、控制器；202、IC卡读取模块；203、Zigbee传输模块；204、储存模块；205、打印机驱动模块；206、光照传感器；207、LED灯；208、触摸屏；209、键盘接口；210、身份认证模块；211、第二报警模块；300、收费服务器；400、移动终端。
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。
实施例
请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种基于Linux***的物联网收费盒子，包括嵌入式数据处理单元100、数据采集单元200、收费服务器300和移动终端400，嵌入式数据处理单元100与数据采集单元200连接，嵌入式数据处理单元100通过收费服务器300与移动终端400相连，数据采集单元200用于实时采集停车场内环境及车辆信息并进行初步处理，数据采集单元200将初步处理后的信息通过Zigbee网络传输给嵌入式数据处理单元100，嵌入式数据处理单元100对接收到的信息进行二次处理分析，并将分析处理后的数据传输给收费服务器300，收费服务器300根据车辆信息进行计时收费并将收费信息发送给用户的移动终端400上，嵌入式数据处理单元100具体包括如下：
嵌入式数据处理单元100，嵌入式数据处理单元100包括基于Linux***的中央处理器101、电源管理模块102、输入接口103、输出接口104、Zigbee模块105、第一报警模块106、防盗模块107、散热模块108、GPIO扩展接口109、大容量存储模块110和音频输入模块111，其中，中央处理器101分别与电源管理模块102、输入接口103、输出接口104、Zigbee模块105、第一报警模块106、防盗模块107、散热模块108、GPIO扩展接口109、大容量存储模块110和音频输入模块111电性连接，输入接口103包括多路输入电路，输出接口104包括多路输出电路，光照传感器206用于实时监测停车场光照值，LED灯207用于当停车场光照值低于限定值时进行照明，防盗模块107用于收费盒子防盗，散热模块108用于收费盒子散热。
数据采集单元200具体包括如下：
数据采集单元200，数据采集单元200包括控制器201、IC卡读取模块202、Zigbee传输模块203、储存模块204、打印机驱动模块205、光照传感器206、LED灯207、触摸屏208、键盘接口209、身份认证模块210和第二报警模块211，其中，控制器201分别与IC卡读取模块202、Zigbee传输模块203、储存模块204、打印机驱动模块205、光照传感器206、LED灯207、触摸屏208、键盘接口209、身份认证模块210和第二报警模块211电性连接。
本实施方案中，电源管理模块102用于对设备电源进行管理，大容量存储模块110的设置使和收费盒子具备超大的储存空间，不易使数据丢失，IC卡读取模块202的设置用于读取。
具体的，输入接口103上的各输入电路分别连接停车场中地感线圈和车检器，用于检测车辆信息，输出接口104上的各输出电路分别于连接停车场中的栏杆机，用于控制车辆的放行和通行。
本实施例中，输入接口103上输入电路的数量与收费车道数量一致，当收费车道为3个时，车检器及栏杆机也为三个。
具体的，第一报警模块106和第二报警模块211均采用蜂鸣器。
本实施例中，控制器201接收到周围环境信息及车辆信息后进行初步处理，并判断数据是否存在异常，当数据异常时通过蜂鸣器报警，然后通过Zigbee网络传输给嵌入式数据处理单元100，Zigbee网络传输给嵌入式数据处理单元100内基于Linux***的中央处理器101对数据进行二次分析处理，并分类和保存，当数据存在异常而设备未报警时通过蜂鸣器报警，同时刷新共享内存，当数据正常时，将二次处理后的数据通过收费服务器300发送给用户的移动终端400。
具体的，防盗模块107包括分别与中央处理器101连接防拆单元1071和GPS定位模块1072，防拆单元1071是由震动传感器和红外对射传感器组成，用于实时监测收费盒子的状态，GPS定位模块1072用于对收费盒子进行定位。
本实施例中，通过震动传感器和红外对射传感器组成的防拆单元1071能够对设备是否被强行拆卸进行实时监测，当监测到拆卸信号后，将信息传输给中央处理器101，中央处理器101控制第一报警模块106进行报警，通过GPS定位模块1072对收费盒子进行定位，防止被盗，提高设备的使用安全性。
具体的，散热模块108包括分别与中央处理器101连接的散热风扇1081和温度传感器1082，温度传感器1082用于实时监测收费盒子主板温度，散热风扇1081用于当主板温度高于限定值时进行风冷散热。
本实施例中，当温度传感器1082检测到收费盒子主板温度高于限定值时，及时将信息传输给中央处理器101，中央处理器101控制设置在主板上的散热风扇1081工作，达到快速散热的效果。
具体的，大容量存储模块110包括分别与中央处理器101连接的Flash模块1101、SDRAM模块1102和SRAM模块1103。
本实施例中，通过Flash模块1101、SDRAM模块1102和SRAM模块1103对数据进行分类储存，在提高储存容量的同时，有效防止数据流失。
具体的，中央处理器101采用ARM Cortex-A9处理器。
本实施例中，ARM(Advanced RISC Machines)一个32位元精简指令集(RISC)处理器架构，ARM处理器广泛地使用在许多嵌入式***设计。ARM处理器的特点有指令长度固定，执行效率高，低成本等。Cortex-A9处理器的设计旨在打造最先进的、高效率的、长度动态可变的、多指令执行超标量体系结构，提供采用乱序猜测方式执行的8阶段管道处理器，凭借范围广泛的消费类、网络、企业和移动应用中的前沿产品所需的功能，保证设备的高性能和高能效。
具体的，控制器201采用80C51单片机。
具体的，光照传感器206采用HA2003光电传感器。
本实施例中，光照传感器206采用先进光电转换模块，将光照强度值转化为电压值，再经调理电路将此电压值转换为0～2V或4～20mA，高精度的光照强度测量，体积小巧，IP65防护等级设计传感器结实、耐腐蚀响应速度快，<1秒可选用电压或电流输出，电流输出在长缆线传输的时候没有信号衰减，广泛应用于农业、林业、温室大棚培育、养殖、建筑的光照测量及研究。
具体的，身份认证模块210采用虹膜识别、身份证识别、指纹识别、人脸识别中的一种或多种组合。
本实施例中，采用一种或多种如虹膜识别、身份证识别、指纹识别、人脸识别技术对使用者身份进行识别，能够提高使用安全性。
本发明的工作原理及使用流程：使用时，通过光照传感器206实时监测停车场内光照环境，当内环境过暗时，控制器201根据接收到的电信号控制LED灯207进行光照，用户需查检盒子设备时，需通过身份认证模块210进行身份认证，认证时，可采取一种或多种如虹膜识别、身份证识别、指纹识别、人脸识别技术对使用者身份进行识别，能够提高使用安全性，当身份认证通过后即可通过触摸屏208以及键盘接口209接键盘进行操作；
收费时，通过IC卡读取模块202读取车辆信息，控制器201判断信息是否异常，当数据异常时通过第二报警模块211进行蜂鸣报警，检测的数据通过储存模块204进行储存后，经Zigbee传输模块203传输给基于Linux***的中央处理器101，中央处理器101对接收的数据进行二次分析处理，并分类和保存，当数据存在异常而设备未报警时通过蜂鸣器报警，同时刷新共享内存，当数据正常时，将二次处理后的数据通过收费服务器300发送给用户的移动终端400；
盒子端在使用过程中，通过震动传感器和红外对射传感器组成的防拆单元1071能够对设备是否被强行拆卸进行实时监测，当监测到拆卸信号后，将信息传输给中央处理器101，中央处理器101控制第一报警模块106进行报警，通过GPS定位模块1072对收费盒子进行定位，防止被盗，提高设备的使用安全性；同时通过温度传感器1082实时检测收费盒子端主板的温度，当主板温度高于限定值时，及时将信息传输给中央处理器101，中央处理器101控制设置在主板上的散热风扇1081工作，达到快速散热的效果。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：包括嵌入式数据处理单元(100)、数据采集单元(200)、收费服务器(300)和移动终端(400)，所述嵌入式数据处理单元(100)与数据采集单元(200)连接，所述嵌入式数据处理单元(100)通过收费服务器(300)与移动终端(400)相连，所述数据采集单元(200)用于实时采集停车场内环境及车辆信息并进行初步处理，所述数据采集单元(200)将初步处理后的信息通过Zigbee网络传输给嵌入式数据处理单元(100)，所述嵌入式数据处理单元(100)对接收到的信息进行二次处理分析，并将分析处理后的数据传输给收费服务器(300)，所述收费服务器(300)根据车辆信息进行计时收费并将收费信息发送给用户的移动终端(400)上，所述嵌入式数据处理单元(100)具体包括如下：
嵌入式数据处理单元(100)，所述嵌入式数据处理单元(100)包括基于Linux***的中央处理器(101)、电源管理模块(102)、输入接口(103)、输出接口(104)、Zigbee模块(105)、第一报警模块(106)、防盗模块(107)、散热模块(108)、GPIO扩展接口(109)、大容量存储模块(110)和音频输入模块(111)，其中，所述中央处理器(101)分别与电源管理模块(102)、输入接口(103)、输出接口(104)、Zigbee模块(105)、第一报警模块(106)、防盗模块(107)、散热模块(108)、GPIO扩展接口(109)、大容量存储模块(110)和音频输入模块(111)电性连接，所述输入接口(103)包括多路输入电路，所述输出接口(104)包括多路输出电路，所述光照传感器(206)用于实时监测停车场光照值，所述LED灯(207)用于当停车场光照值低于限定值时进行照明，所述防盗模块(107)用于收费盒子防盗，所述散热模块(108)用于收费盒子散热；
所述数据采集单元(200)具体包括如下：
数据采集单元(200)，所述数据采集单元(200)包括控制器(201)、IC卡读取模块(202)、Zigbee传输模块(203)、储存模块(204)、打印机驱动模块(205)、光照传感器(206)、LED灯(207)、触摸屏(208)、键盘接口(209)、身份认证模块(210)和第二报警模块(211)，其中，所述控制器(201)分别与IC卡读取模块(202)、Zigbee传输模块(203)、储存模块(204)、打印机驱动模块(205)、光照传感器(206)、LED灯(207)、触摸屏(208)、键盘接口(209)、身份认证模块(210)和第二报警模块(211)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述输入接口(103)上的各输入电路分别连接停车场中地感线圈和车检器，用于检测车辆信息，所述输出接口(104)上的各输出电路分别于连接停车场中的栏杆机，用于控制车辆的放行和通行。
3.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述第一报警模块(106)和第二报警模块(211)均采用蜂鸣器。
4.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述防盗模块(107)包括分别与中央处理器(101)连接防拆单元(1071)和GPS定位模块(1072)，所述防拆单元(1071)是由震动传感器和红外对射传感器组成，用于实时监测收费盒子的状态，所述GPS定位模块(1072)用于对收费盒子进行定位。
5.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述散热模块(108)包括分别与中央处理器(101)连接的散热风扇(1081)和温度传感器(1082)，所述温度传感器(1082)用于实时监测收费盒子主板温度，所述散热风扇(1081)用于当主板温度高于限定值时进行风冷散热。
6.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述大容量存储模块(110)包括分别与中央处理器(101)连接的Flash模块(1101)、SDRAM模块(1102)和SRAM模块(1103)。
7.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述中央处理器(101)采用ARM Cortex-A9处理器。
8.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述控制器(201)采用80C51单片机。
9.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述光照传感器(206)采用HA2003光电传感器。
10.根据权利要求1所述的一种基于Linux***的物联网收费盒子，其特征在于：所述身份认证模块(210)采用虹膜识别、身份证识别、指纹识别、人脸识别中的一种或多种组合。
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