智慧车辆道闸控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种智慧车辆道闸控制系统，包括：主控板、撞杆感应器、爆胎器、报警器、视频采集设备和供电电源；其中，撞杆感应器嵌入到道闸杆内部；视频采集设备安装在道闸杆的上方，并且，视频采集设备的采集视野为道闸杆所在的道路区域；爆胎器安装于处于水平姿态的道闸杆的正下方；主控板分别与撞杆感应器、爆胎器、报警器、视频采集设备和供电电源电连接。通过在道闸联合安装撞杆感应器和爆胎器，可有效解决高速公路等收费站发生的强行冲闸现象，避免因强行冲闸而导致的威胁工作人员安全的问题；还具有结构简单、能耗低以及对现有技术中的道闸控制系统改动小等优点，可广泛推广使用，具有较强的社会效益和经济效益。
【专利说明】智慧车辆道闸控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于道闸控制【技术领域】，具体涉及一种智慧车辆道闸控制系统。
【背景技术】
[0002] 道闸杆又称挡车器，是专门用于道路上限制机动车行驶的通道出入口管理设备， 现已广泛应用于公路收费站以及停车场管理系统等场合。
[0003] 现有技术中，主要采用刷卡式控制方式控制道闸杆起落，S卩：当车辆通过道闸杆 时，需要车内人员先停车刷卡，在刷卡成功后，道闸控制器再控制道闸杆升起，从而让车辆 通过；当车辆通过后，再控制道闸杆落下。该种道闸控制系统虽然解决了对正常车辆进行通 行控制的问题，但是，近年来，在多条高速公路，频繁出现超载货车强行冲闸现象，强行冲闸 现象不仅影响收费站的收费收入，甚至对收费站工作人员的生命安全产生威胁，而现有道 闸控制系统无法解决上述的强行冲闸现象。 实用新型内容
[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种智慧车辆道闸控制系统，可有效 解决上述问题。
[0005] 本实用新型提供一种智慧车辆道闸控制系统，包括：主控板、撞杆感应器、爆胎器、 报警器、视频采集设备和供电电源；其中，所述撞杆感应器嵌入到道闸杆内部；所述视频采 集设备安装在所述道闸杆的上方，并且，所述视频采集设备的采集视野为所述道闸杆所在 的道路区域；所述爆胎器安装于处于水平姿态的所述道闸杆的正下方；
[0006] 所述主控板分别与所述撞杆感应器、所述爆胎器、所述报警器、所述视频采集设备 和所述供电电源电连接。
[0007] 优选的，所述报警器为声光报警器。
[0008] 优选的，所述爆胎器包括驱动器以及刺破装置；所述主控板通过所述驱动器与所 述刺破装置连接，用于控制所述刺破装置的上升或下降运动。
[0009] 优选的，所述刺破装置包括平板以及布置于所述平板的若干个钢钉。
[0010] 优选的，所述撞杆感应器为压力传感器或弯曲传感器。
[0011] 优选的，所述供电电源包括：风力供电电源、太阳能供电电源、电源控制器以及储 能元件；所述电源控制器分别与所述风力供电电源、所述太阳能供电电源和所述储能元件 电连接；所述电源控制器的输出端与所述主控板电连接。
[0012] 优选的，还包括：读卡器、显示屏、语音读取设备、短信通知收发设备、应急遥控报 警电路、道闸杆升降控制电路、地感线圈检测电路以及用于与上位机通信的通信电路；所述 主控板分别与所述读卡器、所述显示屏、所述语音读取设备、所述短信通知收发设备、所述 应急遥控报警电路、所述道闸杆升降控制电路、所述地感线圈检测电路以及所述通信电路 电连接。
[0013] 优选的，所述道闸杆升降控制电路包括：RS485通信接口和继电器；所述主控板通 过所述RS485通信接口与所述继电器连接。
[0014] 本实用新型提供的智慧车辆道闸控制系统具有以下优点：通过在道闸联合安装撞 杆感应器和爆胎器，可有效解决高速公路等收费站发生的强行冲闸现象，避免因强行冲闸 而导致的威胁工作人员安全的问题；还具有结构简单、能耗低以及对现有技术中的道闸控 制系统改动小等优点，可广泛推广使用，具有较强的社会效益和经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型提供的智慧车辆道闸控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明：
[0017] 如图1所示，本实用新型提供一种智慧车辆道闸控制系统，包括：主控板、撞杆感 应器、爆胎器、报警器、视频采集设备和供电电源；其中，所述撞杆感应器嵌入到道闸杆内 部；所述视频采集设备安装在所述道闸杆的上方，并且，所述视频采集设备的采集视野为所 述道闸杆所在的道路区域；所述爆胎器安装于处于水平姿态的所述道闸杆的正下方；所述 主控板分别与所述撞杆感应器、所述爆胎器、所述报警器、所述视频采集设备和所述供电电 源电连接。
[0018] 其中，撞杆感应器可采用压力传感器或弯曲传感器，用于检测道闸杆所承受的压 力或者检测道闸杆的弯曲度变形情况。报警器可采用声光报警器。爆胎器包括驱动器以及 刺破装置；所述主控板通过所述驱动器与所述刺破装置连接，用于控制所述刺破装置的上 升或下降运动，刺破装置可以由平板以及布置于所述平板的若干个钢钉组成。该智慧车辆 道闸控制系统的工作原理为：正常情况下，爆胎器未启动，刺破装置位于地面下方，不会影 响正常车辆的通行；而一旦发生强行冲闸现象时，车辆会撞倒道闸杆，使道闸杆发生弯曲以 及使道闸杆承受较大的压力，因此，撞杆感应器将检测到的信息传输给主控板；主控板启动 爆胎器，使刺破装置上升运动至地面上方，通过钢钉刺破车辆轮胎，达到阻止车辆前行的目 的；此外，在主控板启动爆胎器的同时，也可以同时启动报警器、视频采集设备，通过报警器 进行本地报警，通过视频采集设备拍摄车辆强行冲闸的现场照片。
[0019] 由于智慧车辆道闸控制系统通常安装于高速公路收费口等，为一种户外设备，因 此，为降低智慧车辆道闸控制系统的能耗，本实用新型中，可采用风力和太阳能联合供电形 式，即：供电电源包括：风力供电电源、太阳能供电电源、电源控制器以及储能元件；所述电 源控制器分别与所述风力供电电源、所述太阳能供电电源和所述储能元件电连接；所述电 源控制器的输出端与所述主控板电连接。
[0020] 可见，本实用新型提供的上述智慧车辆道闸控制系统，具有以下优点：通过在道闸 联合安装撞杆感应器和爆胎器，可有效解决高速公路等收费站发生的强行冲闸现象，避免 因强行冲闸而导致的威胁工作人员安全的问题；还具有结构简单、能耗低以及对现有技术 中的道闸控制系统改动小等优点，可广泛推广使用，具有较强的社会效益和经济效益。
[0021] 当然，还可以对上述提供的智慧车辆道闸控制系统进行各种改进，以满足不同的 实际需求，丰富产品功能，作为一种示例，主要还包括：读卡器、显示屏、语音读取设备、短信 通知收发设备、应急遥控报警电路、道闸杆升降控制电路、地感线圈检测电路以及用于与上 位机通信的通信电路；所述主控板分别与所述读卡器、所述显示屏、所述语音读取设备、所 述短信通知收发设备、所述应急遥控报警电路、所述道闸杆升降控制电路、所述地感线圈检 测电路以及所述通信电路电连接。
[0022] 参考图1，所包含的各设备以及相关功能为：
[0023] 主控板，由三个型号为STC15F2K60S2的单片机构成，分别为MCU1、MCU2和MCU3 ;
[0024] (l)MCUl，主要连接以下设备：
[0025] 读卡器，例如，WG26型号的蓝牙读卡器，用于读取待通过车辆的卡号；
[0026] 第1RS485通信接口：MCUl通过第1RS485通信接口分别与语音播放电路和显示屏 连接，其中，显示屏为液晶显示屏；通过语音播放电路播放车牌号，通过液晶显示屏显示车 牌号。
[0027] 道闸杆升降控制电路，包括：第2RS485通信接口和继电器；MCUl通过所述第 2RS485通信接口与所述继电器连接，通过控制继电器的通断进而控制道闸杆的起落。
[0028] 第1存储器：S卩，车牌EEPROM存储器，共4片，存储卡号和对应的车牌号；MCUl查 找第1存储器，获得与读卡器上传的卡号对应的车牌号，若获得的车牌号与待通过车辆车 牌号一致，则控制道闸杆上升，允许车辆通过，同时，将车牌号发送至语音播放电路和显示 屏；
[0029] MCUl 与 MCU2 采用 UART TTL 连接；
[0030] (2)MCU2
[0031] 连接有下列功能电路：
[0032] 时钟电路，如，包括CR2032电池的DS1302时钟设备；用于提供年、月、日、时、分等 当前时间，纽扣电池可以使得时钟芯片断电数据保存且时钟可以继续运行。具体时间可以 在上位机上修改。
[0033] 第2存储器，具体可包括：
[0034] 授权EEPROM设备，共4片，每片8192*8bit，32-byte/page，每片共计256页，共记 录1024条卡相关授权信息，预留EEPROM编程口；
[0035] 卡号EEPROM设备，SPI总线，1片，8192*8bit，共记录1024条卡号，每卡号对应一 个编号；
[0036] 历史记录EEPROM设备，SPI总线，1片，8192*8bit，记录256条出\入记录；
[0037] 遥控手动开闸信号输入接口，为一种外中断接口，可手动控制道闸杆的升降。具体 的，当按下道闸遥控器起杆时，遥控接收端将产生的跳边沿传给MCU2,使得MCU2产生溢出 中断，从而启动语音报警，并上传给上位机一个遥控开闸信号。
[0038] 应急遥控报警设备接口，当按下遥控器相应的报警按键，MCU2向语音播放电路发 送报警信号，同时将报警门岗号以及具体报警信息通过串口转网口设备上传给上位机，使 上位机记录手动开闸的相关信息。
[0039] (3)MCU3
[0040] 连接有下列功能电路：
[0041] 地感线圈检测电路，包括地感线圈和地感线圈控制器，通过地感线圈控制器检测 地感线圈的上方是否有车辆通过，并将检测结果发送给MCU3;如果检测出存在车辆通过， 则启动视频采集传感器，采集通过车辆的视频信息。
[0042] 串口转网口器：分别与MCU2和MCU3连接，用于实现MCU2与上位机之间的通信， 艮P :MCU2通过串口转网口器向上位机上传卡号、车牌号、授权判断等信息，上位机通过串口 转网口器向MCU2下发车牌号、发行卡号、授权信息录入等信息。
[0043] 本实用新型具有放行权判断、紧急戒严及报警等功能。当车辆驶入或驶出时，车辆 道闸控制系统根据读卡器所发送的卡信息而区分车辆的等级，若是非管控车，则本系统自 动发送放行指令，使道闸杆自动开启。车管部门借助本系统下发戒严起止时间命令，所有外 出车辆便一律禁止自由通行。在特殊情况下，门岗人员如果借用遥控器手动开闸随意放行， 报警器自动激活进行鸣笛报警，本实用新型对该条手动开闸记录自动归档到异常记录。
[0044] 此外，在现行道闸管控系统上，还加入了对出入车辆进行分类管理的功能，S卩：将 车辆区分为正常和异常两种情况，参见下表，当上级查看车辆进出记录时，只需查看异常记 录即可，方便调取查看。
[0045]
【权利要求】
1. 一种智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，包括：主控板、撞杆感应器、爆胎器、报警 器、视频采集设备和供电电源；其中，所述撞杆感应器嵌入到道闸杆内部；所述视频采集设 备安装在所述道闸杆的上方，并且，所述视频采集设备的采集视野为所述道闸杆所在的道 路区域；所述爆胎器安装于处于水平姿态的所述道闸杆的正下方； 所述主控板分别与所述撞杆感应器、所述爆胎器、所述报警器、所述视频采集设备和所 述供电电源电连接。
2. 根据权利要求1所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述报警器为声光报 警器。
3. 根据权利要求1所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述爆胎器包括驱动 器以及刺破装置；所述主控板通过所述驱动器与所述刺破装置连接，用于控制所述刺破装 置的上升或下降运动。
4. 根据权利要求3所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述刺破装置包括平 板以及布置于所述平板的若干个钢钉。
5. 根据权利要求1所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述撞杆感应器为压 力传感器或弯曲传感器。
6. 根据权利要求1所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述供电电源包括：风 力供电电源、太阳能供电电源、电源控制器以及储能元件；所述电源控制器分别与所述风力 供电电源、所述太阳能供电电源和所述储能元件电连接；所述电源控制器的输出端与所述 主控板电连接。
7. 根据权利要求1所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，还包括：读卡器、显示 屏、语音读取设备、短信通知收发设备、应急遥控报警电路、道闸杆升降控制电路、地感线圈 检测电路以及用于与上位机通信的通信电路；所述主控板分别与所述读卡器、所述显示屏、 所述语音读取设备、所述短信通知收发设备、所述应急遥控报警电路、所述道闸杆升降控制 电路、所述地感线圈检测电路以及所述通信电路电连接。
8. 根据权利要求7所述的智慧车辆道闸控制系统，其特征在于，所述道闸杆升降控制 电路包括：RS485通信接口和继电器；所述主控板通过所述RS485通信接口与所述继电器连 接。
【文档编号】E01F13/12GK204252043SQ201420720462
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】张秀英, 戚哲凯, 杜海涛, 时健, 杨秀云 申请人:泰安市大通前沿电子科技有限公司