专利名称：智能道闸控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及智能自动控制领域，尤其涉及一种智能道闸控制系统及方法。
背景技术：
在我国，随着汽车行业的发展，各大中型城市中车用道闸(例如停车场)数量需求增多，用以识别用户、收费的自动道闸系统越来越普遍，现在绝大部分收费道闸系统都采用 IC卡、非接触式卡等方式进行道闸管理，用户在通过道闸的过程中必须停车等待，增加了不必要的汽车尾气排放与耗能；而且由于道闸常常是24小时开放的，识别或收发卡的装置也需要24小时运行，这也增加了不必要的能耗。对于目前的电子不停车收费(Electronic Toll Collection,简称ETC)系统,主要存在持续能耗和跟车干扰与旁道干扰现象，即多辆车同时进入扫描区域时出现卡识别干扰。这种现象的出现可能存在多种原因，如ETC卡灵敏度、人为因素等。跟车干扰是指连续多辆车进入ETC车道扫描区域，ETC系统先识别后车。旁道干扰是指装有ETC电子标签的车辆没有进入ETC车道，但被ETC系统识别。另外，随着国内车用道闸数量的增加，相应大量能耗问题也亟待解决，因此更加节能、更加精确和人性化的车用道闸系统将是未来的主流发展方向。
发明内容
本发明的目的是提出一种智能道闸控制系统及方法，能够实现不停车收费的精确管理，并且避免持续能耗问题。为实现上述目的，本发明提供了一种智能道闸控制系统，包括短距离无线通信装置，安装在闸门前面的地上，与所述闸门之间相距预设距离，用于根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息；智能处理装置，与所述短距离无线通信装置相连，用于根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。为实现上述目的，本发明提供了一种智能道闸控制方法，包括短距离无线通信装置根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息；智能处理装置根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。基于上述技术方案，本发明利用重力开关来开闭短距离无线通信装置的信息接收功能，进而来控制闸门开闭，因此不需要长时间运行，也不会在行人、自行车等较小重量的作用下开启，从而减少了电能消耗，节约了能源；同时通过闸门开闭的控制使得符合要求的车辆能够尽快通过闸门，实现以较少时间等待或零等待时间，避免等待过程中车辆的无意义的尾气排放。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明智能道闸控制系统实施例的应用场景示意图。图2为本发明智能道闸控制系统的一实施例的结构示意图。图3为本发明智能道闸控制系统的另一实施例的结构示意图。图4为本发明智能道闸控制系统的又一实施例的结构示意图。图5为本发明智能道闸控制方法的一实施例的流程示意图。图6为本发明智能道闸控制方法的另一实施例的流程示意图。图7为本发明智能道闸控制方法的又一实施例的流程示意图。图8为本发明智能道闸控制方法的再一实施例的流程示意图。图9为本发明智能道闸控制系统实施例应用在专用停车场的示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图I所示，为本发明智能道闸控制系统实施例的应用场景示意图。在整个应用场景中包括了车载部分、智能道闸控制系统和闸门三大部分。其中，车载部分为安装在车辆上的车载信息装置1，为实现更好的信息接收效果，该车载信息装置I优选安装在车辆底盘靠近前轮的位置。车载信息装置I中保存了该车辆使用者通过闸门的权限、缴费等用户信肩、O智能道闸控制系统主要包括两部分，一部分是短距离无线通信装置2，该装置安装在闸门前面的地上，可以与闸门之间相距预设距离，具体距离可根据平均车速、处理器反应时间等因素调整。该装置的作用是根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息。短距离无线通信装置2可以采用RFID、蓝牙等短距离通信技术实现。短距离无线通信装置2还可以同时作为车辆的减速杠使用。另一部分是智能处理装置3，该装置主要与短距离无线通信装置2相连，同时也可以外接第三方采集设备(如车牌识别系统等)，负责根据短距离无线通信装置接收到的用户信息或者第三方采集设备(如车牌识别系统等)采集的信息进行计算，并向闸门发出控制指令。智能处理装置3还可以对闸门的状态信息进行接收。闸门4可由智能处理装置3发出的控制指令执行开闭操作。除了以上三大部分之外，还可以包括其他一些装置，例如光、声输出装置，进行停车提示、收费通知等信息的文字图形展示或语音提示。如图2所示，为本发明智能道闸控制系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，在闸门面前设置一个短距离无线通信装置2，该装置包括无线信息接收器21和重力开关22。无线信息接收器21负责对车载信息装置中的用户信息进行接收，并向智能处理装置 3上传接收到的用户信息。重力开关22负责在受到的压力超过预设临界值时，激活无线信息接收器，并在预设时间长度内受到的压力低于预设临界值时，使无线信息接收器21进入休眠状态。
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当车辆的车轮倾轧短距离无线通信装置时，重力开关所受到的压力大于预设的压力临界值(可通过实验得出)，此时重力开关激活无线信息接收器，无线信息接收器发出无线信号，对通过其上的车辆中的车载信息装置保存的用户信息进行接收。当车辆已通过了短距离无线通信装置所在区域，此时如果没有新的车辆到来，则重力开关根据其所受压力低于预设临界值可判断出当前没有车辆通过，因此可使无线信息接收器进入休眠状态，避免无线信息接收器持续工作所带来的电能耗费。在无线信息接收器向智能处理装置上传了用户信息后，智能处理装置将会根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。智能处理装置3可以具体包括用户信息接收模块31、第一合法性检查模块32、第一收费模块33和第一闸门控制模块34。其中， 用户信息接收模块31负责接收短距离无线通信装置2上传的用户信息。第一合法性检查模块32负责根据自身存储的用户数据对接收的用户信息进行合法性检查。第一收费模块 33负责在合法性检查通过时，对车辆使用者执行自动收费。第一闸门控制模块34负责在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令，以及在合法性检查未通过时，发出关闭所述闸门的控制指令。在智能处理装置中可以预先保存车辆使用者注册的用户数据，包括权限、缴费信息等，这样在接收到短距离无线通信装置上传的用户信息时，可以通过比对来判断当前通过的车辆是否可以合法的通过该闸门，如果判断为合法用户，则可以自动收费，并及时开闸门放行，减少车辆在闸门前等待时间，如果判断为非法用户，则关闭闸门，避免车辆非法穿越，并可利用告警模块的告警功能向管理人员发出报警提示。另外，考虑到当前的ETC系统还存在跟车干扰与旁道干扰的现象，影响到闸门开闭的判断，因此本发明还提供了另一种智能道闸控制系统的实施例，以期克服跟车干扰与旁道干扰的现象的发生。如图3所示，为本发明智能道闸控制系统的另一实施例的结构示意图。在本实施例中，短距离无线通信装置包括前短距离无线通信装置5和后短距离无线通信装置6，前短距离无线通信装置5和后短距离无线通信装置6均安装在闸门前的地上， 此两装置之间相距预设长度(可根据车辆长度、平均车速等因素进行调整)。前短距离无线通信装置5和后短距离无线通信装置6均具体包括无线信息接收器21和重力开关22。 无线信息接收器21的功能同前，即对所述车载信息装置中的所述用户信息进行接收，并上传接收到的用户信息。重力开关22的功能也同前，即在受到的压力超过预设临界值时，激活所述无线信息接收器，并在预设时间长度内受到的压力低于预设临界值时，使所述无线信息接收器进入休眠状态。由于车辆通过时，必将依次通过前短距离无线通信装置5和后短距离无线通信装置6，因此借助于双装置来进行二次扫描增加判断的准确度，避免相邻车辆(邻道车辆或后车)通过系统时造成的相互干扰。智能处理装置3的结构具体包括第一用户信息接收模块31’、第二合法性检查模块32’、第二收费模块33’、第二闸门控制模块34’、第二用户信息接收模块35’、一致性检查模块36’、用户信息判断模块37’、补充收费模块38’和第三闸门控制模块39’。第一用户信息接收模块31’负责接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息。第二合法性检查模块32’负责根据自身存储的用户数据对前短距离无线通信装置上传的用户信息进行合法性检查。第二收费模块33’负责在合法性检查通过时，对所述车辆使用者执行自动收费。第二闸门控制模块34’负责在合法性检查未通过时，发出关闭所述闸门的控制指令。第二用户信息接收模块35’负责接收所述后短距离无线通信装置上传的用户信息。一致性检查模块36’负责对前短距离无线通信装置上传的用户信息与所述后短距离无线通信装置或外接第三方采集设备(如车牌识别系统等)上传的用户信息进行一致性比对。用户信息判断模块37’负责在未通过一致性比对时，判断是否接收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息。补充收费模块38’负责在确定收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，对所述车辆使用者执行自动收费。第三闸门控制模块39’负责在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令，以及在确定未收到所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，发出关闭所述闸门的控制指令。在本实施例中，首先对前短距离无线通信装置上传的用户信息进行合法性检查， 并根据合法性检查结果选择自动收费或者关闭闸门，然后再对后短距离无线通信装置或外接第三方采集设备(如车牌识别系统等)上传的用户信息与之前获得的用户信息进行比对，识别接收的用户信息是否为之前已获得的用户信息，基于该识别结果选择补充收费或关闭闸门。重力开关只有在收到本车道的车辆的倾轧后一段时间激活无线信息接收器，此时无线信息接收器可能会先接收到了旁道车辆或后车的用户信息，如果旁道车辆或后车先完成缴费就打开闸门，则当前车辆则不交费可以直接通过，这显然是闸门管理者不希望看到的。通过增加对用户信息的一致性检查，要求缴费的车辆与后短距离无线通信装置接收的用户信息保持一致，才打开闸门放行，从而在一定程度上减少或避免了因接收旁道车辆或后车的用户信息造成的干扰。为了减少当前车辆之后的车辆在闸门前的等待时间，可以增加对后车的判断功能，如图4所示，为本发明智能道闸控制系统的又一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中的智能处理装置3还包括后车判断模块7和第四闸门控制模块8。后车判断模块7负责根据接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息判断是否存在后车。第四闸门控制模块8负责在判断存在后车时，保持所述闸门开启状态，以及在判断不存在后车时，发出关闭所述闸门的控制指令。在上述各实施例中，智能处理装置中还可以增加告警模块，能够在车辆不符合闸门通过条件时，启动告警功能。这里的车辆不符合闸门通过条件具体可以是用户信息未通过合法性检查、用户信息未通过一致性检查、未接收到后短距离无线通信装置上传的用户信息等，此时除了可以采取关闭闸门的操作之外，还可以利用声、光的方式发出告警，提示
闸门管理者。下面结合前面的智能道闸控制系统提供几个智能道闸控制方法的实施例。如图5 所示，为本发明智能道闸控制方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，智能道闸控制方法包括以下步骤步骤101、短距离无线通信装置根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息；步骤102、智能处理装置根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。当车辆的车轮倾轧短距离无线通信装置时，短距离无线通信装置的重力开关所受
8到的压力大于预设的压力临界值(可通过实验得出)，此时重力开关激活无线信息接收器， 无线信息接收器发出无线信号，对通过其上的车辆中的车载信息装置保存的用户信息进行接收。当车辆已通过了短距离无线通信装置所在区域，此时如果没有新的车辆到来，则重力开关根据其所受压力低于预设临界值可判断出当前没有车辆通过，因此可使无线信息接收器进入休眠状态，避免无线信息接收器持续工作所带来的电能耗费。如图6所示，为本发明智能道闸控制方法的另一实施例的流程示意图。在本实施例中，步骤102具体包括
检查;
步骤201、智能处理装置接收所述短距离无线通信装置上传的用户信息；
步骤202、智能处理装置根据自身存储的用户数据对接收的用户信息进行合法性
步骤203、如果通过合法性检查，则执行步骤204，否则执行步骤205 ；
步骤204、智能处理装置对所述车辆使用者执行自动收费，并在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令；步骤205、智能处理装置发出关闭所述闸门的控制指令。如果闸门当前已关闭，则
无需操作。如图7所示，为本发明智能道闸控制方法的又一实施例的流程示意图。在本实施例中，短距离无线通信装置包括前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置，前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置均根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息。步骤102具体包括以下步骤步骤301、智能处理装置接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息；步骤302、智能处理装置根据自身存储的用户数据对所述前短距离无线通信装置上传的用户信息进行合法性检查；步骤303、如果通过合法性检查，则执行步骤304，否则执行步骤305 ；步骤304、智能处理装置对所述车辆使用者执行自动收费，并执行步骤306 ；步骤305、智能处理装置发出关闭所述闸门的控制指令，并结束操作；步骤306、智能处理装置接收所述后短距离无线通信装置上传的用户信息；步骤307、智能处理装置对前短距离无线通信装置上传的用户信息与所述后短距离无线通信装置上传的用户信息进行一致性比对；步骤308、如果未通过一致性比对，则执行步骤309，否则执行步骤311 ；步骤309、智能处理装置继续判断是否接收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息，如果确定收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，则执行步骤 310，否则执行步骤311 ；步骤310、智能处理装置对车辆使用者执行自动收费，在收费完成时，所述智能处理装置发出开启所述闸门的控制指令；步骤311、智能处理装置发出关闭所述闸门的控制指令。本实施例通过增加对用户信息的一致性检查，要求缴费的车辆与后短距离无线通信装置接收的用户信息保持一致，才打开闸门放行，从而在一定程度上减少或避免了因接收旁道车辆或后车的用户信息造成的干扰。
如图8所示，为本发明智能道闸控制方法的再一实施例的流程示意图。与上一实施例相比，在步骤310之后还包括以下步骤步骤312、智能处理装置根据接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息判断是否存在后车，如果判断存在后车，则继续保持所述闸门开启状态，并结束操作，否则执行步骤311。通过本实施例，通过增加对后车的判断功能，可以减少当前车辆之后的车辆在闸 11IU的等待时间。本发明的智能道闸控制系统及方法可以广泛应用于停车场、收费站等区域，图9 为本发明智能道闸控制系统实施例应用在专用停车场的示意图，在本实施例中，地面设有前后两个短距离无线通信装置。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种智能道闸控制系统，包括短距离无线通信装置，安装在闸门前面的地上，与所述闸门之间相距预设距离，用于根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能， 并上传接收到的用户信息；智能处理装置，与所述短距离无线通信装置相连，用于根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。
2.根据权利要求I所述的智能道闸控制系统，其中所述短距离无线通信装置包括无线信息接收器，用于对所述车载信息装置中的所述用户信息进行接收，并上传接收到的用户信息；重力开关，用于在受到的压力超过预设临界值时，激活所述无线信息接收器，并在预设时间长度内受到的压力低于预设临界值时，使所述无线信息接收器进入休眠状态。
3.根据权利要求2所述的智能道闸控制系统，其中所述智能处理装置包括用户信息接收模块，用于接收所述短距离无线通信装置上传的用户信息；第一合法性检查模块，用于根据自身存储的用户数据对接收的用户信息进行合法性检第一收费模块，用于在合法性检查通过时，对所述车辆使用者执行自动收费；第一闸门控制模块，用于在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令，以及在合法性检查未通过时，发出关闭所述闸门的控制指令。
4.根据权利要求I所述的智能道闸控制系统，其中所述短距离无线通信装置包括前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置，所述前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置均具体包括无线信息接收器，用于对所述车载信息装置中的所述用户信息进行接收，并上传接收到的用户信息；重力开关，用于在受到的压力超过预设临界值时，激活所述无线信息接收器，并在预设时间长度内受到的压力低于预设临界值时，使所述无线信息接收器进入休眠状态。
5.根据权利要求4所述的智能道闸控制系统，其中所述智能处理装置包括第一用户信息接收模块，用于接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息； 第二合法性检查模块，用于根据自身存储的用户数据对所述前短距离无线通信装置上传的用户信息进行合法性检查；第二收费模块，用于在合法性检查通过时，对所述车辆使用者执行自动收费；第二闸门控制模块，用于在合法性检查未通过时，发出关闭所述闸门的控制指令；第二用户信息接收模块，用于接收所述后短距离无线通信装置上传的用户信息；一致性检查模块，用于对所述前短距离无线通信装置上传的用户信息与所述后短距离无线通信装置上传的用户信息进行一致性比对；用户信息判断模块，用于在未通过一致性比对时，判断是否接收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息；补充收费模块，用于在确定收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，对所述车辆使用者执行自动收费；第三闸门控制模块，用于在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令，以及在确定未收到所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，发出关闭所述闸门的控制指令。
6.根据权利要求5所述的智能道闸控制系统，其中所述智能处理装置还包括后车判断模块，用于根据接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息判断是否存在后车；第四闸门控制模块，用于在判断存在后车时，保持所述闸门开启状态，以及在判断不存在后车时，发出关闭所述闸门的控制指令。
7.根据权利要求I 6任一所述的智能道闸控制系统，其中所述智能处理装置还包括告警模块，用于在车辆不符合闸门通过条件时，启动告警功能。
8.一种智能道闸控制方法，包括短距离无线通信装置根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息；智能处理装置根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。
9.根据权利要求8所述的智能道闸控制方法，其中所述智能处理装置根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令的操作具体包括所述智能处理装置接收所述短距离无线通信装置上传的用户信息，并根据自身存储的用户数据对接收的用户信息进行合法性检查；如果通过合法性检查，则所述智能处理装置对所述车辆使用者执行自动收费，并在收费完成时，发出开启所述闸门的控制指令；如果合法性检查未通过，则发出关闭所述闸门的控制指令。
10.根据权利要求8所述的智能道闸控制方法，其中所述短距离无线通信装置包括前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置，所述前短距离无线通信装置和后短距离无线通信装置均根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息。
11.根据权利要求10所述的智能道闸控制方法，其中所述智能处理装置根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令的操作具体包括所述智能处理装置接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息，并根据自身存储的用户数据对所述前短距离无线通信装置上传的用户信息进行合法性检查；如果通过合法性检查，则对所述车辆使用者执行自动收费，否则发出关闭所述闸门的控制指令；所述智能处理装置接收所述后短距离无线通信装置上传的用户信息，并对所述前短距离无线通信装置上传的用户信息与所述后短距离无线通信装置上传的用户信息进行一致性比对；如果未通过一致性比对，则所述智能处理装置继续判断是否接收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息，如果确定收到了所述后短距离无线通信装置上传的用户信息时，则对所述车辆使用者执行自动收费，否则发出关闭所述闸门的控制指令；在收费完成时，所述智能处理装置发出开启所述闸门的控制指令。
12.根据权利要求11所述的智能道闸控制方法，其中还包括所述智能处理装置根据接收所述前短距离无线通信装置上传的用户信息判断是否存在后车，如果判断存在后车，则保持所述闸门开启状态，否则发出关闭所述闸门的控制指令。
13.根据权利要求8 12任一所述的智能道闸控制方法，其中还包括所述智能处理装置在车辆不符合闸门通过条件时，启动告警功能。
全文摘要
本发明涉及一种智能道闸控制系统，包括短距离无线通信装置，安装在闸门前面的地上，与闸门之间相距预设距离，用于根据压力开启对安装在车辆上的车载信息装置中保存的车辆使用者的用户信息的接收功能，并上传接收到的用户信息；智能处理装置，与短距离无线通信装置相连，用于根据接收到的用户信息进行计算，并向闸门发出控制指令。本发明还涉及一种智能道闸控制方法。本发明利用重力开关来开闭短距离无线通信装置的信息接收功能，进而来控制闸门开闭，因此不需要长时间运行，从而减少了电能消耗，节约了能源；同时通过闸门开闭的控制使得符合要求的车辆能够尽快通过闸门，实现以较少时间等待或零等待时间，避免等待过程中车辆无意义的尾气排放。
文档编号G07B15/06GK102609996SQ20111002361
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者李伟, 李文杰, 王 琦, 谭国权, 赵慧玲 申请人:中国电信股份有限公司