高速公路全自动发卡器的制作方法

本实用新型属于高速公路设备技术领域，涉及一种高速公路全自动发卡器。

背景技术：

自助发卡机作为一种高效廉价的设备，相较于传统人工发卡，大大减轻了收费员的劳动强度，降低了高速公路公路企业的营运成本，提高了道口的过车速度。但司机在停车、按键、取卡的过程中车辆仍需在车道中停滞至少6～9秒/每车的时间，由于距离原因在自动取卡时驾驶员有的需要解开安全带，有的需要在车内站起将上身探于窗外，甚至有的要直接打开车门下车取卡。这不仅浪费时间，也存在一定的危险性，同时由于取卡不便，使得自助发卡车道利用率受影响。另外，目前普遍存在的发卡机多采用动态视频监测技术，安装成本较高。

技术实现要素：

本实用新型提出一种高速公路全自动发卡器，解决了现有技术中取卡不便，取卡时间长，自助发卡车道利用率低，安装成本高的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

高速公路全自动发卡器，包括依次设置的第一线圈、高度检测装置、第二线圈和发卡机，

所述第一线圈与所述第二线圈呈对角设置且均与双通道车检器连接，

所述双通道车检器和所述发卡机均与控制模块连接，

所述高度检测装置包括支杆和设置在所述支杆上部的用于检测通过车辆高度的传感器，所述支杆设置在所述第一线圈与所述第二线圈之间，

所述传感器与所述发卡机连接，

所述发卡机包括大车发卡模块和小车发卡模块。

作为进一步的技术方案，所述发卡机还包括与所述大车发卡模块和所述小车发卡模块均连接的按键。

作为进一步的技术方案，所述传感器为红外线传感器或位置传感器。

作为进一步的技术方案，所述传感器距离地面的高度为2.2～3.5m。

作为进一步的技术方案，所述第一线圈与所述第二线圈之间的纵向距离为1.5～2.6m，横向距离为0.6～1.2m，且两线圈的近角对角距离为1.5～3m。

作为进一步的技术方案，所述第一线圈与所述第二线圈均为地感线圈。

作为进一步的技术方案，还包括与所述控制模块连接的ETC刷卡器，所述ETC刷卡器与所述发卡机设置在马路的同一侧，所述第二线圈设置在所述ETC刷卡器与所述发卡机之间。

作为进一步的技术方案，所述第二线圈沿行驶方向与所述发卡机的距离为0.1～15m，且所述第二线圈与所述ETC刷卡器的距离为2.1～13m。

作为进一步的技术方案，所述控制模块包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器的线圈与所述第一线圈连接，所述第一继电器的触点组与所述第二线圈和所述第二继电器的线圈回路连接，所述第二继电器的触点组与所述发卡机连接。

本实用新型使用原理及有益效果为：

1、本实用新型采用双线圈复用的结构，配合双通道车检器、高度检测装置和控制模块，实现不同车型车辆经过线圈区域均可自动出卡的功能，通过第二线圈和发卡机位置关系的调整，可实现出卡零等待，有效节省了按键和等待出卡的时间，将取卡上路时间由原来每车6～15秒，提升至每车2～7秒，大大缩短了取卡等待时间，明显提高了车道通行速度，为过往司机提供了快速便捷的服务。由于取卡速度的提升，自助发卡通道的利用率也得到了显著提高。经统计，自助发卡通道的日均通行量提升了25％以上，并且随着社会认可度的增加，通行率还有望进一步增加。

通过对角设置的第一线圈和第二线圈来检测所经过车辆的长度和宽度，进而对所经车辆(自行车、三轮车、机动车、摩托车等)进行区分，使得全自动发卡机无需安装动态视频检测摄像机便可准确辨别出机动车辆，大大节省了设备安装成本，并实现精确(失误率不足万分之三)自动发卡功能。同时，还在第一线圈与第二线圈之间设置了用于检测车辆高度的高度检测装置，与双线圈复用结构相配合，有效将大车和小车进行了区分，实现了与不同车型相匹配的自动发卡功能，使得自动发卡器的自动发卡功能更加智能和准确。且由于发卡机仍保留原按键取卡功能，即便在自动出卡失败的前提下，依旧可以使用按键取卡上路，不影响其使用。

2、本实用新型中ETC刷卡器和发卡机设置在马路的同一侧，符合我们平时的使用习惯，便于操作。另外，第二线圈设置在ETC刷卡器和发卡机之间，即ETC刷卡器的位置存在两种摆放形式：第一线圈和第二线圈之间、第一线圈远离第二线圈的一侧。这一设置解决了ETC车辆通行问题，由于设计使用双线圈(第一线圈和第二线圈)复用结构检测车辆信息，在ETC车辆通行时，提前在车道内给司机一个明显的提示“刷ETC车提前停车”，ETC刷卡器设置在第一线圈和第二线圈之间或第一线圈远离第二线圈的一侧，均可保证ETC车辆不会同时扎住两个线圈，便不会自助出卡，保证ETC使用正确的同时，避免了ETC与自动发卡功能出现冲突，设计科学合理。

3、本实用新型中第二线圈与发卡机沿行驶方向的距离为0.1～15m，确保车辆行驶至发卡机时，发卡机已自动出卡，司机可无需停车等待出卡，有效节省了取卡上路期间的等待时间。

第二线圈沿行驶方向与ETC刷卡器的距离为不小于2.1m，使得控制模块有足够的时间对采集到的数据进行分析处理，确保使用ETC卡的车辆，在刷完ETC卡后再经过双线圈区域发卡机不会自动出卡，避免一车多卡的现象出现，设计科学、合理。

4、本实用新型中发卡机包括分别控制上出卡口和下出卡口出卡的大车发卡模块和小车发卡模块，工作时发卡机可根据高度检测装置所检测到的信息控制不同发卡口工作。同时，大车发卡模块与小车发卡模块均与按键连接，避免自动发卡功能出现异常或失误时，仍能保证发卡机的正常工作，确保车辆能够正常通过，不会出现无法取卡上路的情况发生。

5、本实用新型，当车辆经过第一线圈上方时，车辆本身的铁质将会改变线圈内的磁通，进而对第一继电器供电，驱动其工作。通电后，第一继电器的触点组自动闭合。之后车辆经过第二线圈上方时，第二继电器连通，第二继电器的触点组闭合进而驱动发卡机进行自动发卡。其中，由于第一继电器的触点组与第二线圈和第二继电器的线圈之间为回路连接，因此当第一线圈上无车通过(即第一继电器没有被连通)时，第一继电器的触点组将始终保持断开状态，无论第二线圈上方是否有车辆通过，第二继电器均不会连通。因此只有车辆同时经过第一线圈和第二线圈时，第一继电器和第二继电器才能同时被驱动，第二继电器的触点组才能闭合并触发发卡机工作。这一设置确保了经过感应线圈(第一线圈和第二线圈)的车辆只有符合一定尺寸(可车身可同时覆盖两个线圈)时，发卡机才会自动发卡，有效避免了非机动车经过时系统出现误发卡的现象，设计科学合理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型控制结构框线示意图；

图3为本实用新型中高度检测装置结构示意图；

图4为本实用新型中控制模块结构示意图；

图中：1-控制模块，11-第一继电器，12-第二继电器，2-第一线圈，3-发卡机，31-大车发卡模块，32-按键，33-小车发卡模块，4-第二线圈，5-双通道车检器，6-ETC刷卡器，7-高度检测装置，71-支杆，72-传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～4所示，本实用新型提出的高速公路全自动发卡器，包括依次设置的第一线圈2、高度检测装置7、第二线圈4和发卡机3，

第一线圈2与第二线圈4呈对角设置且均与双通道车检器5连接，

双通道车检器5和发卡机3均与控制模块1连接，

高度检测装置7包括支杆71和设置在支杆71上部的用于检测通过车辆高度的传感器72，支杆71设置在第一线圈2与第二线圈4之间，

传感器72与发卡机3连接，

发卡机3包括大车发卡模块31和小车发卡模块33。

使用时，当车辆驶入自动发卡车道，先经过第一线圈2和第二线圈4，当车辆处于对角的两个轮子同时扎住第一线圈2和第二线圈4时，车辆本身的铁质将会改变线圈内的磁通，引起线圈回路电感量的变化，双通道车检器5通过检测该电感量的变化来判断通行车辆状态，并将检测结果传递给控制模块1。与此同时，在车辆经过第一线圈2和第二线圈4之间时，高度检测装置7可通过设置在支杆71上的传感器72对车辆高度进行检测，当有大车经过时，传感器72发射端所发出的信号将被车身遮挡无法正常到达传感器72的接收端；小车经过时则不会影响传感信号的正常接收。

控制模块1接收到车辆通过信号后控制发卡机3工作，发卡机3根据传感器72所传递的车型信息控制相应发卡模块工作。当传感器72检测出大车通过信号时，发卡机3控制大车发卡模块31的出卡口自动出卡；当传感器72未检测出大车通过信号时(即小车通过时)，发卡机3控制小车发卡模块33的出卡口自动出卡。这样当不同车型的车辆行驶至发卡机3所在位置时，均可通过改车辆车型所对应的出卡口直接取卡离开，无需等待出卡。其中，传感器72可以为红外线传感器、位置传感器、超声波传感器等多种可以检测是否有物体通过的传感器。将其设置在支杆71上部，可有效将大车和小车区分开来。

本实用新型采用双线圈复用的结构，配合双通道车检器、高度检测装置和控制模块，实现不同车型车辆经过线圈区域均可自动出卡的功能，通过第二线圈和发卡机位置关系的调整，可实现出卡零等待，有效节省了按键和等待出卡的时间，将取卡上路时间由原来每车6～15秒，提升至每车2～7秒，大大缩短了取卡等待时间，明显提高了车道通行速度，为过往司机提供了快速便捷的服务。由于取卡速度的提升，自助发卡通道的利用率也得到了显著提高。经统计，自助发卡通道的日均通行量提升了25％以上，并且随着社会认可度的增加，通行率还有望进一步增加。

通过对角设置的第一线圈和第二线圈来检测所经过车辆的长度和宽度，进而对所经车辆(自行车、三轮车、机动车、摩托车等)进行区分，使得全自动发卡机无需安装动态视频检测摄像机便可准确辨别出机动车辆，大大节省了设备安装成本，并实现精确(失误率不足万分之三)自动发卡功能。同时，还在第一线圈与第二线圈之间设置了用于检测车辆高度的高度检测装置，与双线圈复用结构相配合，有效将大车和小车进行了区分，实现了与不同车型相匹配的自动发卡功能，使得自动发卡器的自动发卡功能更加智能和准确。且由于发卡机仍保留原按键取卡功能，即便在自动出卡失败的前提下，依旧可以使用按键取卡上路，不影响其使用。

进一步，发卡机3还包括与大车发卡模块31和小车发卡模块33均连接的按键32。

大车发卡模块31与小车发卡模块33均与按键32连接，避免自动发卡功能出现异常或失误时，仍能保证发卡机3的正常工作，确保车辆能够正常通过，不会出现无法取卡上路的情况发生。

进一步，传感器72为红外线传感器或位置传感器。

进一步，传感器72距离地面的高度为2.2～3.5m。

进一步，第一线圈2与第二线圈4之间的纵向距离为1.5～2.6m，横向距离为0.6～1.2m，且两线圈的近角对角距离为1.5～3m。

进一步，第一线圈2与第二线圈4均为地感线圈。

进一步，还包括与控制模块1连接的ETC刷卡器6，ETC刷卡器6与发卡机3设置在马路的同一侧，第二线圈4设置在ETC刷卡器6与发卡机3之间。

本实用新型中ETC刷卡器6和发卡机3设置在马路的同一侧，符合我们平时的使用习惯，便于操作。另外，第二线圈4设置在ETC刷卡器6和发卡机3之间，即沿行驶方向依次设置有ETC刷卡器6、第二线圈4和发卡机3。这一设置解决了ETC车辆通行问题，由于设计使用双线圈(第一线圈2和第二线圈4)复用结构检测车辆信息，在ETC车辆通行时，提前在车道内给司机一个明显的提示“刷ETC车提前停车”，ETC刷卡器设置在第一线圈2和第二线圈4之间或第一线圈2远离第二线圈4的一侧，均可保证ETC车辆不会同时扎住两个线圈，便不会自助出卡，保证ETC使用正确的同时，避免了ETC与自动发卡功能出现冲突，设计科学合理。

进一步，第二线圈4沿行驶方向与发卡机3的距离为0.1～15m，且第二线圈4与ETC刷卡器6的距离为2.1～13m。

第二线圈4和发卡机3沿行驶方向的距离为0.1～15m，确保车辆行驶至发卡机3时，发卡机3已自动出卡，司机可无需停车等待出卡，有效节省了取卡上路期间的等待时间。

第二线圈4沿行驶方向与ETC刷卡器6的距离不小于2.1m，使得控制模块1有足够的时间对采集到的数据进行分析处理，确保使用ETC卡的车辆，在刷完ETC卡后再经过双线圈区域发卡机3不会自动出卡，避免一车多卡的现象出现，设计科学、合理。

进一步，控制模块1包括第一继电器11和第二继电器12，第一继电器11的线圈与第一线圈2连接，第一继电器11的触点组与第二线圈4和第二继电器12的线圈回路连接，第二继电器12的触点组与发卡机3连接。

当车辆经过第一线圈2上方时，车辆本身的铁质将会改变线圈内的磁通，进而对第一继电器11供电，驱动其工作。通电后，第一继电器11的触点组自动闭合。之后车辆经过第二线圈4上方时，第二继电器12连通，第二继电器12的触点组闭合进而驱动发卡机3进行自动发卡。其中，由于第一继电器11的触点组与第二线圈4和第二继电器12的线圈之间为回路连接，因此当第一线圈2上无车通过(即第一继电器11没有被连通)时，第一继电器11的触点组将始终保持断开状态，无论第二线圈4上方是否有车辆通过，第二继电器12均不会连通。因此只有车辆同时经过第一线圈2和第二线圈4时，第一继电器11和第二继电器12才能同时被驱动，第二继电器12的触点组才能闭合并触发发卡机3工作。这一设置确保了经过感应线圈(第一线圈2和第二线圈4)的车辆只有符合一定尺寸(可车身可同时覆盖两个线圈)时，发卡机3才会自动发卡，有效避免了非机动车经过时系统出现误发卡的现象，设计科学合理。

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