专利名称：一种自由流路侧系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多车道自由流技术领域，尤其涉及一种自由流路侧系统。
背景技术：
多车道自由流(Multi Lane Free Flow，MLFF)收费系统中的路侧系统(Road SideUnit,RSU)由一个主控机、多个收发单元和多个定位单元组成。其中，定位单元用于根据车载设备(On Board Unit, 0BU)发出的信号的能量大小确定车辆行驶所处的车道，收发单元用于对车辆进行自动收费，主控机用于对收发单元和定位单元进行管理和数据交互。自由流路侧系统中各个单元与主控机之间的数据交互速度，是保证自由流路侧系统与车载设备(On Board Unit, 0BU)之间在规定时间内完成一次交易的重要指标。在现有的自由流路侧系统中，各个单元与主控机之间的数据交互介质一般采用·RS485总线、CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)总线。其中发明人发现现有技术中至少存在如下问题在利用RS485总线或者CAN总线进行自由流路侧系统中各个单元与主控机之间的数据交互时，当传输速度较高时，传输距离受到限制，例如使用CAN总线时，当传输速度为IMbps时，各单元到主控机的传输距离最远只能达到40米，如果增加传输距离，传输速度就会下降，同时降低了自由流路侧系统的性能。
实用新型内容本实用新型的实施例提供一种自由流路侧系统，解决了自由流路侧系统中各单元与主控机之间传输距离影响传输速度的问题，同时提高了所述自由流路侧系统的性能。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案一种自由流路侧系统，包括一个主控机、多个收发单元和多个定位单元，所述多个定位单元之间通过网线以串联方式连接，其中，所述主控机中包括两端口交换机芯片和LAN局域网开关芯片，其中，所述主控机中的LAN开关芯片的一端与所述两端口交换机芯片的第一端口连接，所述LAN开关芯片的另一端通过网线与所述串联的多个定位单元的一端连接，且所述LAN开关芯片处于断开状态，所述主控机中的两端口交换机芯片的第二端口通过网线与多端口工业交换机连接；所述多端口工业交换机，通过网线与所述串联的多个定位单元的另一端连接，通过网线直接与所述多个收发单元连接，且所述多个收发单元之间没有连接；所述多个定位单元中每个定位单元均包括两端口交换机芯片，且所述多个定位单元之间通过各自的两端口交换机芯片中的一个端口以串联方式通过网线连接。本实用新型实施例提供的一种自由流路侧系统，在所述自由流路侧系统中采用两端口交换机芯片、LAN开关芯片以及多端口工业交换机，将主控机、收发单元和定位单元组成一个局域网(Local Area Network, LAN),并且所述自由流路侧系统中的主控机与各个单元通过网线进行数据传输，本实用新型实施例解决了现有技术中如果增加传输距离，传输速度就会下降，同时降低了自由流路侧系统的性能的问题，解决了所述自由流路侧系统中各单元与主控机之间传输距离影响传输速度的问题，同时提高了所述自由流路侧系统的性倉泛。
图I为本实用新型提供的一种自由流路侧系统的结构图；图2为本实用新型提供的另一种自由流路侧系统的结构图；图3为本实用新型提供的现有技术中一种自由流路侧系统的结构图； 图4为本实用新型提供的又一种自由流路侧系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例一种自由流路侧系统进行详细描述。如图I所示，本实用新型实施例提供了一种自由流路侧系统结构图，包括一个主控机、多个收发单元和多个定位单元，所述多个定位单元之间通过网线以串联方式连接，所述路侧系统100的结构具体如下所述主控机101中包括两端口交换机芯片11和LAN局域网开关芯片12，其中，所述主控机中的LAN开关芯片的一端与所述两端口交换机芯片的第一端口连接，所述LAN开关芯片的另一端通过网线与所述串联的多个定位单元102的一端21连接，且所述LAN开关芯片处于断开状态，所述主控机中的两端口交换机芯片的第二端口通过网线与多端口工业交换机103连接。其中，所述主控机中的LAN开关芯片通过所述主控机上的网口与所述串联的多个定位单元的一端21连接。在所述自由流路侧系统正常工作的情况下，所述LAN开关芯片处于断开状态，即所述主控机中的两端口交换机芯片的第一端口与所述串联的多个定位单元的一端处于断开状态，并且所述主控机通过两端口交换机芯片的第二端口与所述多端口工业交换机连接，并通过所述多端口工业交换机向各个收发单元和定位单元发送数据。所述多端口工业交换机103，通过网线与所述串联的多个定位单元的另一端22连接，通过网线直接与所述多个收发单元104连接，且所述多个收发单元之间没有连接。所述多个定位单元102中每个定位单元均包括两端口交换机芯片，且所述多个定位单元之间通过各自的两端口交换机芯片中的一个端口以串联方式通过网线连接。 其中，如图I所示，所述多个定位单元之间通过各自的两端口交换机芯片中的第一端口和/或第二端口以串联方式通过网线连接。本实用新型实施例提供的一种自由流路侧系统，在所述自由流路侧系统中采用两端口交换机芯片、LAN开关芯片以及多端口工业交换机，将主控机、收发单元和定位单元组成一个局域网，并且所述自由流路侧系统中的主控机与各个单元通过网线进行数据传输，本实用新型实施例解决了所述自由流路侧系统中各单元与主控机之间传输距离影响传输速度的问题，同时提高了所述自由流路侧系统的性能。可选的，当所述LAN开关芯片处于闭合状态，所述主控机中的两端口交换机芯片的第一端口与所述串联的多个定位单元的一端之间的网线连通。在具体应用时，所述多个定位单元之间的距离小于等于I米。例如，通常情况下一条道路的宽度为3米，在一条道路的一侧放置一个定位单元，然后间隔I米再放置一个定位单元，依此类推，则一条道路放置4个定位单元。对于收发单元，一条道路放置一个，有几条道路，就有几个收发单元。可选的，如图2所示，所述多个收发单元104中每个收发单元均包括两端口交换机芯片，且所述每个收发单元中的两端口交换机芯片的任一个端口通过网线与所述多端口工业交换机连接。在具体应用时，所述多端口工业交换机可以为8端口工业交换机。与现有技术中的自由流路侧系统相比，如图3所示，收发单元之间以串联方式连接，定位单元之间以串联方式连接，然后串联在一起的收发单元和串联在一起的定位单元中的一端均与主控机连接，所述主控机与各个单元之间通过总线进行的数据交互，如果所述主控机与各个单元之间的距离过远，就会影响所述主控机与各个单元之间的数据传输速度，降低自由流路侧系统性能。但是本实用新型实施例提供的自由流路侧系统，是采用两端口交换机芯片、LAN开关芯片以及多端口工业交换机，将主控机和各个单元组成一个局域网，在这个网络中不会出现增加主控机与各个单元之间的距离，导致传输速度降低的现象，提高了所述自由流路侧系统的性能。·针对图4所示的自由流路侧系统，其工作原理如下当所述自由流路侧系统开始工作时，主控机通过第二端口向多端口工业交换机广播查询指令，所述查询指令用于查询所述自由流路侧系统中各个单元的MACXMedia AccessControl，介质访问控制层)地址，且在所述查询指令中包含该指令的源地址，即所述主控机的MAC地址。所述自由流路侧系统在开始工作时，LAN开关芯片处于断开状态，即所述主控机中的两端口交换机芯片的第一端口与所述串联的多个定位单元的一端处于断开状态。所述多端口工业交换机接收所述查询指令，将所述主控机的MAC地址记录下来，并将所述查询指令转发给各个单元。所述多个收发单元接收所述查询指令后，在各自的端口上记录所述主控机的MAC地址,并将应答数据回应所述主控机。在数据传输过程中,所述主控机以及多端口工业交换机建立各自端口上关于所述各个收发单元的MAC地址列表。所述串联的多个定位单元中的一端22接收所述查询指令，并将所述查询指令转发给串联的其他定位单元。如图4所示，当第一定位单元通过第一端口接收到所述查询指令后，所述第一定位单元的第一端口记录所述主控机的MAC地址，并通过第二端口将所述查询指令发送给第二定位单元的第一端口，然后所述第二定位单元的第一端口记录所述主控机的MAC地址，所述第二定位单元通过自身的第二端口将所述查询指令发送给第三定位单元的第一端口，依此类推，直到第N定位单元接收到所述查询指令，则所述N个定位单元的第一端口都记录有所述查询指令的源地址，即所述主控机的MAC地址。所述串联的多个定位单元将应答消息经其它定位单元、多端口交换机转发至主控机，所述每个应答消息中包含源地址和目的地址，即对应定位单元的MAC地址和所述主控机的MAC地址。由于定位单元中包括两端口交换机芯片，所以本发明实施例利用两端口交换机芯片能够自动识别数据地址以及转发数据的功能，使串联的各个定位单元之间可以交互数据，并且在数据交互的过程中，可在各自的端口上建立MAC地址列表。例如，第二定位单元的第二端口能够通过接收从所述第三定位单元到所述第N定位单元发送的应答消息，从所述应答消息中获取到对应的源地址，即对应定位单元的MAC地址，并在所述第二定位单元的第二端口建立从所述第三定位单元到所述第N定位单元的MAC地址列表，然后所述第二定位单元将自身应答消息及所述第三定位单元到所述第N定位单元的应答消息发送至第一定位单元。所述第一定位单元的第二端口通过接收从所述第二定位单元到所述第N定位单元发送的应答消息，从所述应答消息中获取到对应的源地址，即对应定位单元的MAC地址，并在所述第一定位单元的第二端口建立从所述第二定位单元到所述第N定位单元的MAC地址列表。在各自的端口上建立MAC地址列表，可以在接收到数据后，通过所述MAC地址列表找到将要发送所述数据的定位单元，以便将所述数据通过最佳路径发送到所述数据对应的定位单元。例如，当第一定位单元收到数据时，先判断所述数据中的MAC地址是否与自身的MAC地址相同，如果相同，则将所述数据进行存储，如果不同，通过查询所述第一定位单元的第二端口上的MAC地址列表，得到所述数据对应的定位单元，并转发出去。然后所述第一定位单元将自身应答消息及所述第二定位单元到所述第N定位单元的应答消息发送至所述多端口工业交换机，所述多端口工业交换机通过接收所述各个定位单元的应答消息，获取所述各个定位单元的MAC地址。最终所述多端口工业交换机将所述各个定位单元的应答消息发送给所述主控机。所述主控机通过第二端口得到的各个收发单元和定位单元的MAC地址之后，将·MAC地址列表存储于所述主控机中的一个存储空间中。在所述自由流路侧系统进行数据交互的过程中，所述主控机间隔预设时间向所述多端口工业交换机发送心跳包，所述心跳包用于检测所述多个定位单元和多个收发单元是否处于工作状态。例如，所述预设时间设置为500ms。所述多端口工业交换机将接收到的心跳包转发给所述多个定位单元和多个收发单元。当某个定位单元对接收到的心跳包没有响应时，所述主控机将继续向所述定位单元发送心跳包，直到所述主控机在连续预设次数均未收到所述定位单元发送的响应信息，主控机两端口交换芯片将所述主控机的第二端口的MAC地址列表内没有响应心跳包的单元的MAC地址自动删除。其中，所述定位单元没有响应所述主控机的心跳包，可能因为所述定位单元或者连接所述定位单元的网线出现故障。例如，如图4所示的第三定位单元出现故障，或者是第二定位单元和第三定位单元之间的网线出现故障。所述主控机将闭合所述LAN开关芯片，使得所述主控机通过网线与所述串联的多个定位单元的另一端21连通，并向与所述自由流路侧系统连接的用户界面发送第一故障提示，以请求维护人员对所述自由流路侧系统进行维护。例如，所述预设次数设置为5次，当所述预设时间为500ms时，则经过2. 5s就能判断所述自由流路侧系统中是否有定位单元工作出现异常。所述主控机中的第一端口可以通过内部存储空间存储的各个定位单元的MAC地址列表，获得各个定位单元的MAC地址，以便通过第一端口由所述串联的多个定位单元的另一端21向定位单元发送数据。例如，如果是图4中的第二定位单元和第三定位单元之间的网线出现故障时，那么可以通过所述主控机的第一端口由所述串联的多个定位单元的另一端21向第三定位单元发送数据。当所述第N定位单元接收到所述主控机向第三定位单元发送的数据包时，所述第N定位单元的第二端口记录所述主控机的MAC地址，并判断所述数据包中的目的地址是否与本单元的地址相同，若不同，则转发出去，依此类推，当所述第三定位单元接收到所述数据包后，所述第三定位单元的第二端口记录所述数据包的源地址，即所述主控机的MAC地址，并判断所述数据包中的目的地址是否与本单元的地址相同，相同时，则将响应数据包通过自身的第二端口发送出去，此时所述响应数据包中的源地址为第三定位单元的MAC地址，目的地址为所述主控机的MAC地址，在所述各个定位单元转发所述响应数据包的过程中，例如所述第N定位单元的第一端口会记录下所述响应数据包的源地址，即所述第三定位单元的MAC地址，则从第四定位单元到第N定位单元的各自的第一端口均会记录下所述第三定位单元的MAC地址，以便后续更快速地向所述第三定位单元转发数据。另外，当所述主控机的第一端口和第二端口中的MAC地址列表中不包含将要发送数据的单元地址时，则通过所述主控机的第一端口和第二端口同时发送所述单元的数据，例如，当所述主控机的第一端口的MAC地址列表包含A单元和B单元，所述主控机的第二端口的MAC地址列表包含C单元和D单元，要向E单元发送数据时，则通过所述主控机的第一端口和第二端口两个端口同时发送包含所述E单元的数据。当维护人员将所述自由流路侧系统维护完成后，维护人员将连接所述主控机的 LAN开关芯片与所述串联的多个定位单元的另一端21之间的网线断开。所述主控机通过发送心跳包检测所述自由流路侧系统中的定位单元均正常工作后，将所述LAN开关芯片的状态设置为断开状态，并向所述用户界面发送系统正常提示，维护人员再将连接所述主控机的LAN开关芯片与所述串联的多个定位单元的另一端21之间的网线重新连接。当收发单元对接收到的心跳包没有响应时，所述主控机将继续向所述收发单元发送心跳包，直到所述主控机在连续预设次数均未收到所述收发单元发送的响应信息时，所述主控机向用户界面发送第二故障提示，以请求维护人员对所述自由流路侧系统进行维护。所述主控机通过连续的在间隔所述预设时间向所述多个定位单元和多个收发单元发送心跳包，以检测所述自由流路侧系统是否通信正常。本发明实施例提供的一种自由流路侧系统，能够实现所述自由流路侧系统内部设备数据快速交互，减少所述自由流路侧系统与车载设备的交易时间，进而提高在所述自由流路侧系统管理下的道路上的过车速度，以及过车数量。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种自由流路侧系统，包括一个主控机、多个收发单元和多个定位单元，所述多个定位单元之间通过网线以串联方式连接，其特征在于， 所述主控机中包括两端口交换机芯片和LAN局域网开关芯片，其中，所述主控机中的LAN开关芯片的一端与所述两端口交换机芯片的第一端口连接，所述LAN开关芯片的另一端通过网线与所述串联的多个定位单元的一端连接，且所述LAN开关芯片处于断开状态，所述主控机中的两端口交换机芯片的第二端口通过网线与多端口工业交换机连接； 所述多端口工业交换机，通过网线与所述串联的多个定位单元的另一端连接，通过网线直接与所述多个收发单元连接，且所述多个收发单元之间没有连接； 所述多个定位单元中每个定位单元均包括两端口交换机芯片，且所述多个定位单元之间通过各自的两端口交换机芯片中的一个端口以串联方式通过网线连接。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，当所述LAN开关芯片处于闭合状态，所述主控机中的两端口交换机芯片的第一端口与所述串联的多个定位单元的一端之间的网线连通。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述多个定位单元之间的距离小于等于I米。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述多端口工业交换机为8端口工业交换机。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述多个收发单元中每个收发单元均包括两端口交换机芯片，且所述每个收发单元中的两端口交换机芯片的任一个端口通过网线与所述多端口工业交换机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种自由流路侧系统，解决了自由流路侧系统中各单元与主控机之间传输距离影响传输速度的问题。所述自由流路侧系统包括一个主控机，所述主控机中包括两端口交换机芯片和LAN局域网开关芯片，主控机中的LAN开关芯片的一端与两端口交换机芯片的第一端口连接，LAN开关芯片的另一端通过网线与串联的多个定位单元的一端连接；多端口工业交换机，通过网线与串联的多个定位单元的另一端连接，通过网线直接与多个收发单元连接；多个定位单元中每个定位单元均包括两端口交换机芯片，且多个定位单元之间通过各自的两端口交换机芯片中的一个端口以串联方式通过网线连接。本实用新型实施例适用于自由流路侧系统中的数据交互处理。
文档编号H04L12/28GK202713342SQ201220382069
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者孙晓会, 程冬冬, 裴世兵 申请人:北京握奇数据系统有限公司