一种防作弊自动发卡机的制作方法

本实用新型涉及交通管理电子技术领域，具体而言，涉及一种防作弊自动发卡机。

背景技术：

随着社会经济的发展，我国汽车保有量迅速增加，在高速公路或其他需要收费的路段对自动发卡系统的需求量也迅速增长。所述自动发卡系统代替人工发卡，缩短发卡时间，减少了发卡人员的人工成本，极大地提高了车辆通行效率。

但是由于现有技术的缺陷，传统防作弊自动发卡机还存在容易发生非法取卡情况的问题，例如线圈出现故障时按键非法取卡、驾驶员取卡后倒车再次进入车道重复取卡或驾驶员取卡后倒车退出车道造成通行卡流失等。进一步地，还可能出现在取卡进入路段后进行车辆或车牌互换逃费的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防作弊自动发卡机，以改善上述传统发卡机作弊情况多发的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供了一种防作弊自动发卡机，所述防作弊自动发卡机包括发卡机箱体、发卡控制器、防作弊模块、网络传输模块和处理器。所述发卡机箱体沿车道中车辆到达至离去的方向分为第一端、中段和第二端。所述发卡控制器设置在所述发卡机箱体的中段。所述防作弊模块包括设置在所述发卡机箱体上的外形特征识别单元和行进特征识别单元，所述外形特征识别单元包括车型检测相机和车牌信息采集相机，所述行进特征识别单元包括设置在所述发卡机箱体的第二段的测距传感器。所述网络传输模块设置在所述发卡机箱体内。所述处理器设置在所述发卡机箱体内，与所述发卡控制器、所述外形特征识别单元、所述行进特征识别单元和所述网络传输模块连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述发卡控制器包括设置在所述发卡机箱体的中段不同高度的多个发卡工位平台，以及在所述发卡机箱体的中段左右布置的IC卡读写装置。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊模块还包括设置在所述车道路面的地磅，所述地磅与所述处理器连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊模块还包括设置在所述发卡机箱体的第二端的第一报警器，所述第一报警器与所述处理器连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊模块还包括设置在所述车道顶部的顶灯，以及设置在所述发卡机箱体的第二端的车牌补光灯。

在本实用新型可选的实施例中，所述网络传输模块为低功耗广域网络通信模块。

在本实用新型可选的实施例中，所述网络传输模块还包括备份存储器，所述备份存储器与所述处理器连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊自动发卡机还包括与所述处理器连接的语音模块，所述语音模块包括对讲按键、扬声器、拾音器和对讲进行指示灯。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊自动发卡机还包括设置在所述发卡机箱体上的车道控制器，所述车道控制器包括车道通行灯、自动栏杆和第二报警器，所述车道通行灯、所述自动栏杆以及所述第二报警器分别与所述处理器连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述防作弊自动发卡机还包括设置在所述发卡机箱体上的显示装置，所述显示装置与所述处理器连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供了一种防作弊自动发卡机，所述防作弊自动发卡机通过防作弊模块中的外形特征识别单元和行进特征识别单元对车辆的外形特征信息和行进特征信息进行采集，利用处理器对所述外形特征信息和行进特征信息进行处理分析，判断所述车辆在取卡时是否存在违规倒车取卡等问题，并在所述车辆驶离收费路段时将所述外形特征信息通过网络传输模块发送至相应的防作弊自动发卡机，通过比对分析两个防作弊自动发卡机采集的所述车辆的外形特征信息判断所述车辆在路段中是否存在换卡、换车等违规作弊行为，进一步增强了道路收费系统的防作弊功能，降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰，在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型实施例提供的一种防作弊自动发卡机的模块示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种防作弊模块的模块示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种测距传感器的模块示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种车道控制器的模块示意图。

图标：10-防作弊自动发卡机；11-发卡机箱体；12-发卡控制器；13-防作弊模块；132-外形特征识别单元；134-行进特征识别单元；136-地磅；14-网络传输模块；15-处理器；16-语音模块；17-车道控制器；18-显示装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

经本申请研究发现，目前高速公路等收费路段上大量使用无人值守发卡设备，以节省人工成本、降低建设成本、提高通行速率，但是现有的传统无人值守发卡设备存在个别驾驶员通过倒车重复取卡或交换通行卡逃费等作弊措施非法取卡的问题，影响收费秩序，造成巨大经济损失和公共资源的浪费，同时影响正常通行车辆的通行效率。为了改善上述问题，本实用新型实施例提供了一种防作弊自动发卡机10。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种防作弊自动发卡机的模块示意图。

防作弊自动发卡机10包括发卡机箱体11、发卡控制器12、防作弊模块13、网络传输模块14和处理器15。

发卡机箱体11沿车道中车辆到达至离去的方向分为第一端、中段和第二端。考虑到发卡机箱体11的耐用性以及其可能露天放置的情况，作为一种可选地实施方式，在本实施例中发卡机箱体11的材料可以为不锈钢等防水金属或防水复合材料。同时，为了避免防作弊自动发卡机10因车辆擦蹭或轻微碰撞发生故障，发卡机箱体11还可以设置有减震器件和防擦层橡胶套。

作为一种实施方式，发卡控制器12设置在发卡机箱体11的中段，发卡控制器12包括发卡工位平台和IC卡读写装置。所述发卡工位平台的数量可以是多个，同时，考虑到各种车型的车辆驾驶室窗口高度不同，在发卡机箱体11的中段高、中、低各个高度上分别设置有发卡工位平台。进一步地，所述发卡工位平台还可以设置有发卡机械手，所述发卡机械手包括固定连接于发卡机箱体11上的机械臂以及驱动机械臂伸缩的驱动机构，所述机械臂的自由端设置有用于夹持卡片的夹持装置，所述夹持装置和所述机械臂在所述驱动机构的控制下具有竖直或水平方向内的自由角度旋转功能，能够执行机器自动取卡和送卡的操作。所述IC卡读写装置具有存储容量大、保密性好、体积小、便于携带等特点，IC卡读写装置采用高品质的表面封装工艺，可进行擦卡自检(判断卡的正反向和卡片类型)，通讯时自动选择波特率，同时其丰富的上层接口函数和界面，使它能方便的应用于各种基于IC卡的系统集成中。本实施例中的所述IC卡读写装置即用于读取驾驶员的交通缴费信息和驾驶信息，以完成自动缴费。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种防作弊模块的模块示意图。

防作弊模块13包括外形特征识别单元132和行进特征识别单元134。外形特征识别单元132设置在发卡机箱体11的中段，包括车型检测相机和车牌信息采集相机。作为一种可选的实施方式，所述车型检测相机包括设置在发卡机箱体11第一端的车尾检测相机、设置在发卡机箱体11第二端的车头检测相机、设置在发卡机箱体11中段的车身检测相机以及设置在车道正上方的车顶检测相机。应当理解的是，所述车头检测相机和所述车位检测相机除了对车辆的外形进行拍摄外，还应对车牌进行单独拍摄。

作为一种实施方式，为了获得质量更好的图像，防作弊模块13还可以包括设置在所述车道顶部的顶灯，及设置在发卡机箱体11的第二端的车牌补光灯。可选地，除了车道顶部和发卡机箱体11的第二端，在发卡机箱体11的中段和第一端也可以设置有相应的照明灯组。

行进特征识别单元134包括测距传感器，所述测距传感器设置在发卡机箱体11的第二端。应当理解的是，在可选的实施方式中，所述测距传感器可以是红外测距传感器、超声波测距传感器或其他满足测量精度的测距传感器，其中，红外测距传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。可是超声波测距传感器也有缺点，超声波的速度受温度和风向的干扰，同时超声波之间是可以互相干扰的，超声波有可能被吸音面给吸收，且超声波在触及非平面物体时会被反弹到其他方向导致反射回传感器的超声波信号少，因此超声波测距传感器存在稳定性不佳的问题。而红外测距传感器则具有不同特性，通常包括红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置向探测方向发射一定强度的红外线，根据红外接收装置接收到的反射回的红外线强度计算得到用于车辆在当前行进方向两侧的物体的距离信息，红外测距传感器具有灵敏度高、稳定和识别障碍物速度快的特点，同时红外测距传感器的缺点是易受太阳的影响且在识别深色物体时有识别障碍。因此，作为一种实施方式，行进特征识别单元134的测距传感器可以为一个超声波测距传感器和红外测距传感器，以弥补单一测距传感器带来的稳定性或精确性偏差。请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的一种测距传感器的模块示意图。

进一步地，根据防作弊自动发卡机10的具体安装环境，所述红外测距传感器可采用不同灵敏度的接收管，以改变所述红外测距传感器的受太阳光的干扰程度，提高测距精确度。同时，所述超声波测距传感器的声波发射器的声波频率和功率可根据也可以随具体使用环境进行调整。

进一步地，考虑到某些车辆还会在取卡进入收费路段后将车辆上的货物进行转移或交换以逃避收费，因此作为一种实施方式，防作弊模块13还可以设置有与处理器15通信连接的地磅136，用于将所述车辆驶入和驶出收费路段时的车辆重量进行对比。

应当理解的是，要进行车辆驶入和驶出的信息对比，就涉及到不同防作弊自动发卡机10的通信问题。为了使防作弊自动发卡机10具备通信功能，网络传输模块14必不可少。作为一种实施方式，网络传输模块14可以为低功耗广域网络通信模块。其中，所述低功耗广域网络通信模块可以为窄带物联网通信模块窄带物联网通信(NB-IoT)，NB-IoT是物联网领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。NB-IoT技术通过减少信令开销、简化模块和芯片并采用省电模式和扩展不连续接收模式，从而实现覆盖增强、低功耗、低成本的蜂窝物联网。

在可选的实施例中，防作弊自动发卡机10还可能需要对采集的车辆的外形特征信息进行存储，网络传输模块14还包括备份存储器，在发送信息前和接收信息后对信息进行备份存储。

处理器15用于对防作弊模块13采集的或网络传输模块14传输来的外形特征信息和行进特征信息进行分析处理获得车辆的车型和车牌号，以判断所述车辆是否存在作弊问题。其中，所述处理器15可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器15可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。所述通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器。于本实施例中，可选地，该处理器15可以是STM32系列的处理器，例如STM32F103C8T6、STM32F103VET6等型号。可选地，所述处理器15还需要进行图形处理工作，因此其应当包括图形处理器。

作为一种实施方式，驾驶员在遇到困难或在其他有需要的情况下与工作人员进行语音通话，因此防作弊自动发卡机10还包括与处理器15连接的语音模块16。语音模块16包括对讲按键、扬声器、拾音器和对讲进行指示灯。

应当理解的是，在道路收费口的车辆需要严格按照既定行驶车道行驶，保证车辆位置能够被防作弊模块13精确捕捉识别才能实现防作弊自动发卡功能。因此，防作弊自动发卡机10设置有车道控制器17。请参考图4，图4为本实用新型实施例提供的一种车道控制器的模块示意图。车道控制器17包括车道通行灯、自动栏杆和第二报警器，所述车道通行灯、所述自动栏杆以及所述第二报警器分别与处理器15连接。

可选地，为了使引导驾驶员进行自动取卡并显示相关信息，防作弊自动发卡机10还包括设置在发卡机箱体11上的显示装置18，显示装置18与所述处理器15连接。进一步地，所述显示装置18可以是能够进行触控的触控屏，或者防作弊自动发卡机10还包括与显示装置18配套使用的键鼠一体输入装置。

在可选的实施例中，本实施例中的所述第一报警器和所述第二报警器均可以包括声光报警装置，并且在通过所述声光报警装置对现场人员进行报警提示时，还通过报警提示信号传输至处理器15，以对服务器或其他需要获取报警提示信号的装置进行信号发送。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种防作弊自动发卡机，所述防作弊自动发卡机通过防作弊模块中的外形特征识别单元和行进特征识别单元对车辆的外形特征信息和行进特征信息进行采集，利用处理器对所述外形特征信息和行进特征信息进行处理分析，判断所述车辆在取卡时是否存在违规倒车取卡等问题，并在所述车辆驶离收费路段时将所述外形特征信息通过网络传输模块发送至相应的防作弊自动发卡机，通过比对分析两个防作弊自动发卡机采集的所述车辆的外形特征信息判断所述车辆在路段中是否存在换卡、换车等违规作弊行为，进一步增强了道路收费系统的防作弊功能，降低了人工成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。