专利名称：车辆养路费自动监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号装置，更确切地说是涉及一种利用IC卡(ISO7816标准)对车辆交纳养路费的情况进行自动监测、管理的装置。
目前国内对车辆养路费的征收及管理基本由人工进行，稽查人员要求车辆停车再检验养路费交纳证明单，不仅效率低而且不能有效遏制逃漏及作弊现象。
本实用新型的目的是设计一种车辆养路费自动监测装置，可在车辆行驶状态下快速核验养路费交纳情况。
本实用新型车辆养路费自动监测装置，由设置在车辆上、养路费稽查站的养路费监测信号装置和插置在养路费监测信号装置中的IC卡构成，所述的养路费监测信号装置包括对IC卡进行读写的IC卡接口电路和由微处理器、地址锁存器、程序存贮器、数据存贮器、地址译码器及总线构成的中心控制及处理电路，其特征在于所述的养路费监测信号装置还包括有将微处理器I/O输出的数字信息转变成双音多频信号及将双音多频信号转变成数字信息送微处理器处理的音频转换电路，和对音频转换电路输出的双音多频信号调制后发送及将接收的无线信号解调还原成双音多频信号送音频转换电路的无线通讯电路。
所述的养路费监测信号装置还包括时钟电路、显示电路、蜂鸣器驱动电路和键盘接口电路，分别与所述的中心控制及处理电路的I/O端连接。
所述的音频转换电路由集成音频发生器、集成音频接收器和数据锁存器连接组成，所述数据锁存器的数据端及集成音频接收器的数据输出端连接中心控制及处理电路的数据总线，数据锁存器的输出端接集成音频发生器的输入端，所述集成音频发生器的双音多频输出端连接所述无线通讯电路中数字电路的输入端，所述集成音频接收器的输入端连接所述无线通讯电路中数字电路的输出端。
用户购买IC卡时将车号、养路费期限等信息写入IC卡中，然后将IC卡插入车辆养路费自动监测装置中，插有IC卡的车辆养路费自动监测装置分别装置在车辆上及稽查站内。通常设置在稽查站的养路费监测信号装置设置键盘、时钟电路、显示器和蜂鸣器驱动电路，可自动或借助键盘电路启动位于稽查站的养路费监测信号装置开始一个发射过程，发送出查询核验命令；设置在车辆上的养路费监测信号装置接收到核验命令后读出IC卡上的信息并发送出来，设置在稽查站的养路费监测信号装置接收到这些信息后，根据预先设定的操作程序及核验当日的日期来判定车辆交纳的养路费是否已过期，并将已过期的车号记录在自身的IC卡中，可进一步传递给计算机管理系统。
车辆养路费自动监测装置(稽查站或车辆)的发射过程是由微处理器通过IC卡接口电路将IC卡中的数字信息读到RAM中，再送音频转换电路，按CCITT的标准将数字信号变成双音多频信号(600Hz-1700Hz)，再由无线通讯电路经中放、混频、调制、高放后由天线发送出去；车辆养路费自动监测装置(稽查站或车辆)的接收过程是由天线接收的高频信号经无线通讯电路的高放、解调电路及中放后转变成双音多频信号，再由音频转换电路转变为微处理器可以处理的数字信息，经微处理器处理后再由EPROM中的程序对接收的数字信息进行不同的处理，如识别帧始、帧尾等，并根据需要将部分或全部数字信息显示在显示器上或通过IC卡接口电路写入IC卡中。
本实用新型由于采用了IC卡及无线数字载波技术，以一对多方式工作，因而可在不停车的情况下对经常改变的养路费期限进行准确无误地监测，有效地提高了核验效率，整个核验工作可在不打扰驾驶员的情况下进行，核验情况还可通过IC卡将数据传送给计算机构成现代化的管理系统。
下面结合实施例附图进一步说明本实用新型的技术
图1.稽查站养路费监测信号装置(手持机)硬件逻辑结构图图2.车辆养路费监测信号装置(车载机)硬件逻辑结构图图3.音频转换电路电原理图图4.无线通讯电路原理框图图5.无线通讯电路电原理图参见图1，手持机设于稽查站内，主要包括由微处理器(CPU80C31)101、地址锁存器(74HC373)102、程序存贮器(EPROM27C64)103、数据存贮器(RAM6116)104、地址译码器(74HC138)105构成的中心控制及处理电路，音频转换电路106，无线通讯电路107，此外还包括时钟电路(MC-146818)108，蜂鸣器驱动电路109，键盘电路110，IC卡接口电路111和由总线驱动器(74HC245)112及液晶驱动显示器113组成的显示电路。
手持机加电后处于时钟显示并等待命令输入状态，通过键盘输入可实现时钟预置、信息查询和信息显示，手持机各项功能的实现由中心控制和处理电路协调完成。
微处理器101的P0口接数据总线并输出低8位地址数据信号，P2口接高位地址总线，P1口接IC卡接口电路111。
地址译码器105配合CPU控制其他功能单元完成相应的操作，其3路输入信号由CPU的P2口提供，可输出8路控制信号，其中地址0000用于控制数据存贮器104的选通，地址1800用于控制时钟电路108的选通，地址2800用于控制键盘电路110的选通，地址3000用于控制音频转换电路106的选通，地址3800用于控制显示电路113的选通。
程序存贮器103在此仅作只读器，其数据线与CPU的数据线连接，低8位地址线A0-A7是由CPU的P0口通过锁存器102后与之相连接，高5位地址线A8-A12与CPU的P2口直接连接，EPROM的片选和使能信号由CPU的PSEN信号控制。
对数据存贮器104的读写由CPU的RD、WR信号控制，其数据线与CPU的P0口直接连接，其地址线的连接同EPROM103。
地址锁存器102的片选由CPU的地址选通信号ALE控制，锁存CPUP0口的低8位地址，并在下一个脉冲与P0口数据一起输出给存贮器。
时钟电路108采用实时日历时钟，地址锁存由CPU的ALE信号控制，数据线与CPU的P0口连接，其外接晶振为4.194304MHZ。
液晶驱动显示器113与CPU的数据总线间加设总线驱动器112以增强总线的驱动能力，显示RAM的读写分别由CPU的读、写等信号控制。
IC卡接口电路111可由二极管、限流电阻、上拉电阻和滤波电容连接组成，其操作由CPU直接控制，IC卡的时钟、PGM、RST和FUSPAD信号分别从CPU的P1口中提取，其I/O线亦与P1口任一线直接连接。
蜂鸣器驱动电路109可由三极管和蜂鸣器构成，其工作由CPU的P1.7控制，当P1.7输出高电平时驱动三极管导通，蜂鸣器响。
键盘接口电路110主要包括16键键盘、编码器、数据锁存器，16个键码可通过两个8-3编码器(如4532)编码后，由数据锁存器(如74HC373)锁存，有键输入时，数据首先被锁存到锁存器中，同时产生中断信号INT1使CPU产生中断，由地址译码器105发出地址选通信号和读信号一起控制锁存器将数据释放到数据总线上并读取到CPU作处理。
音频转换电路106的数据线与CPU的数据总线连接，无线通讯电路107的双音多频信号输出线接音频转换电路中双音频接收电路的信号输入线，音频转换电路中双音频信号发生电路的信号输出线接无线通讯电路107的双音频信号输入线，音频转换电路产生的中断信号送CPU的INT0。
参见图2，车载机的硬件结构基本同手持机，只是缺少片外RAM、蜂鸣器驱动电路、时钟电路、键盘电路和显示电路。包括由微处理器(CPU80C31)201，地址锁存器(74HC373)202、程序存贮器(EPROM27C64)203和地址译码器(74HC138)204组成的中心控制和处理电路，音频转换电路205、IC卡接口电路206和无线通讯电路207。
车载机加电后，首先将IC卡中的信息读取到CPU的RAM中，然后等待接收外部信息，车载机各项功能的实现由中心控制和处理电路协调完成。
图中各功能部件的作用及其信号线连接关系可参见图1说明，不再赘述。
参见图3，为图1、图2中音频转换电路106、205的电原理图，主要包括双音多频发生器U5(TCM5087)、双音多频接收器U7(MT8870)、数据锁存器U6(74HC273)、反向器U10F(74HC04)和或门U11A、U11B(74HC32)。双音多频发生器U5的数据总线(C1-C4、R1-R4)是通过锁存器U6与CPU的数据总线DB连接的，双音多频接收器U7的数据输出(Q1-Q4)直接与CPU的P0(P0.0-P0.3)连接，锁存器U6的作用是使双音多频发生器的数据总线与CPU的数据总线隔离。双音多频发生器及接收器的选通地址均为SIG3000(来自译码器)，其中发生器的输入由CPU的写信号WR控制，接收器的输出则由CPU的读信号RD控制，两者的外接振荡器CRY1、CRY2同为3.579MHZ，由U7的SI/DT端向CPUINT0端输出中断信号。图中DTMFO与DTMFI分别连接无线通讯电路。
参见图4，为图1、图2中无线通讯电路107、207的原理框图，包括天线401，选通滤波电路402、低噪声放大电路403、差频放大电路404、本振器405、检波器406、中频放大器407、数字电路408、混频电路409、三倍频电路410、选频电路411、高放电路412、功率放大电路413和频率选通电路414。
由天线401接收来自对方发射机发来的调制信号，经选通滤波电路402选通为27.135M的调制信号，再经低噪声放大电路403放大后送差频放大器404，本振器405向差频放大器404送本机振荡信号，差频放大器差频产生455HKZ的中频信号，经检波器406检波和经中频放大器407放大输出给数字电路408的双音多频信号端并送音频转换电路转换成数字信号，数字电路408接收来自音频转换电路的双音多频信号，在混频电路409中与发射机基频(9.045MHZ)混频，混频信号经三倍频电路410变为27.135M信号送选频电路411，选频电路411输出经过选通的调制信号，高放电路412输出经高频放大的调制信号，功率放大电路413输出经功放后的调制信号，频率选通电路414输出经过带通后的发射信号送天线401。由上述说明可知，本无线通讯电路采用的是普遍使用的无线接收、发送技术。
参见图5，为图4原理框图的实施电路图，其中集成块D4为音频功率放大器(LM386)，D3为调频中频放大器(MC3359)，V1为三端稳压器件，SIG-IN为双音多频信号输入端，耒自双音多频电路的DTMFO信号端，SIG-OUT为双音多频信号输出端，去往双音多频电路DTMFI信号端，JS-POWER、FS-POWER分别为接收电路的电源输入端和发射电路的电源输入端。
本实用新型的车载机及以车载机为基础结构而设计的手持机可无接触、无干扰、快速、准确地进行养路费稽查，全自动传递信息，有效地提高车辆养路费的征收效率，并有利于车辆档案管理的电子化与自动化。
权利要求1.一种车辆养路费自动监测装置，由设置在车辆上、养路费稽查站的养路费监测信号装置和插置在养路费监测信号装置中的IC卡构成，所述的养路费监测信号装置包括对IC卡进行读写的IC卡接口电路和由微处理器、地址锁存器、程序存贮器、数据存贮器、地址译码器及总线构成的中心控制及处理电路，其特征在于所述的养路费监测信号装置还包括有将微处理器I/O输出的数字信息转变成双音多频信号及将双音多频信号转变成数字信息送微处理器处理的音频转换电路，和对音频转换电路输出的双音多频信号调制后发送及将接收的无线信号解调还原成双音多频信号送音频转换电路的无线通讯电路。
2.根据权利要求1所述的车辆养路费自动监测装置，其特征在于所述的养路费监测信号装置还包括时钟电路、显示电路、蜂鸣器驱动电路和键盘接口电路，分别与所述的中心控制及处理电路的I/O端连接。
3.根据权利要求1所述的车辆养路费自动监测装置，其特征在于所述的音频转换电路由集成音频发生器、集成音频接收器和数据锁存器连接组成，所述数据锁存器的数据端及集成音频接收器的数据输出端连接中心控制及处理电路的数据总线，数据锁存器的输出端接集成音频发生器的输入端，所述集成音频发生器的双音多频输出端连接所述无线通讯电路中数字电路的输入端，所述集成音频接收器的输入端连接所述无线通讯电路中数字电路的输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种利用IC卡对车辆交纳养路费情况进行自动监测管理的装置。IC卡上写有车号、养路费期限等数据信息，装置包括由微处理器、锁存器、存贮器、译码器构成的中心控制及处理电路，IC卡接口电路，完成数字信号与双音多频信号间互相转换的音频转换电路和实现双音多频信号调制发射及接收解调还原的无线通讯电路。装置分设在车辆上及稽查站内，并通过各自的信号发射与接收过程，无接触地自动完成对IC卡信息的查询及传递。
文档编号G06F19/00GK2255632SQ9522195
公开日1997年6月4日 申请日期1995年9月21日 优先权日1995年9月21日
发明者冷树坤, 姚红伟, 马靖, 李振丰, 冷树朋, 孟子钧, 张全, 张琳, 孙宝珠 申请人:河北省交通实业发展中心, 北京高腾商业电脑系统有限公司, 石家庄开发区北方道路设施贸易行