专利名称：智能型车道控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于公路收费站车道的计算机设备，特别是一种智能型车道控制器。
背景技术：
现有公路收费站车道收费系统中设有多种设备，例如称重系统、车辆检测器、用于图像抓拍的摄像或照相设备、车牌识别系统以及用于收费的各种设备；而一般的公路收费站每个车道只设有一台收费计算机。公路收费站车道收费系统的现有技术均为一级管理系统，即以上各种设备的数据管理均由同一级计算机负责，所有设备的输出、输入均连接到同一台计算机。因此，公路收费站车道收费系统的收费数据处理、票据打印、图像抓拍、计重收费用自动衡器和车辆检测器以及车牌识别系统等相关设备的外部信号采集、称重数据和费额的宣告、对拦道器、通行灯、大棚灯、雾灯等相关设备的控制和状态的监视均由车道收费计算机或车道收费计算机搭载简易车道控制器来实现。车道收费计算机负荷过重，内部结构复杂，稳定性和可靠性较低。而简易车道控制器仅将外部设备接口统一为一个标准接口连接到车道收费计算机，所有的数据处理工作均由车道收费计算机进行，不能有效减轻车道收费计算机的负荷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，改变上述多种设备的管理在一台计算机里拥挤的现象，本实用新型将上述现有技术中计算机的一级管理，改变为二级管理，提供一种智能型车道控制器，作为二级管理中心，以减轻车道收费计算机负荷过重，内部结构复杂，稳定性和可靠性较低的现状。
完成上述发明任务的方案是智能型车道控制器，设有中央处理单元，并分别与车道设备及车道收费计算机连接，其特征在于所述的智能型车道控制器还设有接口扩展单元、I/O接口单元、视频图像编/解码单元、外部显示单元和看门狗电路，其中，视频图像编/解码单元同时与用于图像抓拍的摄像或照相设备，以及车牌识别系统连接；通信端口扩展单元同时分别与中央处理单元和检测车辆的低速率设备连接；I/O接口单元同时分别与中央处理单元和外部设备的开关量输入输出接口连接。
以上所述的检测车辆的低速率设备，包括有称重设备和车辆检测器；通信端口扩展单元与这些设备的通信端口连接。所述的外部显示单元为辉光数码或液晶显示屏等。
上述智能型车道控制器是用于公路收费系统的标准外设，通过高速率的USB端口与车道收费计算机连接，配合完善的驱动程序实现真正意义上的即插即用。智能型车道控制器自身具有逻辑处理的能力，它与车道收费计算机协同工作，完成视频图像的捕捉，与其它外部设备的通讯，外部相关设备逻辑信号的采集以及对车道相关设备的控制。由于智能型车道控制器自身具有较强的逻辑处理能力，因此它只将处理过的数字化视频图像和相关处理结果传送给车道收费计算机，并且只接受车道收费计算机的简单指令，例如车道收费计算机完成收费过程后向其发出放行的指令，智能型车道控制器会根据自身采集的信号来判断是否具备放行条件，以完成放行的过程。采用智能型车道控制器对车道设备进行集中管理，可以大幅度地减轻车道收费计算机的负担，避免在上位机内插入大量板卡，有效地降低上位机的故障率，提高了系统的稳定性与可靠性，由于智能型车道控制器自身具有较强的逻辑处理能力，可大幅度减少上位机软件的编程工作量，使用标准的设备驱动程序，使得整个公路收费系统的结构标准化、模块化。此外，智能型车道控制器不但可以监视外部设备的故障，还具有自诊断的能力。
智能型车道控制器是这样工作的当有车辆进入收费车道时，车道控制器从车辆检测器获取到车辆的进入信息，从计重收费用自动衡器获取到车辆的车型、重量等相关信息，在将相关有效信息传送给车道收费计算机的同时检查车道各设备的状态，如电动栏杆是否已放下，通行灯是否已转为红色等，判断是否具备刷卡收费的条件，如具备条件则将相关车型、重量等信息显示在显示屏上，同时通知收费计算机可进入收费程序，当收费计算机完成刷卡收费后，收费计算机向车道控制器发出允许放行指令，车道控制器则完成抬杆、转换通行灯为绿色，进入放行程序；从车辆检测器接到车辆已通过的信息后完成落杆，转换通行灯为红色。如通过的是需进行图像抓拍的特种车辆，在接到收费计算机的抓拍指令后则将当前捕获的这一帧图像传送给收费计算机存储，然后才进入放行程序。在收费系统开启的任何时刻，车道控制器都会对车道各设备的故障状态进行查询，发现出现任何设备故障都会将故障信息提交给收费计算机，如果发现影响到收费业务的设备故障，车道控制器会在提交故障信息的同时将该车道大棚灯转为红色，关闭车道。
本实用新型提供的智能型车道控制器，与现有技术中的计算机共同构成二级管理，改变了现有技术中多种设备的管理在一台计算机里拥挤的现象，克服了传统技术的不足，改变了车道收费计算机负荷过重，内部结构复杂，稳定性和可靠性较低的现状。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中的中央处理单元电路连接示意图；图3为扩展端口单元电路结构示意图；图4为I/O接口单元电路结构示意图；图5为视频图像编/解码单元电路结构示意图。
具体实施方式
实施例1，参照图1智能型车道控制器由中央处理单元U1(如Intelxscale，Neuron系列)、接口扩展单元U2、I/O接口单元U3、视频图像编/解码单元U4、外部显示单元(辉光数码或液晶显示屏)和看门狗电路构成。
参照图2中央处理单元U1由高性能处理器A11、总线控制器A12、外部存储器A13、USB HUB A14(如W81181SD)构成。其中A12芯片与U2单元的A21芯片和U3单元的A31芯片相连，A14芯片与车道收费计算机的USB端口直接相连，还与U4单元的A41芯片相连，A11连接了看门狗电路，A11具有直接驱动外部显示单元的能力。
参照图3扩展端口单元U2采用了标准的扩展端口芯片A21(如GM8125，SP2548系列)，它直接连接U1单元的A12芯片。
参照图4I/O接口单元U3由逻辑控制电路A31(如MC33993)和多个SSR(KG1-KGn)构成，由于采用了小功率固态继电器SSR，它可以直接被逻辑集成电路A31驱动。其中A31直接连接到U1单元的A12芯片。
参照图5视频图像编/解码单元U4由视频解码芯片A41(如CONEXANT878A)、缓存芯片A42(如EM638352)、编/解码芯片A43(如ZR36505)构成，其中A43直接连接U1单元的A14芯片。
权利要求1.一种智能型车道控制器，设有中央处理单元，并分别与车道设备及车道收费计算机连接，其特征在于所述的智能型车道控制器还设有接口扩展单元、I/O接口单元、视频图像编/解码单元、外部显示单元和看门狗电路，其中，视频图像编/解码单元同时与用于图像抓拍的摄像或照相设备，以及车牌识别系统连接；接口扩展单元同时分别与中央处理单元和检测车辆的低速率设备连接；I/O接口单元同时分别与中央处理单元和外部设备的开关量输入输出接口连接。
2.按照权利要求1所述的智能型车道控制器，其特征在于所述的检测车辆的低速率设备包括有称重设备和车辆检测器；所述的外部显示单元为辉光数码或液晶显示屏。
专利摘要智能型车道控制器，设有中央处理单元并分别与车道设备及车道收费计算机连接，特征是设有接口扩展单元、I/O接口单元、视频图像编/解码单元、外部显示单元(辉光数码或液晶显示屏)和看门狗电路，其中，视频图像编/解码单元同时与用于图像抓拍的摄像或照相设备以及车牌识别系统连接；接口扩展单元同时分别与中央处理单元、称重设备和车辆检测器等低速率设备连接；I/O接口单元同时分别与中央处理单元和外部设备的开关量输入输出接口连接。本设计将现有技术的一级管理改变为二级管理，改变了多种设备的管理在一台计算机里拥挤的现象，克服了传统技术的不足，改变了车道收费计算机负荷过重，内部结构复杂，稳定性和可靠性较低的现状。
文档编号G07B15/06GK2733466SQ200420078640
公开日2005年10月12日 申请日期2004年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者徐轶昆, 王军华, 邓德恩, 施刚, 王勤 申请人:江苏省交通科学研究院有限公司