专利名称：嵌入式车道控制机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于自动控制技术领域交通管理设备中的收费控制设备。
背景技术：
目前高速公路收费车道控制机均采用工业级计算机结构集成，根据高速公路收费车道控制机的特殊性，需要外接各种外接串口设备，比如费额显示器，读卡器等，以及电压不稳定设备、音频输入输出设备等，为了满足收费及控制的业务应用需求，进行了不同功能类的板卡扩展，这种集成方式，由于接插件的接触、连接线较多且复杂，容易受到环境因素的干扰，经常出现由于硬件设备导致的整体系统运行不稳定的情况，在维护过程中，也由于板卡的多样化，导致问题不明确或者非专业人士无法处理的现象，使维护成本高居不下。目前这些应用及问题在公路收费系统中成为一个普遍的现象，也是比较难以解决的问题。
发明内容本实用新型为了解决现有车道控制机需要多块板，以及板间连接复杂，导致系统稳定性降低，维护成本高的问题，提供了一种嵌入式车道控制机，采用嵌入式单板设计，最大程度地删除了板间连接件，使系统的稳定性得到有效提高，大大降低了维护成本。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种嵌入式车道控制机，包括一块嵌入式开发板，所述开发板上集成有CPU以及存储单元，以及开发板上还设置有音视频接口、隔离控制单元接口、存储设备接口、电源接口、网口、至少一路串口。进一步的，所述的嵌入式开发板可以采用工业级ARM硬件平台，相应的，CPU可以采用ARM9实现，由于普通计算机系统比较大，必须有硬盘才能运行，本装置运行程序小，无需采用硬盘，所述的存储单元包括用于运行系统的DDR2，用于存储系统程序和应用程序的 Nand Flash，以及用于存储系统的启动程序的Nor Flash。为了能够为系统提供不同电压值的直流电压，所述的开发板上还集成有电源转换电路，其与电源接口连接，为了能够控制输入直流电压的通断，还设置有与电源接口连接的电源开关。又进一步的，为了可以在显示器上显示收费员的操作，以及车辆和收费状况等信息，所述的音视频接口包括用于连接显示器的VGA视频输出接口，为了接收摄像头采集的车辆视频信息等，所述的音视频接口包括CVBS视频输入接口，以及为了控制外部喇叭和放大收费员的语音，所述的音视频接口还包括音频输入接口和音频输出接口，所述CVBS视频输入接口，音频输入接口、以及音频输出接口通过音视频处理单元连接开发板。再进一步的，为了防止外部设备的不稳定电压对控制机造成破坏，以及为了控制外部多个器件的有序操作，所述的隔离控制单元接口包括光耦隔离输入串口和继电器隔离输出串口，相应的，所述的开发板上集成有与光耦隔离输入串口连接的光耦隔离单元以及与继电器隔离输出接口连接的继电器控制线圈。一般情况下，外部连接存储设备一般有SATA硬盘、SD卡以及USB存储设备等，因此，所述的存储设备接口包括SATA硬盘接口、SD卡接口、USB接口的一种或几种。键盘为PS2标准接口的话，所述的开发板上还设置有PS2键盘接口，当然若键盘为 USB接口的话，可以通过USB接口连接。再进一步的，所述的开发板上还设置有时钟单元、测温单元、看门狗单元以及报警单元的至少一种。更进一步的，为了防止系统进入死循环，所述的开发板上还设置有复位键以及用于显示复位键状态的指示灯。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是一、采用单片开发板，将业务所需功能集成于一块单板上，避免了使用多块板而完成不同的功能，最大程度地删除了板间连接件，增加了系统稳定性；二、单板便于维护，有效降低了维护成本；三、通过在单板上集成多个不同接口，避免了使用外接接口，便于管理和维护，增强了设备的扩展性和应用灵活性。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的嵌入式车道控制机一种实施例电路结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。为了解决现有车道控制机需要多块板，造成板间连接复杂，系统稳定性差以及维护成本高的问题，本实用新型提供了一种嵌入式车道控制机，采用嵌入式单板设计，通过在单板上集成CPU、存储器以及业务所需的各种设备接口，实现了增加系统稳定性、降低维护成本的目的。实施例一，本实施例的嵌入式开发板参见图1所示，在该单开发板上集成有CPU 以及存储单元，以及开发板上还设置有音视频接口，用于连接外部音视频设备，进行音视频信号传输；隔离控制单元接口，为了保障系统的安全，部分设备采取非直接传输控制信号的方式进行控制；存储设备接口，用于连接外部存储设备；电源接口，用于连接直流供电电源；网口，用于连接网络；以及至少一路串口，用于连接具有串口的设备。其中，单开发板上集成的CPU和存储单元为系统的核心单元，用于控制系统的运行以及控制程序的执行、数据处理等，通过将控制处理单元、存储单元以及各种业务所需的数据传输接口集成到一块单板上，最大程度避免了使用板间连接件，使得系统稳定性能得到保障。在本实施例中，所述的嵌入式开发板可以采用工业级ARM硬件平台，以保证系统对处理速率的需求，相应的，CPU可以采用嵌入式处理器实现，在本实施例中优选采用ARM9 实现，用于控制整个系统的运行，当然，也可以采用其他型号的嵌入式处理器。存储单元包括内存以及非易失闪存，其中，内存可以采用DDR2实现，是运行系统的场所，非易失闪存可以采用Nand Flash和Nor Flash实现，Nand Flash用于存储系统程序和应用程序，NorFlash用于存储系统的启动程序。由于普通计算机操作系统比较大，必须有硬盘才能运行， 本装置运行程序小，无需采用硬盘即可实现，进一步简化了电路结构。前面已经提到，单板上设置有用于连接外部直流供电电源的电源接口，比如与 AC-DC适配器连接，由于适配器只能提供特定电压值的直流电压(如12V)，为了能够为系统提供不同电压值的直流电压，优选在单板上还集成有电源转换电路，其与电源接口连接，可以把DC12V转换为5V、3. 3V、1. 8V、1. OV等，以供系统使用，为了能够控制输入直流电压的通断，还设置有与电源接口连接的电源开关。由于本模块及所连接的外部适配器均为开关电源，因此，系统有较好的抗干扰性能，可以抗电网(AC100V-AC220V)电压波动。在目前的公路收费车道控制系统中，一般设置有显示器，用于显示收费员的操作界面，以及车辆(比如车辆类型、车重、车牌号、车辆实时摄像)和收费状况等信息，因此，所述的音视频接口包括用于连接显示器的VGA视频输出接口，为了接收摄像头采集的车辆视频信息等，所述的音视频接口包括用于与摄像头设备连接的CVBS视频输入接口，以及为了控制外部喇叭和放大收费员的语音，所述的音视频接口还包括音频输入接口和音频输出接口，所述CVBS视频输入接口，音频输入接口、以及音频输出接口通过音视频处理单元连接开发板，对输入、输出的音视频信号进行处理。当然，所述的各路接口不限于只设置一路，可以根据实际需要设置多路，。为了进一步保障系统安全，防止外部设备的不稳定电压对控制机造成破坏，以及为了控制外部多个器件的有序操作，所述的隔离控制单元接口包括光耦隔离输入串口和继电器隔离输出串口，相应的，所述的开发板上集成有与光耦隔离输入串口连接的光耦隔离单元以及与继电器隔离输出接口连接的继电器控制线圈。一般情况下，外部连接存储设备一般有SATA硬盘、SD卡以及USB存储设备等，因此，所述的存储设备接口包括SATA硬盘接口、SD卡接口、USB接口的一种或几种。若用于信息输入的键盘为PS2标准接口的话，所述的开发板上还应该设置有PS2键盘接口，当然若键盘为USB接口的话，可以通过USB接口连接。为了核准时钟，所述的开发板上还设置有时钟单元；为了检测单板温度，防止温度过热，通过设置测温单元进行实时检测温度，以及为了检测程序是否正常运行，防止进入死循环，通过设置看门狗单元，以及设置报警单元进行报警。当系统进入死循环，所述的开发板上还设置有复位键，用于将系统复位，以及用于显示复位键状态的指示灯。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换， 也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种嵌入式车道控制机，其特征在于包括一块嵌入式开发板，所述开发板上集成有CPU以及存储单元，以及开发板上还设置有音视频接口、隔离控制单元接口、存储设备接口、电源接口、网口、至少一路串口。
2.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的CPU为ARM9，所述的存储单元包括用于运行系统的DDR2，用于存储系统程序和应用程序的Nand Flash,以及用于存储系统的启动程序的Nor Flash。
3.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的开发板上还集成有与电源接口连接的电源转换电路，以及电源接口还连接有电源开关。
4.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的音视频接口包括VGA 视频输出接口，CVBS视频输入接口，音频输入接口、以及音频输出接口，所述CVBS视频输入接口，音频输入接口、以及音频输出接口通过音视频处理单元连接开发板。
5.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的隔离控制单元接口包括光耦隔离输入串口和继电器隔离输出串口。
6.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的存储设备接口包括 SATA硬盘接口、SD卡接口、USB接口的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的开发板上还设置有 PS2键盘接口。
8.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的开发板上还设置有时钟单元、测温单元、看门狗单元以及报警单元的至少一种。
9.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的开发板上还设置有复位键以及用于显示复位键状态的指示灯。
10.根据权利要求5所述的嵌入式车道控制机，其特征在于所述的开发板上集成有与光耦隔离输入串口连接的光耦隔离单元以及与继电器隔离输出接口连接的继电器控制线圈。
专利摘要本实用新型公开了一种嵌入式车道控制机，包括一块嵌入式开发板，所述开发板上集成有CPU以及存储单元，以及开发板上还设置有音视频接口、隔离控制单元接口、存储设备接口、电源接口、网口、至少一路串口。本控制机采用单片开发板，最大程度地删除了板间连接件，增加了系统稳定性；单板便于维护，有效降低了维护成本；通过在单板上集成多个不同接口，增强了设备的扩展性和应用灵活性。
文档编号G07B15/06GK202331575SQ201120466709
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者张海鹏, 曹基宏, 李高峰, 赵新东, 郭建华, 韩峰 申请人:青岛海信网络科技股份有限公司