专利名称：嵌入式智能交通控制收费终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及高速公路收费设备领域，具体地，涉及一种嵌入式智能交通控制收费终端。
背景技术：
嵌入式智能交通控制收费终端主要用于高速公路车道收费的管理和控制，适用于人工收费系统，自动发卡机系统，电子不停车收费系统。收费员通过嵌入式智能交通控制收费终端，对进出高速公路的车辆进行收费，对车道设备进行控制，是收费车道的控制中心。现有的车道收费系统存在如下的缺陷能耗高，工业控制计算机的功耗在250W以上。硬件成本高，工业控制计算机和扩展板卡价格昂贵。安全性差，使用Windows操作系统，容易感染Windows系统的计算机病毒。维护成本高，由于对个设备之间使用不同的生产商的产品，产品之间的兼容性存在一定的不足，外围电路多并且复杂，整个系统庞大，不易维护和升级。集成度低，多个设备间使用大量连接件，导致系统稳定性差，所以嵌入式车道收费系统得到发展。但现有的嵌入式车道收费系统存在如下的缺陷
I.由于ARM结构的CPU主频不高，采用单个芯片的架构同时对视频，业务和车牌识别处理时，延迟时间长，画面丢帧，业务处理慢，用户体验差。2.无法同时处理多路视频。3.单个芯片的接口数量有限，扩展性不好。4.存储设备防震性低，数据读写速度慢。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种嵌入式智能交通控制收费终端，以实现可控制多设备，处理多路视频、扩展性好的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
一种嵌入式智能交通控制收费终端，包括双核处理器、通信模块、存储模块和连接在双核处理器上的外围设备，所述双核处理器为多个，所述双核处理器均设置通信模块，该通信模块在不同的处理器间实现通信，并将数据实时逐级传送至收费站，管理分中心，收费管理总中心，所述双核处理器均设置存储模块。根据本发明的优选实施例，所述双核处理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，所述HI3520芯片与DM6446芯片之间通过串口通信，所述HI3520芯片它包含高级精简指令集处理器ARMll处理器和视频处理器的双核结构，其中，ARMll处理器为主控制模块，视频处理器为视频处理模块，所述DM6446芯片包含高级精简指令集处理器ARM和数字信号处理器DSP双核结构，其中，ARM处理器为车牌识别控制处理模块，DSP处理器为DSP模块。根据本发明的优选实施例，所述存储模块包括SSD固态硬盘或CF卡。根据本发明的优选实施例，所述HI3520芯片中的ARMll处理器为主控制模块，负责车道收费软件的运行，多个外围设备的控制，所述HI3520芯片中的视频处理模块负责监控视频的压缩解编码，具有多路视频并行处理能力，所述DM6446芯片中的车牌识别控制处理模块负责对车牌识别控制，抓取车牌图片，所述DM6446芯片中的DSP模块，负责从监控视频中对车牌进行识别。根据本发明的优选实施例，所述外围设备包括显示器、收费键盘、IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器、ETC路侧单元、自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈，所述IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器和ETC路侧单元连接到HI3520主控制模块的RS232接口上，所述显示器连接到HI3520主控制模块的VGA接口上，所述收费键盘通过USB接口与HI35200主控制模块连接，所述自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈通过I/O接口与HI3520主控制模块连接。本发明的技术方案，通过多个双核处理器，增强了视频处理能力，而在多个双核处理器上提供了丰富的扩展接口，达到了控制多个车道设备，处理多路视频、扩展性好的目 的。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本发明实施例所述的嵌入式智能交通控制收费终端的原理示意 图2为本发明实施例所述的嵌入式智能交通控制收费终端的工作流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，一种嵌入式智能交通控制收费终端，包括双核处理器、通信模块、存储模块和连接在双核处理器上的外围设备，双核处理器为多个，双核处理器均设置通信模块，该通信模块在不同的处理器间实现通信，并将数据实时逐级传送至收费站，管理分中心，收费管理总中心，双核处理器均设置存储模块。其中双核处理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，HI3520芯片与DM6446芯片之间通过串口通信。存储模块包括SSD固态硬盘或CF卡。外围设备包括显示器、收费键盘、IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器、ETC路侧单元、自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈，IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器和ETC路侧单元连接到HI3520主控制模块的RS232接口上，显示器连接到HI3520主控制模块的VGA接口上，收费键盘通过USB接口与HI35200主控制模块连接，自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈通过I/O接口与HI3520主控制模块连接。HI3520芯片中的ARMll处理器为主控制模块，负责车道收费软件的运行，多个外围设备的控制，HI3520芯片中的视频处理模块负责监控视频的压缩解编码，具有多路视频并行处理能力，DM6446芯片中的车牌识别控制处理模块负责对车牌识别控制，抓取车牌图片，DM6446芯片中的DSP模块，负责从监控视频中对车牌进行识别。多路视频并行处理能力，现有两路输入视频，一路视频为车道，另一路视频为车牌。一路输出视频，将车道视频输出至监控中心。其中嵌入式智能交通控制收费终端包括10个串口，多个I/O (8入16出)；2个以太网口，分别连接HI3520中主控制模块和DM6446中车牌识别控制处理模块；4路视频接入通道，2路视频输出通道；I路音频输入通道，I路音频输出通道；2个USB接口 ；1个VGA接口；2个SATA接口。该收费终端以Linux操作系统为核心，采用QT图形化界面。
嵌入式智能交通控制收费终端集成两个双核CPU分别使用HI3520芯片和DM6446芯片。每个芯片都有独立的内存和存储。HI3520芯片采用ARMll处理器和视频处理器的双核结构，ARMll处理器为主控制模块，负责车道收费软件的运行，视频处理器为视频处理模块，负责监控视频的压缩解编码。DM6446芯片采用ARM和数字信号处理器DSP双核结构，ARM处理器为车牌识别控制处理模块，负责对车牌识别控制，抓取车牌图片，DSP处理器为DSP模块，负责从监控视频中对车牌进行识别。HI3520的主控制模块和DM6446的车牌识别控制处理模块通过串口通信。显示器通过VGA接口与HI3520的主控制模块连接。SSD固态硬盘或CF卡通过SATA接口连接至HI3520的主控制模块。音频通过BNC接口接至HI3520的主控制模块。收费键盘通过USB接口与HI3520的主控制模块连接。自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈通过I/O接口与HI3520的主控制模块连接。两个网口分别连接至HI3520的主控制模块和DM6446的车牌识别控制处理模块。两路视频，车牌摄像机和车道摄像机输入至HI3520的视频处理模块。一路车牌摄像机视频输入至DM6446的DSP模块。如图2所示，主控制模块，视频处理模块，车牌识别控制处理模块和DSP模块四个模块协共同实现驶离高速路网的出口车道收费、驶入高速路网的入口车道发卡、数据处理、设备控制、流程控制和数据上传等工作。各个模块的工作流程如下
主控制模块对所有设备进行初始化；
视频处理模块对输入的畫座视频进行视频编码，解码，显示并将视频上传至监控中
心；
DSP模块对输入的视频进行车牌识别，如果识别成功将结果保存至车牌识别控制处理模块的车牌识别仓库；
车检线圈感应到车辆经过，触发主控制模块业务处理流程。主控制模块发送请求至车牌识别控制处理模块；
车牌识别控制处理模块通过算法找到车牌识别的结果，并将结果返回主控制模块；
主控制模块调用相关模块对业务进行处理并将结果显示；
视频处理模块对图像抓拍；
主控制模块根据入口或者出口，进行写卡或者读卡操作。如果是出口根据车辆信息进行计费；
主控制模块完成所有业务；
抬杆放行。综上所述，本发明还具有如下优点
I、低功耗，终端采用嵌入式低功耗CPU，整机功耗明显降低。嵌入式智能交通控制收费终端的功耗只有15W，是目前普遍使用的车道收费计算机功耗的1/10。集成度高，硬件集成了车道收费，车牌识别等功能，将车道收费，设备监控，视频监控，车牌识别等功能集成到一起，运行稳定，易于维护。
2、并行处理能力强。硬件上集成了两个双核CPU，HI3520芯片中的主控制模块负责车道收费软件的运行，视频处理模块负责监控视频的压缩解编码，具有多路视频并行处理能力。DM6446芯片中的DSP模块负责从监控视频中对车牌进行识别，车牌识别控制处理模块负责对车牌识别控制及抓取车牌图片。3、提供丰富的外设接口，可扩展性强。包括10个串口，多个I/O (8入16出);2个以太网口 ；4路视频接入通道，2路视频输出通道；1路音频输入通道，I路音频输出通道；2个USB接口； I个VGA接口； 2个SATA接口。4、终端采用开源操作系统Linux，占用资源少，系统稳定，抗计算机病毒能力强，节约操作系统版权使用费。5、为了避免出现用户因换卡或通行卡损坏而产生纠纷，系统采用在入口时抓拍该车辆的图像，在出口时读取车辆通行卡内信息的方法，调出该通行卡在入口时车辆的图像，通过在出口抓拍的图像与入口反查的图像对比，来解决因换卡，坏卡产生的纠纷。这种通过反查图像的辨别方法完全避免了车牌识别引起的误差，系统可靠性高。 6、针对收费公路的特殊性，嵌入式智能交通控制收费终端可支持封闭式入口车道、封闭式出口车道、开放式车道、ETC (电子不停车)、自动发卡入口车道等多种类型的车道收费。由同一版本程序经过参数配置可以配置为支持不同收费车道(如封闭式车道程序，可配置为开放式，封闭式出口，封闭式入口，主线等)的应用程序。7、嵌入式智能交通控制收费终端可支持多种不同厂家的设备。系统封装了常用的多家厂商提供的硬件设备接口，通过更改相应配置即可适应不同类型的硬件设备，这样便于系统硬件升级或更换。8、为了减轻联网收费业务对交通专网通信系统的完全依赖性，嵌入式智能交通控制收费终端实现了脱机情况下进行收费的功能，即任何一个环节的网络故障不会影响各收费车道的正常收费业务。由于车道收费系统是24小时不间断地工作，在网络中断或者传输设备出现故障时，车道系统进行离线收费而不会使收费数据丢失，收费数据存储在车道机中，待网络畅通，传输设备正常时，收费数据自动上传至上级数据库中。完全符合交通运输部对联网收费的安全性等要求。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，包括双核处理器、通信模块、存储模块和连接在双核处理器上的外围设备，所述双核处理器为多个，所述双核处理器均设置通信模块，该通信模块在不同的处理器间实现通信，并将数据实时逐级传送至收费站，管理分中心，收费管理总中心，所述双核处理器均设置存储模块。
2.根据权利要求I所述的嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，所述双核处理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，所述HI3520芯片与DM6446芯片之间通过串口通信，所述HI3520芯片它包含高级精简指令集处理器ARMll处理器和视频处理器的双核结构，其中，ARMll处理器为主控制模块，视频处理器为视频处理模块，所述DM6446芯片包含高级精简指令集处理器ARM和数字信号处理器DSP双核结构，其中，ARM处理器为车牌识别控制处理模块，DSP处理器为DSP模块。
3.根据权利要求I或2所述的嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，所述存储模块包括SSD固态硬盘或CF卡。
4.根据权利要求2所述的嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，所述HI3520芯片中ARMll处理器为主控制模块，负责车道收费软件的运行，多个外围设备的控制，所述HI3520芯片中的视频处理模块负责监控视频的压缩解编码，具有多路视频并行处理能力，所述DM6446芯片中的车牌识别控制处理模块负责对车牌识别控制，抓取车牌图片，所述DM6446芯片中的DSP模块，负责从监控视频中对车牌进行识别。
5.根据权利要求4所述的嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，所述外围设备包括显示器、收费键盘、IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器、ETC路侧单元、自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈，所述IC卡读写器、票据打印机、动态轴重仪、静态轴重仪、费额显示器、自动发卡机、字符叠加器和ETC路侧单元连接到HI3520主控制模块的RS232接口上，所述显示器连接到HI3520主控制模块的VGA接口上，所述收费键盘通过USB接口与HI35200主控制模块连接，所述自动栏杆、车道通行信号灯、报警器和地感线圈通过I/O接口与HI3520主控制模块连接。
全文摘要
本发明公开了一种嵌入式智能交通控制收费终端，其特征在于，包括双核处理器、通信模块、存储模块和连接在双核处理器上的外围设备，所述双核处理器为多个，所述双核处理器均设置通信模块，该通信模块在不同的处理器间实现通信，并将数据实时逐级传送至收费站，管理分中心，收费管理总中心，所述双核处理器均设置存储模块。本发明的技术方案通过多个双核处理器，增强了多设备并发控制能力和多路视频处理能力，而在多个双核处理器上提供了丰富的扩展接口，达到了控制多个设备，处理多路视频、扩展性好的目的。
文档编号G07B15/06GK102915574SQ20121031492
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者李红, 张德水, 王 锋, 武天强, 张健, 丁择鑫, 邵鹏 申请人:甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司