一种基于物联网关的公路车道收费系统的制作方法

本发明涉及物联网领域，特别是涉及一种基于物联网关的公路车道收费系统。

背景技术：

1、车道收费系统作为一个整体，包括了车道硬件外设功能和收费业务功能，车道硬件外设功能又包括了数据采集处理和设备控制。在实际的高速公路收费流程中，收费业务逻辑部分会与车道硬件外设部分发生多次交互，比如，收费业务与车道控制器交互获取车辆位置和控制抬降杆、收费业务与摄像枪交互获取车辆的车牌信息、收费业务与rsu天线控制器交互进行车载单元(obu)的读写处理、收费业务与费额显示器交互显示缴费信息、收费业务与情报板交互标识车道和引导车流。

2、其中，交互方式因设备通信方式的不同而变化，这些通信方式包括但不限于串口通信、tcp网口通信、pci总线并口通信。这样，收费业务逻辑部分就需要针对设备和设备所支持通信方式的组合做全量性处理，包括同一设备的不同通信方式，比如情报板设备有串口和tcp网口两种通信方式，以及同一通信方式的不同设备，比如显示屏设备和rsu天线控制器设备都支持串口通信等。

3、上述现有技术方案中具有以下缺陷：

4、1、业务代码与设备控制代码耦合严重，当业务增长和设备增多后，代码变得臃肿，，容易发生故障；

5、2、车道硬件维护或者增加新设备时，需要关闭整个车道系统；

6、3、车道硬件外设调试不方便，因为设备的数据采集和控制功能集成在车道收费软件中，想要对单个设备进行调试需要打开整个车道收费软件；

7、4、与车道硬件外设的通信采用调用动态库的方式实现，需要对车道收费软件使用的动态库版本进行维护；同时当调用出现问题时需要与设备厂商进行沟通处理，增加了运维成本，降低了处理问题的效率。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于物联网关的高速公路车道收费系统。

2、一种基于物联网关的公路车道收费系统，包括：

3、车道收费系统模块；

4、及车道物联网关模块，包括数据通信单元及控制单元，所述车道物联网关模块与所述车道收费系统模块通信连接，并通过所述数据通信单元外接车道硬件外设，用以使所述车道收费系统模块与外接的车道硬件外设实现通信连接，所述数据通信单元具有至少一种通信接口，所述控制单元用以将所接收的初始信号转换为所需的目标信号。

5、在其中一个优选实施方式中，所述车道收费系统模块与所述车道物联网关模块基于网络通信协议实现通信连接。

6、在其中一个优选实施方式中，所述网络通信协议为http通信协议。

7、在其中一个优选实施方式中，所述控制单元用以基于http通信协议接收所述车道收费系统模块的控制指令，并将所述控制指令转换为目标信号，通过所述数据通信单元将所述目标信号传输至对应的外接车道硬件外设。

8、在其中一个优选实施方式中，所述数据通信单元用以接收外接车道硬件外设发出的外设状态信号，并通过所述控制单元将所述外设状态信号转换为适于所述车道收费系统模块识别的http状态指令。

9、上述实施方式中，由于本系统所外接的车道硬件外设的牌子多，型号也多，协议复杂，通过车道物联网关模块基于对应协议进行封装，使车道收费系统模块能以统一的http协议对车道物联网关模块进行控制。

10、在其中一个优选实施方式中，所述数据通信单元支持rs232串口协议、pci总线并口协议及/或网络通信协议。

11、在其中一个优选实施方式中，所述数据通信单元具有用以对接读卡器、车道控制器、显示屏、rsu天线及称台的数据接口。

12、在其中一个优选实施方式中，所述数据通信单元基于mqtt协议通信连接于外接车道硬件外设。

13、在其中一个优选实施方式中，所述数据通信单元基于grpc协议通信连接于外接车道硬件外设。

14、本发明上述实施方式公开的基于物联网关的公路车道收费系统将车道硬件外设数据采集和控制部分从主系统中拆分出来，减少了主系统的代码量和复杂度，将原有的对车道硬件外设采用的方法调用改为接口调用，使调试更加灵活。本技术方案以开放接口的形式调用，同时，车道硬件外设与车道物联网关间的通信基于各设备的底层通信协议实现，处理逻辑完全透明化，开发和测试人员可方便的进行单点调试、分步调试，进而可快速定位和解决问题，解决了现有技术中在对车道硬件外设进行访问或控制时调用方法不可见，无法进行单点调试。

15、利用车道物联网关，将车道收费软件的主业务与设备数据采集和控制功能彻底分开，相互独立。这样上层车道收费软件不再需要关心与各设备间交互的具体细节，只需按照车道物联网关提供的统一接口进行调用即可，方便快速；而在车道物联网关的内部，各车道硬件外设可实现集中的管理和监控，规范统一。同时因为与主系统相互独立，所以涉及到车道硬件外设功能的修改不会影响车道收费软件的正常使用。此外，车道物联网关采用串口协议/http协议与外设交互，不采用与系统绑定的动态库，可以跨平台、跨架构使用。

技术特征：

1.一种基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述车道收费系统模块与所述车道物联网关模块基于网络通信协议实现通信连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述网络通信协议为http通信协议。

4.根据权利要求3所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述控制单元用以基于http通信协议接收所述车道收费系统模块的控制指令，并将所述控制指令转换为目标信号，通过所述数据通信单元将所述目标信号传输至对应的外接车道硬件外设。

5.根据权利要求3所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述数据通信单元用以接收外接车道硬件外设发出的外设状态信号，并通过所述控制单元将所述外设状态信号转换为适于所述车道收费系统模块识别的http状态指令。

6.根据权利要求1所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述数据通信单元支持rs232串口协议、pci总线并口协议及/或网络通信协议。

7.根据权利要求1所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述数据通信单元具有用以对接读卡器、车道控制器、显示屏、rsu天线及称台的数据接口。

8.根据权利要求1所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述数据通信单元基于mqtt协议通信连接于外接车道硬件外设。

9.根据权利要求1所述的基于物联网关的公路车道收费系统，其特征在于，所述数据通信单元基于grpc协议通信连接于外接车道硬件外设。

技术总结
本发明涉及一种基于物联网关的公路车道收费系统，包括：车道收费系统模块及车道物联网关模块，包括数据通信单元及控制单元，车道物联网关模块与车道收费系统模块通信连接，并通过数据通信单元外接车道硬件外设，用以使车道收费系统模块与外接的车道硬件外设实现通信连接，数据通信单元具有至少一种通信接口，控制单元用以处理接收的控制信号。将车道硬件外设数据采集和控制部分从主系统中拆分出来，减少了主系统的代码量和复杂度，将原有的对车道硬件外设采用的方法调用改为接口调用，使调试更加灵活。本发明以开放接口的形式调用，进而可快速定位和解决问题解决了现有技术中在对车道硬件外设进行访问或控制时调用方法不可见，无法进行单点调试。

技术研发人员：梁燕飞,罗燕忠,李伟
受保护的技术使用者：广东利通科技投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12