专利名称：机动车公路管理自动检查收费装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属信息通讯技术，主要涉及对机动车交通管理的自动检查。
公知车辆自动收费系统等自动设备，可进行有关的自动管理工作，以提高效率和准确性，减少工作环节，降低劳动强度，改善管理；但由于电路尚较简单，设备的工作性能和实际效果都有待提高，往往影响了这一技术的使用。
本实用新型的目的是提出有较先进性能的机动车公路自动检查收费装置的技术方案。
本实用新型的目的是这样实现的。自动检查收费装置包括计算机，与计算机异步通讯口相联的无线主机，与计算机相联的调制解调器和打印机，独立设置的电子车牌，与电路相联的电源，以及安装上述电路的壳体与相关固定部件。其中，无线主机含振荡电路、接收其高频信号的倍频电路、受单片机控制、接收倍频输出的输出级电路的发射电路，和接收天线、与之相联的选频放大电路、接收放大电路信号的本振、滤波、放大、鉴频电路的接收电路，接收接收电路输出并控制发射电路的单片机，与单片机相联的监控电路的无线收发电路；与单片机总线相联的数据存储器；联接单片机与上述计算机的通讯接口。电子车牌的结构与所述无线收发电路一致，二者可利用无线电波进行非接触式通讯。在上述电路中所述的本振、滤波电路均为两级。这样，可有效提高电路接收灵敏度及抗干扰能力，增加了信号的传输距离，能更好地完成对机动车进行不停车检查、收费和管理，从而实现了本实用新型的目的。
本实用新型所述无线主机采用多个无线收发电路，并通过多路开关与另设的单片机联接，所述数据存储器与另设单片机的总线相联，所述通讯接口将另设单片机与所述计算机相联。以增加设备同步处理信息的能力。
本实用新型所述监控电路含欠压复位电路及看门狗电路，并与所述单片机的复位引脚相联，以确保工作可靠。
本实用新型所述电路中的单片机，为具有程序存储器的防破译型单片机，以增强设备存储信息的可靠性。
本实用新型所述无线主机还含有维持其工作的不间断电源及相应容量的存储器，以使无线主机可脱机工作。
本实用新型所述联接单片机与计算机的通讯接口是采用具有抗雷击功能的485借口或CAN总线，通过两芯普通电缆相联，使联接简单可靠，便于远距离传输。
本实用新型经选用较高性能的电路组合和计算机技术，设立多个电子帐户，用于道路、桥梁、停车场等的收费及交通管理方面的多种不同工作，使设备可实现机动车多车、多种信息、较大数据量的同步不停车检查。本设备体积小、重量轻、存储容量大，抗干扰能力强，并具有防止非法修改数据的加密措施。本实用新型实用性强，可全天候工作，并确保工作可靠，便于形成网络、联合管理，极大地改善和丰富了机动车不停车检查功能，提高了交通管理的现代化水平。
附图给出了本实用新型的实施例示意。
图1是机动车公路管理自动检查收费装置结构框图；图2是电子车牌及无线主机收发电路原理图；图3是无线主机中与单片机相关的电路原理图；图4是无线主机中与接口、电源相关的电路原理图；图5是另一种电子车牌及无线主机收发电路原理图。
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
第一实施例为公路不停车检查收费和管理设备，用于公路不停车检查收费和管理。如图1-图4。它包括电子车牌X31、无线主机X32、经485接口与之联接的计算机X34及其外围设备打印机X35和调制解调器X33。其收发部分设在检查站、收费站及待检车内。如图1。
电子车牌X31及无线主机X32的无线收发电路X22、X23、X24、X25的电路相同，由调频接收电路X01、单片机X02、调频发射电路X03和监控电路X04组成，电路原理图见图2。
图2中，无线接收电路X01由U1及其外围元器件组成。从接收天线收到的射频信号，经C7、T2选频后，经C8送到由Q1、R6、C9、R5组成的放大器，放大后的信号经C6送到U1的第一混频器(21脚)，电感T6、晶体X2、R18、C10，C3与U1内部振荡器构成第一本振，频率由X2确定。由第一混频器得到的10.7MHz第一中频信号经F2滤波后送第二混频器，第二本振的信号由U2的4脚取得，频率为10.245MHz第二混频器输出455KHz的第二中频信号经F1滤波后送U1内部限幅放大器，经内部鉴频器解调后由U1的17脚输出信号，经数据比较器整型后送U2的RXD接收。
无线发射电路X03包括振荡及倍频级和输出级。由Q2、T1、R1、X1、R15、C4、T4、R13、C20及U1内部的变容二极管构成三点式振荡器及三倍频电路，U3的调制信号经R16加到变容二极管进行调制，振荡信号经C22藕合到输出级。输出级由Q3、T5、R14、C24、C21、C25、R17及发射天线构成，Q4，R22为输出级的电源控制电路。
单片机X02即U2(GMS97C2051)为包括程序存储器的单片机，C16，C17，X3为其振荡电路，D2、D3、R19为指示灯，U2通过串行总线与U3相连。
监控电路X04为可编程看门狗监控EEPROM(U3X25165)包含3种功能2K BYTE的EEPROM，可编程看门狗及欠压复位电路，复位信号由R11提升后送到U2的1脚。图中，四芯插座K0与显示器和按钮连接。
无线主机X32包括以下几部分四路无线接收及发射电路(X22、X23、X24、X25电路原理与电子车牌相同)单片机X21、存储器X27、通讯接口X28、实时时钟及可编程看门狗EEPROM电路X29(图3)；不间断电源X26及四路信号选择电路(图4)。
图3中单机片(U4GMS97C51)、地址锁存器(U1074HC373)、数据存储器(U8、U962256)是无线主机的基本电路。无线主机通过485接口(U5LBC184)与计算机通讯，D6、D7及R26为通讯指示灯。实时时钟由U6(HT1380)提供，X4为其外接晶体，电池B1及二极管D4、D5构成其供电电路。可编程看门狗EEPROM电路U7(X25165)的作用为上电复位、看门狗及信息存储。
图4中不间断电源原理为220V交流电经保险管F1进入变压器T1，T1有两个绕组12V、6V，12V交流电经整流、滤波及7809(U15)稳压后输出。另一绕组经D1整流，7815(U14)稳压，D9降压，R29限流后给蓄电池E1充电。蓄电池的放电电路由R28、R27、D11及Q6组成。
图4中四个插座K1-K4分别与四路无线接收及发射电路连接，信号选择电路由U11、U12(4052)、U13(4082)构成，控制信号接U4的P15、P16脚，R31、D12、D13、D14、D15为路选指示灯。
使用时，电子车牌放置在汽车驾驶室内，由汽车蓄电池供电。其内存储有该车的有关信息，如车号，车型及养路费、附加费、税费、保险费等的交纳情况，同时还可开设多个电子帐户，记录用于道路、桥梁及停车场收费的相应资料。其中的所有信息及电子帐户均是根据实际管理需要、由计算机通过主机增减数据项目及更改数据。无线主机和计算机可设在相应收费站、检查站或管理机关内。
工作时，无线主机处于连续发送命令状态，当待检车接近检查站时，车内电子车牌通过无线接收器接收无线主机的命令，经单片机确认命令的有效性后，取出相应的数据，并通过无线发射电路回应主机，主机收到数据后发送给计算机，处理后待查。检查人员发现有不符规定情况时，可采取相应措施。当管理部门对数据进行修改时，则可将有关命令经计算机、主机发送给电子车牌，电子车牌再将更新结果反馈给计算机验证。
道桥收费的过程与上述的数据修改情况相似，收费后将有关记录回送给电子车牌。
第二实施例为具有频道自动切换功能收费和管理系统的另一种实现方案，电路与前例基本相同。其中电子车牌及无线主机收发电路由无线接收电路U1(MC3363)、无线发射电路、频率合成电路U2(MC145162)、单片机U3(C2051)及可编程看门狗监控EEPROM(U4X25165)组成。
无线接收电路由U1及其外围元器件组成。从接收天线收到的射频信号，经L1、C1、T1、C3耦合到U1内部三极管的基极，放大后的信号由第4脚经C5耦合到第一混频器(1脚)，电感T3与U1内部变容管构成第一本振，频率控制信号由U2的15脚输出，经R7、R8、C12、C19、C2滤波后送到U1的27脚。由第一混频器得到的10.7MHz第一中频信号经F2滤波后送第二混频器，第二本振的信号由U2的8脚取得，频率为10.245MHz，第二混频器输出455KHz的第二中频信号经F1滤波后送U1内部限幅放大器，经内部鉴频器解调后由U1的16脚输出信号，经数据比较器整型后送U3的RXD接收。U1的载波检测信号通过Q4、R10、R4控制比较器的输入信号，以达到静噪的目的。
无线发射电路包括振荡级，放大级和输出级。振荡级由Q3，D2，T5及一些阻容器件构成三点式振荡器，其频率受U2控制，同时受U3的TXD调制，振荡信号经R20，C35耦合到放大级。放大级由Q2，T6及R34，R19，C34构成，放大后的信号由C32耦合至输出级。输出级由Q1，T4，R18，R17，C31，L2，C25构成，信号由发射天线向外发射。
频率合成器由U2及其他元器件构成。X1，C28，C29，CV构成其振荡电路。振荡信号同时提供给U1和U3。接收频率由14脚输入，压控信号由15脚输出。发射信号由C33，R36耦合到U2的9脚，压控信号由10脚输出，经R24，R25，R26，R27，C43，C44，C45滤波后控制变容二级管D2的电容，以达到控制发射频率的目的，D2同时受U3的TXD信号的调制。
7805，78L055，D1为电源电路，C15，C21，C26，C24，C23，C14，C8为滤波电容。
Q5和VOL为声音控制电路。
单片机U3、可编程看门狗监控EEPROM(U4)及无线主机与前一实例相同，不再叙述。
本实例在前一实例的基础上增加了频道自动搜索和切换功能，电子车牌能够自动搜索空频道并将其频率切换到该频道与主机通讯，以确保在车流量最大时也能及时完成查询或收费工作。工作过程与前一实例相同。
在前面叙述的两个实例中，均采用了灵敏度高、抗干扰能力强的双变频调频接收集成电路，增加了主机与电子车牌间的通讯距离，能够在车辆不减速、路上不设隔离墩的情况下顺利地对车辆进行检查或收费；实例中的单片机均采用具有程序存储器的防破译型单片机，并采用了高级的加密算法，确实保护电子车牌数据不会被非法修改；实例中的数据存储器可存储多达两千多个数据，可同时储存车辆在交通、公安、税务、保险及环保等方面的各种数据，可设多个电子帐户用于不同道桥收费，数据项目和内容可根据实际情况由管理部门更该；无线主机具有不间断电源和大容量存储器，能够在计算机停机的情况下独立工作。
权利要求1.自动检查收费装置包括计算机，与计算机异步通讯口相联的无线主机，与计算机相联的调制解调器和打印机，独立设置的电子车牌，与电路相联的电源，以及安装上述电路的壳体与相关固定部件其中，无线主机含振荡电路、接收其高频信号的倍频电路、受单片机控制、接收倍频输出的输出级电路的发射电路，和接收天线、与之相联的选频放大电路、接收放大电路信号的本振、滤波、放大、鉴频电路的接收电路，接收接收电路输出并控制发射电路的单片机，与单片机相联的监控电路的无线收发电路；与单片机总线相联的数据存储器联接单片机与上述计算机的通讯接口；电子车牌的结构与所述无线收发电路一致，二者可利用无线电波进行非接触式通讯其特征在于所述的本振、滤波电路均为两级(U1)。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于所述无线主机采用多个无线收发电路(X22、X23、X24、X25)，并通过多路开关(U11、U12、U13)与另设的单片机(U4)联接，所述数据存储器(U8、U9)与另设单片机的总线相联，所述通讯接口(U5)将另设单片机(U4)与所述计算机(X34)相联。
3.如权利要求1或2所述装置，其特征在于所述监控电路(X04、X29)含欠压复位电路及看门狗电路，并与所述单片机的复位引脚(RESET)相联。
4.如权利要求1或2所述装置，其特征在于所述单片机是具有程序存储器的防破译型单片机(X02、X21)。
5.如权利要求3所述装置，其特征在于所述单片机是具有程序存储器的防破译型单片机(X02、X21)。
6.如权利要求1或2所述装置，其特征在于所述无线主机还含有维持其工作的不间断电源(X26)及相应容量的存储器(X27)。
7.如权利要求3所述装置，其特征在于所述无线主机还含有维持其工作的不间断电源(X26)及相应容量的存储器(X27)。
8.如权利要求4所述装置，其特征在于所述无线主机还含有维持其工作的不间断电源(X26)及相应容量的存储器(X27)。
9.如权利要求5所述装置，其特征在于所述无线主机还含有维持其工作的不间断电源(X26)及相应容量的存储器(X27)。
专利摘要机动车公路管理自动检查收费装置,属信息通讯技术,采用两级本振、滤波的双变频调频接收集成电路(U1),不间断电源及相应容量数据存储器(X26、X27),具有程序存储器防破译型单片机(X02、X21),欠压复位及看门狗电路(X04、X29),多个无线收发端(X22、X23、X24、X25)。可设多个电子帐户,实现多车多信息大数据量的同步不停车检查。体轻小、容量大,抗干扰能力强,防止非法修改数据,全天候可靠工作,便于形成网络、联合管理。
文档编号G07B15/06GK2387601SQ99210338
公开日2000年7月12日 申请日期1999年6月2日 优先权日1999年6月2日
发明者郭建业 申请人:郭建业