一种基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的制作方法

本实用新型涉及高速公路用设备领域，具体涉及一种基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置。

背景技术：

随着社会的进步和科技的发展，高速公路收费站入口人工发放通行卡逐渐被自助发卡机取代。高速公路自助发卡机一般设在高速公路收费站入口车道，具有自动识别车型、记录车牌信息和发放通行卡等功能。自助取卡口分为上下两层，过往司机根据实际情况选择取卡，ETC车辆只需将电子标签卡在自助发卡机上轻刷，栏杆就会自动抬起，车辆即可快速通过。自助发卡系统配有车辆到达感应装置，操作时能对车辆车型进行识别，并能迅速抓拍到车辆照片，同时，将车辆入口信息自动储存到通行卡上，车辆行至出口处直接交卡即可完成交费。自助式发卡系统的应用，有效减轻了收费员的劳动强度，降低了运营成本，缓解了收费站入口车辆通行压力。但是因为自助发卡机需要24小时不间断运行，且具有复杂的结构组成，容易发生故障，一旦不能及时地发现排除故障，将会造成高速公路收费站入口的严重拥堵。

目前对于高速公路自助发卡机的故障排查方式为人工方式，即工作人员现场根据自助发卡机的故障表现逐一排除可能的故障部件，此种方式极大程度的依赖工作人员的经验，工作效率与工作人员的工作经验息息相关，且出现误判的可能性极高，不能迅速及时地定位故障，进而更换故障部件，排除故障，恢复车辆通行。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置，其可以准确地定位自助发卡机的故障部件，为工作人员及时准确更换故障部件提供依据。

一种基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置，包括终端设备，还包括电源通信接口和串口蓝牙转换部件，所述电源通信接口与自助发卡机发卡单元控制板连接，所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述串口蓝牙转换部件与所述电源通信接口、所述终端设备连接。

优选的是，所述电源通信接口包括第一串口转换芯片、开关降压芯片、第一稳压芯片和第一外置串口中的至少一种。

上述任一方案优选的是，所述第一串口转换芯片与自助发卡机发卡单元控制板单片机、所述第一外置串口连接。

上述任一方案优选的是，所述开关降压芯片与所述第一稳压芯片、所述第一外置串口连接。

上述任一方案优选的是，所述第一稳压芯片与所述第一串口转换芯片、所述自助发卡机发卡单元控制板单片机连接。

上述任一方案优选的是，所述开关降压芯片与外部电源连接。

上述任一方案优选的是，所述电源通信接口设置于所述自助发卡机发卡单元控制板上。

上述任一方案优选的是，所述电源通信接口设置于单独的PCB板上，通过排线与所述自助发卡机发卡单元控制板连接。

上述任一方案优选的是，所述串口蓝牙转换部件包括第二外置串口、第二串口转换芯片、第二稳压芯片和第二蓝牙模块中的至少一种。

上述任一方案优选的是，所述第二串口转换芯片与所述第二外置串口、所述第二稳压芯片、所述第二蓝牙模块连接。

上述任一方案优选的是，所述第二外置串口与所述第二稳压芯片、所述第二蓝牙模块连接。

上述任一方案优选的是，所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述第一外置串口与所述第二外置串口连接。

上述任一方案优选的是，所述串口蓝牙转换部件还包括外壳，用于安装第二串口转换芯片、第二稳压芯片、第二蓝牙模块中的至少一种。

上述任一方案优选的是，所述第二外置串口突出于所述外壳。

上述任一方案优选的是，所述终端设备包括显示单元、微处理器和第一蓝牙模块中的至少一种。

上述任一方案优选的是，所述微处理器与所述显示单元、所述第一蓝牙模块连接。

上述任一方案优选的是，所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述第一蓝牙模块与所述第二蓝牙模块通信连接。

采用本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置可以在自助发卡机发生故障时及时准确的定位故障点，为工作人员更换故障部件提供依据，有效减少因自助发卡机故障造成的收费站车辆拥堵时间，且本实用新型对自助发卡机的改动很小，易于实施。

附图说明

图1为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的一优选实施例的结构示意图。

图2A为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的电源通信接口供电通信的一优选实施例的示意图。

图2B为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的电源通信接口的一实施例的电路板分布示意图。

图2C为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的电源通信接口的另一实施例的电路板分布示意图。

图3A为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的串口蓝牙转换部件供电通信的一优选实施例的示意图。

图3B为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的串口蓝牙转换部件的一优选实施例的外形示意图。

图4为按照本实用新型的基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置的终端设备的一优选实施例的工作流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图1所示，一种基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置，包括电源通信接口10、串口蓝牙转换部件11和终端设备12，所述电源通信接口10与自助发卡机发卡单元控制板连接，所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述串口蓝牙转换部件11与所述电源通信接口10、所述终端设备12连接。

如图1和图2A所示，所述电源通信接口10包括第一串口转换芯片101、第一外置串口102、第一稳压芯片103和开关降压芯片104，所述第一串口转换芯片101与自助发卡机发卡单元控制板单片机、所述第一外置串口102连接，所述开关降压芯片104与所述第一稳压芯片103、所述第一外置串口102连接，所述第一稳压芯片103与所述第一串口转换芯片101、所述自助发卡机发卡单元控制板单片机连接，所述开关降压芯片104与外部电源连接。

自助发卡机发卡单元控制板单片机使用TTL电平串口通信，该通信方式传输距离近，抗干扰能力弱，而RS232电平串口通信传输距离远，抗干扰能力强，因此设置第一串口转换芯片101将自助发卡机发卡单元控制板单片机的TTL电平串口通信转换为RS232电平串口通信，所述第一串口转换芯片采用常用的串口转换芯片，如SP3232、MAX3232等。所述开关降压芯片104将连接的12V外部电源供电转换为5V供电，可以采用常用的开关降压芯片，如TPS5430、TPS54202H、TPS62140A等。所述开关降压芯片104为所述第一外置串口102、所述第一稳压芯片103提供5V供电。所述第一稳压芯片103将接收到的5V供电转换为3.3V供电，为所述自助发卡机发卡单元控制板单片机、所述第一串口转换芯片101提供合适的电能供应。所述第一稳压芯片103可以采用常用的稳压芯片，如AMS1117系列，LM1117等。

如图2B所示，所述电源通信接口10设置于所述自助发卡机发卡单元控制板上。所述电源通信接口10各部件之间以及与所述自助发卡机发卡单元控制板单片机通过PCB连线连接。

如图1和图3A所示，所述串口蓝牙转换部件11包括第二外置串口111、第二串口转换芯片112、第二稳压芯片114和第二蓝牙模块113。所述第二串口转换芯片121与所述第二外置串口111、所述第二稳压芯片114、所述第二蓝牙模块113连接，所述第二外置串口111与所述第二稳压芯片114、所述第二蓝牙模块113连接。所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述第二外置串口111与所述第一外置串口102连接，所述第一外置串口102将接收到的5V供电提供给所述第二外置串口111，所述第二外置串口111为所述第二蓝牙模块113、所述第二稳压芯片114提供5V供电，所述第二稳压芯片114将所述5V供电转换为3.3V供电，为所述第二转换芯片112提供合适的电能供应。所述第二外置串口111接收所述第一外置串口102发送的RS232电平串口通信信号，并发送至所述第二串口转换芯片112，所述第二串口转换芯片112将所述第二外置串口111发送的RS232电平串口通信信号转换为TTL电平串口通信信号后发送给所述第二蓝牙模块113。所述第二串口转换芯片112采用常用的串口转换芯片，如SP3232、MAX3232等；所述第二稳压芯片114采用常用的稳压芯片，如AMS1117系列，LM1117等；所述第二蓝牙模块113采用常用的蓝牙模块，如HC-05、HC-06等。

如图3B所示，所述串口蓝牙转换部件11还包括外壳115，所述外壳115用于安装所述第二串口转换芯片112、第二稳压芯片114、第二蓝牙模块113，所述第二外置串口111突出于所述外壳115。在所述外壳116上安装有指示灯116，所述串口蓝牙转换部件11处于工作状态时，所述指示灯116亮。所述串口蓝牙转换部件11还具有紧固螺钉，用于将所述第二外置串口111与所述第一外置串口102连接。

所述第一外置串口102与所述第二外置串口111为常用的RS232串口，如DB25、DB9等，所述所述第一外置串口102与所述第二外置串口111的针数相匹配。

所述终端设备12包括显示单元123、微处理器122和第一蓝牙模块121，所述微处理器122与所述显示单元123、所述第一蓝牙模块121连接，所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置工作时，所述第一蓝牙模块121与所述第二蓝牙模块113通过蓝牙通信连接。所述终端设备还包括存储单元，用于存储所述自助发卡机发卡单元控制板固件。

实施例2

使用所述基于蓝牙的高速公路自助发卡机维护装置对自助发卡机进行维护时，工作人员首先将所述串口蓝牙转换部件11的第二外置串口111与所述电源通信接口10中的第一外置串口102连接固定，所述串口蓝牙转换部件11接通电源开始工作。然后如图4所示，使用所述终端设备12执行步骤S41：开启所述终端设备12中的第一蓝牙模块121，并将所述第一蓝牙模块121与所述第二蓝牙模块113配对；执行步骤S42：发送自助发卡机状态查询指令，所述状态查询指令通过第一蓝牙模块121和第二蓝牙模块113到达串口蓝牙转换部件11，此时的状态查询指令为TTL电平串口通信信号，然后经过第二串口转换芯片112转换为RS232电平串口通信信号，经外置串口发送至电源通信接口10，经第一串口转换芯片101转换为TTL电平串口通信信号后到达自助发卡机发卡单元控制板单片机。自助发卡机发卡单元控制板单片机接收到状态查询指令后，向所述终端设备12反馈自助发卡机各部件状态数据及故障代码。执行步骤S43：所述终端设备12接收自助发卡机返回的状态包，并对状态包进行处理。终端设备接收状态包的串口通信信号电平转换过程与步骤S42中发送查询指令时相反，即自助发卡机发卡单元控制板单片机发送的状态包数据为TTL电平串口通信信号，经过第一串口转换芯片101后转换为RS232电平串口通信信号，然后经过外置串口到达串口蓝牙转换部件11，然后经过第二串口转换芯片112转换为TTL电平串口通信信号，依次经第二蓝牙模块113、第一蓝牙模块121到达终端设备12。执行步骤S44：终端设备12将处理后的状态数据包进行显示，包括自助发卡机的各部件工作状态、固件版本、通信状态、故障类型等。自助发卡机各部件工作状态包括：出卡口红外传感器状态、备卡口红外传感器状态、入卡口红外传感器状态、勾卡霍尔传感器状态和旋转到位霍尔传感器状态中的至少一种，状态为触发或未触发；还包括勾卡直流电机电流大小、滚卡直流电机电流大小和旋转步进电机电流大小中的至少一种，电流大小采用数值表示，如旋转步进电机2.04A。固件版本信息显示自助发卡机内固件的当前版本，如版本V1.00。通信状态显示终端设备与自助发卡机的通信是否成功，如用●标识通信成功，○标识通信失败。故障类型可以采用故障代码的形式显示，也可以采用故障代码与文字结合的方式显示，如：

01 勾卡直流电机异常

02 滚卡直流电机异常

03 旋转步进电机异常

06 出卡故障

07 回收卡故障

08 出卡口红外传感器异常

09 备卡口红外传感器异常

0A 入卡口红外传感器异常

0B 旋转到位霍尔传感器异常

0D 勾卡霍尔传感器异常

0E 固件异常

等。

维护人员根据自动发卡机各部件的工作状态及故障类型，可以快速定位故障点，更换故障部件，恢复自助发卡机的正常工作。对于固件异常的情况，维护人员通过终端设备12下发更新固件的指令，新版本的固件通过串口蓝牙转换部件、电源通信接口发送至自助发卡机发卡单元控制板CPU，对自助发卡机发卡单元控制板内的固件进行更新，完成故障修复。

实施例3

如图2C所示，所述电源通信接口10设置于单独的PCB板上，所述电源通信接口10各部件之间通过PCB连线连接，所述电源通信接口10通过排线与所述自助发卡机发卡单元控制板连接。

在所述串口蓝牙转换部件11中，为避免瞬时脉冲对所述第二串口转换芯片112、第二稳压芯片114、第二蓝牙模块113造成损坏，还设置有TVS保护管，所述第二外置串口接收的5V供电先经过所述TVS保护管之后再给所述第二稳压芯片114、第二蓝牙模块113进行供电。

需要说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。