研祥工控機(jī)IPC-6805E在高速公路不停車(chē) 收費(fèi)系統(tǒng)(ETC系統(tǒng))中的應(yīng)用

摘要： 不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)又稱(chēng)電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Collection System），簡(jiǎn)稱(chēng)ETC系統(tǒng)。它利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成車(chē)輛與收費(fèi)站之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路對(duì)收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)自動(dòng)收費(fèi)的全電子收費(fèi)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上或者車(chē)身其他部位的車(chē)載有源電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器之間的微波專(zhuān)用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)而能交納路橋費(fèi)的目的。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)主要利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)路側(cè)車(chē)道控制系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射與接收裝置識(shí)別通過(guò)車(chē)輛的編號(hào)，自動(dòng)從該用戶的專(zhuān)用賬戶中扣除通行費(fèi)。

關(guān)鍵詞： 研祥自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)

Abstract：

Key words :

系統(tǒng)概述

不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)又稱(chēng)電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Collection System），簡(jiǎn)稱(chēng)ETC系統(tǒng)。它利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成車(chē)輛與收費(fèi)站之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路對(duì)收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)自動(dòng)收費(fèi)的全電子收費(fèi)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上或者車(chē)身其他部位的車(chē)載有源電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器之間的微波專(zhuān)用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)而能交納路橋費(fèi)的目的。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)主要利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)路側(cè)車(chē)道控制系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射與接收裝置識(shí)別通過(guò)車(chē)輛的編號(hào)，自動(dòng)從該用戶的專(zhuān)用賬戶中扣除通行費(fèi)。

二、系統(tǒng)要求

1) 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備要求連續(xù)24小時(shí)工作，對(duì)主控設(shè)備的可靠性要求較高，主控設(shè)備一般采用工控機(jī)，MTBF：20，000小時(shí)，商用機(jī)一般不會(huì)考慮；

2) 主控設(shè)備安裝于高速收費(fèi)站內(nèi)，受振動(dòng)、灰塵等惡劣環(huán)境影響較大，主控設(shè)備必須防塵、防震、防潮；

3) 因?yàn)橐{(diào)試設(shè)備、設(shè)置參數(shù)、顯示結(jié)果、接外設(shè)、上傳數(shù)據(jù)等，所以VGA接口、PS2接口、COM接口、USB、LAN接口是必須的，USB接口最好前置，以方便人工操作；

4) 應(yīng)用程序全中文界面、操作簡(jiǎn)單，要求操作系統(tǒng)一般為Windows XP；

5) 主控系統(tǒng)要完成信息的采集、處理、分析、傳輸通信等功能，CPU性能不能太低，但是一般也不要求太高，適用即可，一般2.4GHZ以上CPU即可；

6) 擴(kuò)展接口：兼顧未來(lái)及老產(chǎn)品維護(hù)考慮，一般要求整機(jī)提供3個(gè)PCI接口（擴(kuò)視頻采集卡、串口卡、PCI網(wǎng)卡）、2個(gè)ISA接口（數(shù)采卡或串口卡）。

三、系統(tǒng)描述

系統(tǒng)是通過(guò)遠(yuǎn)距離、非接觸采集射頻卡的信息，車(chē)上裝有電子標(biāo)簽后，一進(jìn)入ETC車(chē)道，專(zhuān)用車(chē)道里的微波設(shè)備就自動(dòng)搜索信號(hào)，與車(chē)內(nèi)的電子標(biāo)簽進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在快速移動(dòng)狀態(tài)下的自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)化管理。該系統(tǒng)產(chǎn)品集計(jì)算機(jī)軟硬件、無(wú)線通信、信息采集處理、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動(dòng)控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應(yīng)用為一體，屬于先進(jìn)的智能交通信息采集設(shè)備和高安全性的智能身份識(shí)別系統(tǒng)，是一種能有效對(duì)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的重要技術(shù)手段。以目前的技術(shù)手段而言，只有有源電子標(biāo)簽?zāi)芡瓿煞€(wěn)定的高速識(shí)別。

除了關(guān)鍵收費(fèi)業(yè)務(wù)之外，系統(tǒng)還要另外完成多種任務(wù)，如車(chē)輛位置感知、車(chē)輛圖片抓拍、圖像字符疊加、費(fèi)額顯示、自動(dòng)欄桿打開(kāi)與關(guān)閉、交通信號(hào)燈指示、自動(dòng)報(bào)警置等，完成這些功能都有相應(yīng)的功能模塊與主控機(jī)相連進(jìn)行控制，比如串口、USB接口、網(wǎng)口等。

四、系統(tǒng)框圖

ETC車(chē)道主要組成設(shè)備有：路側(cè)讀寫(xiě)控制器（RSU）、車(chē)載機(jī)（OBU）、通行信號(hào)燈、報(bào)警器、字符疊加器、費(fèi)額顯示器、自動(dòng)欄桿機(jī)、車(chē)道計(jì)算機(jī)（含顯示器、鍵盤(pán)、主機(jī)）、車(chē)道控制器、雨棚信號(hào)燈、車(chē)輛檢測(cè)器、地感線圈、攝像機(jī)，讀卡機(jī)具等。

說(shuō)明：ETC收費(fèi)島比人工收費(fèi)島向前加長(zhǎng)7米，主要的ETC車(chē)道設(shè)備均安裝在這加長(zhǎng)的7米島頭上。

五、項(xiàng)目產(chǎn)品清單

主控設(shè)備：研祥EPE整機(jī)IPC-6805E

該主控設(shè)備的主板是一款采用Intel®H61芯片組，支持Intel®LGA1155封裝雙核、四核I3、I5、I7等系列CPU的高性能平臺(tái)；支持2條800M/1066M/1333M的DDR3內(nèi)存條，總?cè)萘孔畲笾С?6GB；板載2個(gè)10/100/1000Mbps網(wǎng)絡(luò)接口；支持VGA+VGA、VGA+DVI雙顯示功能；支持4個(gè)SATA接口；10個(gè)USB 2.0接口、2個(gè)串口（其中1個(gè)支持RS-232/RS-422/RS-485）、1個(gè)并口等豐富的I/O接口；可以通過(guò)底板進(jìn)行PCI與ISA組合擴(kuò)展。

該整機(jī)機(jī)箱是一款壁掛機(jī)箱，該機(jī)箱采用1.2mm厚的優(yōu)質(zhì)鋼板成型，噴涂高溫烘烤漆，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。具有優(yōu)良的散熱、抗振及抗幅射性能?？梢詽M足振動(dòng)、電磁干擾等嚴(yán)酷工作環(huán)境的使用，該主控設(shè)備的CPU板及底板采用研祥EPE總線設(shè)計(jì)，CPU板與底板間連接全采用CPCI針孔連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該機(jī)箱外觀尺寸不大，適宜在相對(duì)狹小的空間進(jìn)行安裝。

六、EVOC產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

1) 整機(jī)系統(tǒng)采用研祥EPE總線設(shè)計(jì)，CPU板與底板間采用CPCI針孔連接器相連，360度全包圍接觸，具有高度氣密性、防腐防氧化性、防塵性等，解決了在多塵、潮濕、高/低溫、腐蝕等各種工業(yè)惡劣環(huán)境下工作時(shí)連接器接觸面間易堵塞、氧化或發(fā)霉而造成的電氣接觸不良，徹底消除金手指連接在實(shí)際使用中所有的不良表現(xiàn)，保證了工控機(jī)工作的可靠性；

2) CPU板一旦安裝到位，CPCI針孔連接器公母頭接觸面間不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)摩擦，不會(huì)損傷導(dǎo)電層，提升了系統(tǒng)抗振動(dòng)和沖擊的能力，保證設(shè)備在振動(dòng)環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間可靠工作的要求；

3) 獨(dú)特的CPU背板支架設(shè)計(jì)，將CPU散熱器重量轉(zhuǎn)架到金屬機(jī)箱上，避免CPCI針對(duì)連接器間接觸力的不平衡，同時(shí)使兩個(gè)連接器間更加穩(wěn)固，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，進(jìn)一步提高了整機(jī)在振動(dòng)環(huán)境下可靠工作的能力；

4) EPE總線計(jì)算機(jī)解決了傳統(tǒng)金手指工業(yè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)無(wú)法通過(guò)底板供電，造成機(jī)箱走線復(fù)雜；EPE總線定義PS－ON#，5V SBS(2A)等信號(hào)，12V電源有5個(gè)管腳可承受7A電流，避免使用ATX電源時(shí)底板與CPU板之間控制連線；

5) EPE總線系統(tǒng)擴(kuò)展接口在信號(hào)分布上優(yōu)先考慮高速控制信號(hào)走線，設(shè)置地信號(hào)和高速控制信號(hào)的針腳相鄰, 避免由于信號(hào)傳輸線上存在較大的分布電容的影響，從而增強(qiáng)了信號(hào)的完整性，增強(qiáng)了EMC性能，增強(qiáng)了高速信號(hào)對(duì)地的參考和屏蔽作用，使得PCI、PCIE擴(kuò)展信號(hào)質(zhì)量得到大大改善，保證了系統(tǒng)的可靠性；

6) 整機(jī)系統(tǒng)采用注油減震墊對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行減震保護(hù)，在硬盤(pán)與其安裝支架之間采用注油減震墊進(jìn)行軟連接，有效避免硬盤(pán)與支架在外界震動(dòng)及沖擊作用力下的相互硬碰撞，從而有力保護(hù)硬盤(pán)不被震動(dòng)或沖擊損壞；注油減震墊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用寬溫環(huán)境、使用壽命長(zhǎng)、能對(duì)三維振動(dòng)進(jìn)行減震、兼容不同重量物體減震。