研祥工控機IPC-6805E在高速公路不停車收費系統(tǒng)(ETC系統(tǒng))中的應用

摘要： 不停車收費系統(tǒng)又稱電子收費系統(tǒng)（Electronic Collection System），簡稱ETC系統(tǒng)。它利用車輛自動識別技術(shù)完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換，通過計算機網(wǎng)路對收費數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)不停車自動收費的全電子收費管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在車輛擋風玻璃上或者車身其他部位的車載有源電子標簽與在收費站ETC車道上的遠距離讀寫器之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進行后臺結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。不停車收費系統(tǒng)主要利用車輛自動識別技術(shù)，通過路側(cè)車道控制系統(tǒng)的信號發(fā)射與接收裝置識別通過車輛的編號，自動從該用戶的專用賬戶中扣除通行費。

關(guān)鍵詞： 研祥自動識別不停車收費

Abstract：

Key words :

系統(tǒng)概述

不停車收費系統(tǒng)又稱電子收費系統(tǒng)（Electronic Collection System），簡稱ETC系統(tǒng)。它利用車輛自動識別技術(shù)完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換，通過計算機網(wǎng)路對收費數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)不停車自動收費的全電子收費管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在車輛擋風玻璃上或者車身其他部位的車載有源電子標簽與在收費站ETC車道上的遠距離讀寫器之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進行后臺結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。不停車收費系統(tǒng)主要利用車輛自動識別技術(shù)，通過路側(cè)車道控制系統(tǒng)的信號發(fā)射與接收裝置識別通過車輛的編號，自動從該用戶的專用賬戶中扣除通行費。

二、系統(tǒng)要求

1) 整個系統(tǒng)設(shè)備要求連續(xù)24小時工作，對主控設(shè)備的可靠性要求較高，主控設(shè)備一般采用工控機，MTBF：20，000小時，商用機一般不會考慮；

2) 主控設(shè)備安裝于高速收費站內(nèi)，受振動、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) 因為要調(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) 應用程序全中文界面、操作簡單，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) 擴展接口：兼顧未來及老產(chǎn)品維護考慮，一般要求整機提供3個PCI接口（擴視頻采集卡、串口卡、PCI網(wǎng)卡）、2個ISA接口（數(shù)采卡或串口卡）。

三、系統(tǒng)描述

系統(tǒng)是通過遠距離、非接觸采集射頻卡的信息，車上裝有電子標簽后，一進入ETC車道，專用車道里的微波設(shè)備就自動搜索信號，與車內(nèi)的電子標簽進行通訊，實現(xiàn)車輛在快速移動狀態(tài)下的自動識別，從而實現(xiàn)目標的自動化管理。該系統(tǒng)產(chǎn)品集計算機軟硬件、無線通信、信息采集處理、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡通訊、自動控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應用為一體，屬于先進的智能交通信息采集設(shè)備和高安全性的智能身份識別系統(tǒng)，是一種能有效對車輛進行自動識別和聯(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，只有有源電子標簽能完成穩(wěn)定的高速識別。

除了關(guān)鍵收費業(yè)務之外，系統(tǒng)還要另外完成多種任務，如車輛位置感知、車輛圖片抓拍、圖像字符疊加、費額顯示、自動欄桿打開與關(guān)閉、交通信號燈指示、自動報警置等，完成這些功能都有相應的功能模塊與主控機相連進行控制，比如串口、USB接口、網(wǎng)口等。

四、系統(tǒng)框圖

ETC車道主要組成設(shè)備有：路側(cè)讀寫控制器（RSU）、車載機（OBU）、通行信號燈、報警器、字符疊加器、費額顯示器、自動欄桿機、車道計算機（含顯示器、鍵盤、主機）、車道控制器、雨棚信號燈、車輛檢測器、地感線圈、攝像機，讀卡機具等。

說明：ETC收費島比人工收費島向前加長7米，主要的ETC車道設(shè)備均安裝在這加長的7米島頭上。

五、項目產(chǎn)品清單

主控設(shè)備：研祥EPE整機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；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10/100/1000Mbps網(wǎng)絡接口；支持VGA+VGA、VGA+DVI雙顯示功能；支持4個SATA接口；10個USB 2.0接口、2個串口（其中1個支持RS-232/RS-422/RS-485）、1個并口等豐富的I/O接口；可以通過底板進行PCI與ISA組合擴展。

該整機機箱是一款壁掛機箱，該機箱采用1.2mm厚的優(yōu)質(zhì)鋼板成型，噴涂高溫烘烤漆，結(jié)構(gòu)堅固。具有優(yōu)良的散熱、抗振及抗幅射性能?？梢詽M足振動、電磁干擾等嚴酷工作環(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，CPU板與底板間連接全采用CPCI針孔連接器來實現(xiàn)。該機箱外觀尺寸不大，適宜在相對狹小的空間進行安裝。

六、EVOC產(chǎn)品優(yōu)勢

1) 整機系統(tǒng)采用研祥EPE總線設(shè)計，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際使用中所有的不良表現(xiàn)，保證了工控機工作的可靠性；

2) CPU板一旦安裝到位，CPCI針孔連接器公母頭接觸面間不會發(fā)生相對位移，不會產(chǎn)生相對摩擦，不會損傷導電層，提升了系統(tǒng)抗振動和沖擊的能力，保證設(shè)備在振動環(huán)境下長時間可靠工作的要求；

3) 獨特的CPU背板支架設(shè)計，將CPU散熱器重量轉(zhuǎn)架到金屬機箱上，避免CPCI針對連接器間接觸力的不平衡，同時使兩個連接器間更加穩(wěn)固，不會產(chǎn)生相對位移，進一步提高了整機在振動環(huán)境下可靠工作的能力；

4) EPE總線計算機解決了傳統(tǒng)金手指工業(yè)計算機平臺無法通過底板供電，造成機箱走線復雜；EPE總線定義PS－ON#，5V SBS(2A)等信號，12V電源有5個管腳可承受7A電流，避免使用ATX電源時底板與CPU板之間控制連線；

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

6) 整機系統(tǒng)采用注油減震墊對硬盤進行減震保護，在硬盤與其安裝支架之間采用注油減震墊進行軟連接，有效避免硬盤與支架在外界震動及沖擊作用力下的相互硬碰撞，從而有力保護硬盤不被震動或沖擊損壞；注油減震墊結(jié)構(gòu)簡單、適用寬溫環(huán)境、使用壽命長、能對三維振動進行減震、兼容不同重量物體減震。