公路管理系统及其管理方法技术方案

本发明专利技术公开的一种公路车辆管理系统，它使用专用收费器和缴费器，缴费器安装在车辆上，收费器在管理站内。车载缴费器由站内的红外线发射器打开，收费完毕，由站内收费器控制将其无线电发射电路关闭。收费器和缴费器均具有多个工作频道，由收费站的计算机控制，容许同时对多个车辆使用不同频道收费，因此，车辆通行速度不受限制，且具有数据交换量大，系统功能扩充裕度大的特点。同一系统，既可收取过桥、过路费，还可对车辆进行规、税费缴纳情况、司机驾驶执照情况、是否是被盗车辆等等车辆个体情况进行稽查，为实现公路管理现代化提供了一种技术支持。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种公路上针对行驶车辆的管理系统和管理方法。收费方面，我国使用的公路不停车收费系统中，收费站与车辆间的信息交换主要采用非接触式IC卡，进行无线数据通讯。由于非接触式IC卡的无线电信号作用距离不大，若车速太高，数据未交换完毕，车辆便已离开无线电作用范围，因此，车辆通过收费站的速度受到限制。同时，由于作用距离小，交换的数据量相应的受到限制，对系统的功能扩展也带来不利的影响。此外，国内外关于不停车收费系统的专利很多，有的技术已具相当水平。其基本构成都是利用车载设备与站内设备之间进行非接触式信息传递。主要又可分为二大类，其中一类是采用红外线进行通讯，为避免发生误动作，使用无线电进行车载设备的开启，即所谓唤醒装置。显然，使用无线电作为唤醒信号，如有二部以上的车辆前后左右跟进，距离很近，或者双向行驶同时到达收费站，则开启的将不是一部车，容易失去唯一性。另外，采用红外线通讯，红外线的作用距离很有限，不利于大量数据交换和车辆高速通行，如车速过高，则有可能前车数据还未交换完毕，后车已进入红外线作用范围。另一类不停车收费是采用无线电进行数据交换，无线电信号的信息交换之唯一性问题是必须解决的问题，否则，对进入无线电作用距离以内的车辆，都可能产生影响。有的专利对此问题未予以足够的认识，但大部分都采取了一定的措施。有在收费站安装红外构成的车辆通过检测器，但只能起通知收费系统开始工作的作用。对紧跟在后的另一车辆及反向行驶到达同一位置的车辆无法区别，其无线电信号可能干扰其他车辆。有采用无线电鉴别手段的，即根据全波束和扇形波束天线接收信号的强弱区别，来与进入特定区域的ETC车进行通讯，但这种方法仍然无法区别同时进入特定通讯区的车辆，因为任何无线电措施都不能将特定通讯区设定得刚好一部车所占空间。有将特定的通讯标志预先分配给各车载单元，以与站内特定的通讯设备进行通讯，以保证通讯的唯一性，但由于使用无线电通讯的频道未能随机变换，虽解决了车辆标志的唯一性问题，但仍未解决同时到达的车辆通讯时的一一对应，互相不干扰的问题。综上所述，如果车用IC卡采用接触式IC卡，用专门的无线电收发装置与收费站进行数据交换，可增大无线电信号的作用距离，对车速和数据交换量都不存在严格的限制，但由此又带来前后跟进的车辆、双向行驶同时到达的车辆间的识别问题，而使这种方法难以投入实际运用。若使用红外线通讯，与车辆进行数据交换，虽可保证通讯中的唯一性问题，但由于红外线的作用距离有限，又使车辆通行速度和数据交换量二者都受到限制。技术方案本专利技术的目的是提供一种公路上针对行驶车辆的管理系统和管理方法，它能够对通过的车辆车速和管理站与车辆间数据交换量不加以限制，而且确保相互间的通讯快捷、及时、可靠。本专利技术所述的管理系统包括公路车辆上装有的一个附IC卡的红外遥控缴费器、管理站内设置的分别相对于左、右通道的两个红外发射器、多个收费器以及作为管理和控制中心的、具有管理站内各装置与计算机之间的连接通道的一台计算机，红外遥控缴费器、红外发射器和收费器具备相应的多个工作频道，其中缴费器主要由缴费器单片机、IC卡读写电路、红外接收电路、外部数据存储器、无线电收发装置和电源组成，其它的各部分均设置并行接口与缴费器单片机相接；收费器主要由收费器单片机、计算机接口电路和无线电收发装置组成，收费器单片机通过计算机接口电路与计算机相接，无线电收发装置接于收费器单片机；红外发射器主要由发射器单片机和红外发射装置组成，其中发射器单片机与计算机相接，红外发射装置接于发射器单片机。其管理方法如下当安装有红外遥控缴费器的车辆通过管理站时，站内红外发射器发出的红外线打开车上缴费器的无线收发系统，缴费器开始工作，与站内收费器进行数据交换，收费器将接收到的有关数据送系统计算机处理，然后将计算机返送回来的数据发射给缴费器，收费完毕，收费器发出关机信号，缴费器将其自身的无线收发装置关闭，整个收费过程结束。站内二个红外发射器分别安装在管理站的左右二个通道，分别开启两个不同方向通过的车辆上的缴费器。站内多个收费器，可同时工作，但所使用的通讯频率不相同，故发射的无线电信号不会互相混淆。车辆上的缴费器具有多个工作频道，具体使用哪个频道，由站内的红外发射器发射的红外线频率指定，红外发射器受站内计算机控制，在指定缴费器的工作频道的同时，也给站内的收费器中的一个指定相同的通讯频率，使其一对一的工作，从根本上解决了不同车辆之间的信号识别问题，收费工作准确无误。由于车辆上安装有专用缴费器，故其发射功率较强，无线电信号作用距离较大，加之允许同时对多个车辆收费，因此，对车辆通行速度和交换的数据量都无限制。既实现了高速不停车收费，同时还为系统功能扩展提供了技术保障，如对车辆个体情况的稽查，包括各类规、税费缴纳情况的稽查，被盗车辆的鉴别与拦截，司机驾驶执照及车辆年检年审情况的检查等，这些目前由交警人工进行的工作均可改由本管理系统自动完成。图8是红外发射器程序设计框图；图9是计算机的程序设计框图； 1.车用红外遥控缴费器车用红外遥控缴费器是系统的重要组成部分，它与站内收费器配套使用，缴费器的结构框图如图2所示，缴费器的核心是单片机，单片机的软件功能框图如图3和图4。缴费器主要由IC卡读写电路、红外接收电路、外部数据存储器和无线电收发系统五部分组成。IC卡读写装置用于用户数据输入，当用户将所持IC卡插入IC卡插座后，向单片机发出中断请求。此中断为二级中断，在未进行数据通讯的情况下，单片机将响应中断，开始读入IC卡内的数据，执行该功能的软件框图如图3所示。读数开始，首先校对密码，在密码校对无误后，读取卡内有关数据，包括车辆牌照号、车型代码、现金数额、年检年审情况记录、各类规税费缴纳情况等。单片机读入数据并将其存入内存中，如果是新开户，则将有关数据及信息贮存在外存中；若非新开户，则与外存中原有数据进行比较，如有新的有效信息，则将新的信息记入外存，否则原存数据不变，至此数据读入过程结束。然后，清除内存，并对IC卡进行擦除操作，将IC卡的现金数据记录区全部置1(实际是将数据清零)，卡内的其它信息保留不作修改。用户在插入IC卡后，如未将卡拔出，不会产生新的中断请求，单片机不会重复读取数据。如果用户将未有新信息的卡反复连续插拔，不影响缴费器的正常工作。此外，缴费器还可以设有信息查询按键，用户可通过该按键随时查看现金余额等有关信息。如图3中中断3所示。红外接收电路用来接收站内红外发射器发出的红外信号。当车辆行驶通过管理站时，它接收到站内发出的红外信号，并将红外信号转变为相应频率的电信号，向单片机发出中断请求，此中断为一级中断，单片机立即响应。单片机响应中断后，开始执行一系列操作，其软件框图见图4。其工作过程如下首先对红外接收电路输入信号的频率进行计数，根据计数结果，确定缴费器当前应使用的频道，接通无线电收发装置的电源，并为其指定工作频道。接着将联络信号送无线发射装置，开始与站内的收费器联络，联络信号发射完毕，单片机进入等待阶段，将无线收发装置置接收状态。当接收到收费器发出的第一次握手信号后(此信号实际是收费器为缴费器指定的数据传输格式)，单片机对信号进行分析，若接收的信息是合法的，则根据所接收的信息，确定数据传输格式，并按此数据格本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以安装着附ＩＣ卡的红外遥控缴费器的公路车辆通过安装有收费器的管理站来实现公路车辆管理的管理方法，其特征在于包括以下步骤：①所述管理站内由计算机控制的红外发射器向所述准备通过的车辆发出红外线信号，开启所述车辆上的红外遥控缴费器，并指定 具有多个相应通信频率的缴费器和所述管理站内的收费器的无线通讯频率；②在各自单片机控制的缴费器和收费器之间以无线电通讯形式进行数据交换，同时，缴费器的单片机与收费站内的计算机进行数据交换；③数据交换完毕，所述收费器关断所述车辆上缴费器 的无线发射电路，缴费器将信息写入内存或外存，所述计算机将信息记录归档。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗良才，
申请(专利权)人：惠州大学，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]