一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，包括工控机、车道控制器和外围设备，所述工控机电性连接车道控制器，车道控制器电性连接外围设备；所述车道控制器采用模块化设计，设有三个可插拔槽位和一块内置的PCB板，三个可插拔槽位分别用于连接电源模块、接口模块和物联网模块，上述三个模块通过PCB板电性连接，车道控制器通过接口模块和物联网模块连接工控机。车道控制器通过物联网模块连接工控机，一旦发现外围设备故障，可以通过远程重启方式快速恢复，如果是车道控制器内部硬件出现故障，只需要运营维护人员到现场拔插更换对应模块即可，极大地降低了维护难度，提高了效率，减少了维护成本。减少了维护成本。减少了维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统


[0001]本技术涉及交通运输建设
，具体涉及一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统。

技术介绍

[0002]车道控制器是公路收费系统的枢纽设备，是连接外围设备与车道计算机的桥梁，主要用于收费车道的设备管理和控制，采集并上传收费数据和控制外围设备(如雨棚灯、车道通行灯、自动栏杆、费额显示器、车道检测器等)。目前车道控制器模块化、智能化的程度不高，通讯和控制线路种类多，故障点多，维修和检测需要专业人员，一旦出现故障，维修周期较长，影响了系统的正常运行。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本技术提供了一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，车道控制器通过物联网模块连接工控机，一旦发现外围设备故障，可以通过远程重启方式快速恢复，如果是车道控制器内部硬件出现故障，只需要运营维护人员到现场拔插更换对应模块即可，极大地降低了维护难度，提高了效率，减少了维护成本。
[0004]本技术采用以下技术方案：
[0005]一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，包括工控机、车道控制器和外围设备，所述工控机电性连接车道控制器，车道控制器电性连接外围设备；所述车道控制器采用模块化设计，设有三个可插拔槽位和一块内置的PCB板，三个可插拔槽位分别用于连接电源模块、接口模块和物联网模块，上述三个模块通过PCB板电性连接，车道控制器通过接口模块和物联网模块连接工控机。
[0006]作为优选，所述物联网模块通过Modbus TCP协议连接工控机；接口模块通过IO卡连接工控机。
[0007]作为优选，所述PCB板提供3路总线：一路连接电源模块，第二路为485总线，第三路为GPIO总线；物联网模块通过485总线控制第一槽位的电源模块，物联网模块通过GPIO总线控制第二槽位的接口模块。
[0008]作为优选，接口模块提供16路DI和16路DO接口，16路DI接口处设有强制输入测试按钮和信号指示LED灯；在16路DO接口处设有强制输出测试按钮和信号指示LED灯。
[0009]作为优选，接口模块上还有DB37针公头插座接口，用于连接研华1730、1761的IO扩展卡，DI/DO接口与DB37针公头插座接口相连。
[0010]作为优选，物联网模块包括显示屏，显示屏上设有按键，实现本地配置和告警故障查询功能；物联网模块包括2路以太网端口冗余；物联网模块包括Type
‑
C接口的调试串口，设有2路RS232接口、2路RS485接口。
[0011]作为优选，所述工控机用于监控外围设备，内设有收费软件和设备管理监测系统。
[0012]作为优选，所述物联网模块包括：CPU，为单片机或者ARM，通过485总线控制第一槽
位的电源模块，通过GPIO总线控制第二槽位的接口模块；显示屏，设有按键，提供常规配置和故障告警查看；电源重合闸模块，接收CPU的控制指令，控制外围设备的供电和断电；FPGA模块，扩展16路DI和16路DO。
[0013]作为优选，所述接口模块包括：信号选择单元，用于外围设备的选择控制方式；光耦隔离模块，解决输入信号的干扰和误接问题，防止误操作和设备损坏；继电器模块，用于控制外围设备的信号通断。
[0014]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0015]1、本技术提供了一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，车道控制器通过物联网模块连接工控机，一旦发现外围设备故障，可以通过远程重启方式快速恢复，如果是车道控制器内部硬件出现故障，只需要运营维护人员到现场拔插更换对应模块即可，极大地降低了维护难度，提高了效率，减少了维护成本。
[0016]2、在工控机上添加了设备管理监测系统，支持对外围设备的状态监测、告警查询上报，增加系统的智能属性。
[0017]3、改进了传统车道控制器单一控制方式，添加了多源信号选择单元，除了支持工控机IO板控制外，还支持Modbus TCP网络控制方式，Modbus TCP协议通用性强，收费软件厂家不再需要开发设备底层驱动，减少调试难度。
[0018]4、车道控制器系统采用模块化设计，划分3个槽位，在考虑日常维护的便捷性以外，还可虑了兼容以后新功能板卡的开发升级。
[0019]5、车道控制器提供了外围设备的远程快速断电重启功能，解决了日常维护效率低的问题。
附图说明
[0020]图1为本技术的电路模块示意图。
[0021]图2为本技术的车道控制器结构示意图。
[0022]图中，工控机1、车道控制器2。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本技术技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
[0024]实施例1
[0025]如图1
‑
2所示，一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，包括工控机1、车道控制器2和外围设备，所述工控机1电性连接车道控制器2，车道控制器2电性连接外围设备；通过工控机1进行监控，一旦发现外围设备故障，可以通过远程重启方式快速恢复，如果是车道控制器内部硬件出现故障，只需要运营维护人员到现场拔插更换对应模块即可，极大地降低了维护难度，提高了效率，减少了维护成本。
[0026]具体的，所述车道控制器2采用模块化设计，设有三个可插拔槽位和一块内置的PCB板，三个可插拔槽位分别用于连接电源模块、接口模块和物联网模块，上述三个模块通过PCB板电性连接，车道控制器2通过接口模块和物联网模块连接工控机1。车道控制器2采用标准机架式设计，安装时直接放入车道控制箱内即可。
[0027]所述物联网模块通过Modbus TCP协议连接工控机1；接口模块通过IO卡连接工控
机1，具体使用时，工控机1可以通过IO卡的方式来通过车道控制器2控制外围设备或者通过Modbus TCP协议的方式来通过车道控制器2控制外围设备。改进了传统车道控制器单一控制方式，添加了信号选择单元，除了支持工控机IO卡控制外，还支持Modbus TCP网络控制方式，Modbus TCP协议通用性强，收费软件厂家不再需要开发设备底层驱动，减少调试难度。即接口模块可以独立使用，类似于传统的车道控制器系统，也可以搭配物联网模块一起使用，支持通过模块3物联网模块选择信号线路。
[0028]Modbus TCP协议支持外围设备控制、外围设备状态和告警查询。
[0029]所述PCB板提供3路总线：一路连接电源模块，第二路为485总线，第三路为GPIO总线；物联网模块通过485总线控制第一槽位的电源模块，物联网模块通过GPIO总线控制第二槽位的接口模块。
[0030]电源模块主要提供16路220V交流、4路12V直流和4路24V直流，给外围设备供电，电源模块支持远程重合闸功能，可以远程控制外围设备掉电重启。
[0031]接口模块提供16路DI和16路DO接口，16路DI接口处设有强制输入测试按钮和信号指示L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，其特征在于，包括工控机(1)、车道控制器(2)和外围设备，所述工控机(1)电性连接车道控制器(2)，车道控制器(2)电性连接外围设备；所述车道控制器(2)采用模块化设计，设有三个可插拔槽位和一块内置的PCB板，三个可插拔槽位分别用于连接电源模块、接口模块和物联网模块，上述三个模块通过PCB板电性连接，车道控制器(2)通过接口模块和物联网模块连接工控机(1)。2.根据权利要求1所述的一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，其特征在于，所述物联网模块通过Modbus TCP协议连接工控机(1)；接口模块通过IO卡连接工控机(1)。3.根据权利要求1所述的一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，其特征在于，所述PCB板提供3路总线：一路连接电源模块，第二路为485总线，第三路为GPIO总线；物联网模块通过485总线控制第一槽位的电源模块，物联网模块通过GPIO总线控制第二槽位的接口模块。4.根据权利要求1所述的一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，其特征在于，接口模块提供16路DI和16路DO接口，16路DI接口处设有强制输入测试按钮和信号指示LED灯；在16路DO接口处设有强制输出测试按钮和信号指示LED灯。5.根据权利要求4所述的一种模块化设计的智能物联网车道控制器系统，其特征在于，接口模块上还有D...

【专利技术属性】
技术研发人员：王益维，冯诚波，肖华武，栾永涛，
申请(专利权)人：浙江高速信息工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：