專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高速公路收費(fèi)站防盜卡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)涉及一種高速公路收費(fèi)站的電子系統(tǒng)，尤其涉及一種高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高速公路公司對(duì)行駛在高速公路上的汽車(chē)收費(fèi)過(guò)程描述如下圖1所示是高速公路收費(fèi)站入口通道結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)汽車(chē)行駛到收費(fèi)站入口的自動(dòng)發(fā)卡機(jī)位置時(shí)，自動(dòng)發(fā)卡機(jī)旁邊的車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到汽車(chē)并產(chǎn)生信號(hào)給自動(dòng)發(fā)卡機(jī)，自動(dòng)發(fā)卡機(jī)收到信號(hào)后允許司機(jī)取一張收費(fèi)卡，然后收費(fèi)站的欄桿就會(huì)抬起并禁止自動(dòng)發(fā)卡機(jī)取卡，讓汽車(chē)進(jìn)入高速公路上行駛。當(dāng)汽車(chē)行駛到欄桿位置時(shí)，欄桿下面的車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到汽車(chē)并產(chǎn)生信號(hào)給收費(fèi)站的控制系統(tǒng)，等汽車(chē)離開(kāi)欄桿位置后，車(chē)輛檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)消失，控制系統(tǒng)判斷汽車(chē)已離開(kāi)欄桿位置，然后控制欄桿落下并控制自動(dòng)發(fā)卡機(jī)允許下一輛汽車(chē)取卡。當(dāng)汽車(chē)行駛到目的地的收費(fèi)站的出口時(shí)，司機(jī)將剛才所取的收費(fèi)卡交給收費(fèi)員，收費(fèi)員根據(jù)卡上的信息獲得該汽車(chē)的始發(fā)站、行駛里程數(shù)等信息對(duì)該車(chē)進(jìn)行收費(fèi)。假設(shè)在高速公路上分別有A、B和C三個(gè)收費(fèi)站，收費(fèi)站B在收費(fèi)站A和收費(fèi)站C 之間。司機(jī)1在收費(fèi)站B的入口取完收費(fèi)卡后行駛到欄桿下面的位置時(shí)，車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到汽車(chē)，如果汽車(chē)沒(méi)往前開(kāi)離開(kāi)收費(fèi)站，而是往后退離開(kāi)欄桿的位置，車(chē)輛檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)跟汽車(chē)往前開(kāi)離開(kāi)收費(fèi)站一樣消失，控制系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛感應(yīng)器產(chǎn)生的信號(hào)，認(rèn)為汽車(chē)已經(jīng)離開(kāi)收費(fèi)站，因此控制欄桿落下并允許下一輛車(chē)取卡。當(dāng)司機(jī)1把車(chē)后退到自動(dòng)發(fā)卡機(jī)位置時(shí)，自動(dòng)發(fā)卡機(jī)允許取卡，這時(shí)司機(jī)1就可以再取一張收費(fèi)卡，然后行駛離開(kāi)收費(fèi)站， 這時(shí)司機(jī)1手上就有2張從收費(fèi)站B取走的收費(fèi)卡。另一方面，司機(jī)2按照正常規(guī)則從收費(fèi)站A取一張收費(fèi)卡進(jìn)入高速公路前往收費(fèi)站C，當(dāng)司機(jī)2和司機(jī)1在收費(fèi)站B和收費(fèi)站C 之間的高速公路上相遇時(shí)，司機(jī)1將剛才在收費(fèi)站B多取的一張卡以一定的價(jià)錢(qián)賣(mài)給司機(jī) 2。當(dāng)司機(jī)2到達(dá)收費(fèi)站C的出口時(shí)，司機(jī)2將剛才從司機(jī)1那里拿的收費(fèi)卡交給收費(fèi)員， 收費(fèi)員以為司機(jī)2是從收費(fèi)站B過(guò)來(lái)的，因此所收取的費(fèi)用就是從收費(fèi)站B到收費(fèi)站C之間的路程的費(fèi)用。而司機(jī)2實(shí)際上是從收費(fèi)站A過(guò)來(lái)的，因此司機(jī)2就沒(méi)繳納從收費(fèi)站A 到收費(fèi)站B之間這段路程的費(fèi)用。這樣司機(jī)1和司機(jī)2就從中謀取利益，而高速公路公司卻造成了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。如果司機(jī)1在收費(fèi)站的自動(dòng)發(fā)卡機(jī)位置和欄桿位置不斷如此往返重復(fù)幾次就可以再多取一些收費(fèi)卡，然后在高速公路上以一定價(jià)錢(qián)賣(mài)給從較遠(yuǎn)收費(fèi)站過(guò)來(lái)的司機(jī)，司機(jī)之間就可以從中共同謀取利益，而高速公路公司將遭到更大的經(jīng)濟(jì)損失。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上述一般收費(fèi)站系統(tǒng)無(wú)法控制進(jìn)入高速公路的每輛車(chē)只取一張收費(fèi)卡而是可以取走多張卡的不足之處，本實(shí)用新型提出了解決上述問(wèn)題的系統(tǒng)，即一種高速公路收費(fèi)站防盜卡系統(tǒng)，杜絕部分司機(jī)多取卡轉(zhuǎn)交給其他從較遠(yuǎn)收費(fèi)站過(guò)來(lái)的司機(jī)，從而避免給高速公路公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用了如下的實(shí)現(xiàn)方案本實(shí)用新型的高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，包括語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)，其特征在于所述語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的受控端經(jīng)電子開(kāi)關(guān)單元與一中央控制單元連接；所述中央控制單元的輸入端連接有車(chē)輛檢測(cè)單元。所述的車(chē)輛檢測(cè)單元包括兩個(gè)線圈和兩個(gè)車(chē)輛檢測(cè)器，每個(gè)線圈與一個(gè)車(chē)輛檢測(cè)器相連接，線圈與車(chē)輛檢測(cè)器相匹配，第一個(gè)線圈埋在欄桿正下方的地面上，第二個(gè)線圈距離第一個(gè)線圈一米的距離且第二個(gè)線圈靠近自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的方向。車(chē)輛檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間小于50毫秒，信號(hào)頻率范圍為20KHZ到200KHZ，車(chē)輛檢測(cè)輸出為繼電器信號(hào)，當(dāng)有車(chē)輛在相應(yīng)的線圈的下面時(shí)，車(chē)輛檢測(cè)器的輸出繼電器閉合，當(dāng)沒(méi)有車(chē)輛在相應(yīng)線圈下面時(shí)，車(chē)輛檢測(cè)器的輸出繼電器斷開(kāi)。所述的控制單元包括按鍵恢復(fù)開(kāi)關(guān)、看門(mén)狗電路和單片機(jī)。單片機(jī)不斷從車(chē)輛檢測(cè)單元得到車(chē)輛在欄桿位置的各種狀態(tài)，判斷車(chē)輛是正常往前行駛離開(kāi)收費(fèi)站還是后退意圖再次取卡，單片機(jī)根據(jù)輸入的車(chē)輛狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信號(hào)給電子控制單元。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)不正常運(yùn)行之后，看門(mén)狗電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)對(duì)單片機(jī)復(fù)位，使單片機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。當(dāng)有司機(jī)進(jìn)行后退意圖再次取卡時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生聲響報(bào)警信號(hào)并通知工作人員處理，處理結(jié)束后， 工作人員手動(dòng)按壓按鍵恢復(fù)開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。所述的電子開(kāi)關(guān)單元包含驅(qū)動(dòng)芯片和5個(gè)繼電器。驅(qū)動(dòng)芯片接收控制單元中的單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片后分別傳給5個(gè)繼電器，繼電器按照控制信號(hào)動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)芯片是至少5個(gè)通道的達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)芯片。繼電器采用開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)耐壓至少 30V的繼電器。繼電器一閉合時(shí)，即控制欄桿抬起；繼電器二閉合時(shí)，即控制欄桿落下；繼電器三閉合時(shí)，即禁止從自動(dòng)發(fā)卡機(jī)取卡；繼電器四閉合時(shí)，即產(chǎn)生語(yǔ)音提示；繼電器五閉合時(shí)，即產(chǎn)生警報(bào)，反之亦然。繼電器對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行隔離。所述的語(yǔ)音提示單元包含語(yǔ)音解碼播放芯片，語(yǔ)音存儲(chǔ)卡，功率放大電路和揚(yáng)聲器。語(yǔ)音存儲(chǔ)卡用于存放需要播放的語(yǔ)音文件；解碼播放芯片從語(yǔ)音存儲(chǔ)卡讀取要播放的語(yǔ)音文件數(shù)據(jù)，進(jìn)行播放；功率放大電路對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行功率放大，從而驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器播放聲音。功率放大電路和揚(yáng)聲器的功率都在10瓦以上。所述的警報(bào)單元是功率20瓦以上的警報(bào)器。當(dāng)有司機(jī)意圖取多張收費(fèi)卡時(shí)，警報(bào)器發(fā)出聲音報(bào)警通知工作人員對(duì)該司機(jī)進(jìn)行處理。所述的自動(dòng)發(fā)卡機(jī)能夠接收繼電器發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而判斷是否能夠取卡。當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)閉合時(shí)，自動(dòng)發(fā)卡機(jī)被禁止取卡，反之亦然。本實(shí)用新型能夠判斷車(chē)輛在欄桿下面是往前行駛離開(kāi)收費(fèi)站還是往后退意圖再次取卡，對(duì)意圖再次取卡的司機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音提示，發(fā)出警報(bào)通知工作人員處理，同時(shí)禁止從自動(dòng)發(fā)卡機(jī)取卡。讓司機(jī)不能取多張卡，杜絕這種不法行為的發(fā)生，減少給高速公路公司帶來(lái)?yè)p失。本實(shí)用新型安全穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易行。

圖1為高速公路收費(fèi)站入口通道結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型包括語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)，其特征在于所述語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的受控端經(jīng)電子開(kāi)關(guān)單元與一中央控制單元連接；所述中央控制單元的輸入端連接有車(chē)輛檢測(cè)單元。車(chē)輛檢測(cè)單元檢測(cè)車(chē)輛的狀態(tài)并產(chǎn)生開(kāi)光信號(hào)給控制單元，控制單元根據(jù)車(chē)輛的狀態(tài)判斷司機(jī)是否意圖后退再次取卡，然后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)單元，電子開(kāi)關(guān)單元根據(jù)控制信號(hào)做出反應(yīng)去控制語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)。本實(shí)用新型所述車(chē)輛檢測(cè)單元檢測(cè)到車(chē)輛的狀態(tài)總共有4種狀態(tài)。線圈一和線圈二上都沒(méi)車(chē)輛為狀態(tài)1，此時(shí)車(chē)輛檢測(cè)器一和二都沒(méi)有信號(hào)輸出。線圈一上面有車(chē)輛，線圈二上面沒(méi)車(chē)輛為狀態(tài)2，此時(shí)車(chē)輛檢測(cè)器二有信號(hào)，車(chē)輛檢測(cè)器二沒(méi)信號(hào)。線圈一和二上面都有車(chē)輛為狀態(tài)3，此時(shí)車(chē)輛檢測(cè)器一和二都有信號(hào)輸出。線圈一上面沒(méi)車(chē)輛，線圈二上面有車(chē)輛為狀態(tài)4，此時(shí)車(chē)輛檢測(cè)器二沒(méi)信號(hào)輸出，車(chē)輛檢測(cè)器二有信號(hào)輸出。本實(shí)用新型中，當(dāng)車(chē)輛正常行駛離開(kāi)收費(fèi)站時(shí)，剛開(kāi)始沒(méi)接觸到線圈，接著接觸到線圈一，接著線圈一和線圈二都接觸到，接著只接觸線圈二，最后兩個(gè)線圈都沒(méi)接觸到，因此車(chē)輛檢測(cè)單元的輸出狀態(tài)依次為狀態(tài)1、2、3、4和1。由于車(chē)輛必須接觸到線圈二然后離開(kāi)線圈二系統(tǒng)才會(huì)認(rèn)為車(chē)輛已經(jīng)離開(kāi)收費(fèi)站，然后控制欄桿落下并允許下一輛車(chē)過(guò)來(lái)時(shí)取卡。當(dāng)車(chē)輛接觸線圈一再往后退離開(kāi)線圈一時(shí)，不能從自動(dòng)發(fā)卡機(jī)上取卡，所以暫時(shí)不判定為后退。當(dāng)車(chē)輛在線圈一和線圈二都接觸后，再離開(kāi)線圈二時(shí)，只接觸到線圈一，此時(shí)欄桿落下同時(shí)自動(dòng)發(fā)卡機(jī)允許取卡，所以應(yīng)該判斷為車(chē)輛后退，對(duì)應(yīng)的車(chē)輛檢測(cè)單元的狀態(tài)是從狀態(tài)3到狀態(tài)2變化。而車(chē)輛若是往前開(kāi)再后退時(shí)，也必須經(jīng)過(guò)從狀態(tài)3到狀態(tài)2的變化過(guò)程。因此，可以認(rèn)為車(chē)輛檢測(cè)單元的狀態(tài)從狀態(tài)3到狀態(tài)2的變化過(guò)程就判斷為車(chē)輛后退欲再次取卡。本實(shí)施例中，所述控制單元的工作過(guò)程是這樣的控制單元的單片機(jī)不斷查詢車(chē)輛檢測(cè)單元所輸出車(chē)輛的狀態(tài)，如果車(chē)輛檢測(cè)單元輸出的狀態(tài)信號(hào)依次為1、2、3、4和1時(shí)， 表明車(chē)輛正常行駛離開(kāi)收費(fèi)站，控制單元控制欄桿落下并允許下一輛車(chē)到來(lái)時(shí)從自動(dòng)發(fā)卡機(jī)取卡。當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)第一次后退之后，控制單元通過(guò)電子開(kāi)關(guān)單元禁止從自動(dòng)發(fā)卡機(jī)上取卡，延時(shí)3秒后，控制單元輸出控制信號(hào)通過(guò)控制單元控制語(yǔ)音提示單元播放，提醒司機(jī)已經(jīng)取卡要往前行駛離開(kāi)收費(fèi)站，并抬起欄桿讓車(chē)輛離開(kāi)。如果車(chē)輛正常行駛離開(kāi)收費(fèi)站，則這輛測(cè)量檢測(cè)完成，準(zhǔn)備檢測(cè)下一輛車(chē)。如果車(chē)輛不是正常行駛離開(kāi)收費(fèi)站而是再次后退準(zhǔn)備再次取卡，或者三分鐘內(nèi)沒(méi)有往前行駛離開(kāi)收費(fèi)站而是從別的車(chē)道離開(kāi)收費(fèi)站，則控制單元控制欄桿落下，禁止車(chē)輛離開(kāi)，同時(shí)控制單元控制報(bào)警器發(fā)出警報(bào)通知工作人員過(guò)來(lái)處理。當(dāng)工作人員處理完畢后可按控制單元中的按鍵復(fù)位開(kāi)關(guān)復(fù)位系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。控制單元的單片機(jī)可選用ATMEGA8的AVR單片機(jī)。電子開(kāi)關(guān)單元的繼電器選用輸入控制電壓為5V，輸出開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)耐壓30V的繼電器。語(yǔ)音提示單元中的語(yǔ)音解碼芯片可選用WTV020的解碼芯片，存儲(chǔ)器選用IG容量的SD卡，功率放大電路可采用以TDA2030集成功率放大器為核心的電路。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型能夠有效防止司機(jī)多取卡，杜絕盜卡不法行為，減少由此給高速公路公司造成的經(jīng)濟(jì)損失。本實(shí)用新型的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。[0021] 如本實(shí)用新型的原理圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖所述，采用與其相同或相似的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，所得到其他能夠防止車(chē)輛后退盜卡的方法，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，包括語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)，其特征在于所述語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的受控端經(jīng)電子開(kāi)關(guān)單元與一中央控制單元連接；所述中央控制單元的輸入端連接有車(chē)輛檢測(cè)單兀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，其特征在于，所述的車(chē)輛檢測(cè)單元包括設(shè)于欄桿機(jī)的欄桿正下方地面上的第一檢測(cè)線圈； 與所述第一線圈連接的第一檢測(cè)器；設(shè)于距離第一線圈一米的距離且靠近發(fā)卡機(jī)方向的地面上的第二線圈以及與該第二線圈連接的第二檢測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元包括按鍵復(fù)位開(kāi)關(guān)、看門(mén)狗電路和單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，其特征是所述的電子開(kāi)關(guān)單元包含五個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)該些繼電器的驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站的防盜卡系統(tǒng)，其特征在于所述的語(yǔ)音提示單元包含語(yǔ)音解碼播放芯片以及與該芯片連接的語(yǔ)音存儲(chǔ)卡和功率放大電路，所述的功率放大電路的輸出端與一揚(yáng)聲器連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高速公路收費(fèi)站上的防盜卡系統(tǒng)，其特征是它由車(chē)輛檢測(cè)單元、控制單元、電子開(kāi)關(guān)單元、語(yǔ)音提示單元、語(yǔ)音報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)組成的。車(chē)輛檢測(cè)單元檢測(cè)欄桿下面車(chē)輛的狀態(tài)，并把檢測(cè)車(chē)輛的狀態(tài)信號(hào)傳給控制單元，控制單元根據(jù)車(chē)輛的狀態(tài)產(chǎn)生控制信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)單元，電子開(kāi)關(guān)單元對(duì)控制信號(hào)做出反應(yīng)，控制單元中繼電器的斷開(kāi)與閉合決定語(yǔ)音提示單元、報(bào)警單元、欄桿機(jī)和自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的狀態(tài)。本實(shí)用新型能夠檢測(cè)意圖多次取卡的司機(jī)并禁止司機(jī)多次取卡，杜絕這種不法行為的發(fā)生，減少給高速公路公司帶來(lái)?yè)p失。本實(shí)用新型安全穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易行。
文檔編號(hào)G07B15/04GK201946044SQ201120018110
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者劉雁斌, 林國(guó)平 申請(qǐng)人:福建省福寧高速公路有限責(zé)任公司