專利名稱：嵌入式車道控制機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于自動控制技術(shù)領(lǐng)域交通管理設(shè)備中的收費控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前高速公路收費車道控制機均采用工業(yè)級計算機結(jié)構(gòu)集成，根據(jù)高速公路收費車道控制機的特殊性，需要外接各種外接串口設(shè)備，比如費額顯示器，讀卡器等，以及電壓不穩(wěn)定設(shè)備、音頻輸入輸出設(shè)備等，為了滿足收費及控制的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，進行了不同功能類的板卡擴展，這種集成方式，由于接插件的接觸、連接線較多且復(fù)雜，容易受到環(huán)境因素的干擾，經(jīng)常出現(xiàn)由于硬件設(shè)備導(dǎo)致的整體系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的情況，在維護過程中，也由于板卡的多樣化，導(dǎo)致問題不明確或者非專業(yè)人士無法處理的現(xiàn)象，使維護成本高居不下。目前這些應(yīng)用及問題在公路收費系統(tǒng)中成為一個普遍的現(xiàn)象，也是比較難以解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有車道控制機需要多塊板，以及板間連接復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，維護成本高的問題，提供了一種嵌入式車道控制機，采用嵌入式單板設(shè)計，最大程度地刪除了板間連接件，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效提高，大大降低了維護成本。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種嵌入式車道控制機，包括一塊嵌入式開發(fā)板，所述開發(fā)板上集成有CPU以及存儲單元，以及開發(fā)板上還設(shè)置有音視頻接口、隔離控制單元接口、存儲設(shè)備接口、電源接口、網(wǎng)口、至少一路串口。進一步的，所述的嵌入式開發(fā)板可以采用工業(yè)級ARM硬件平臺，相應(yīng)的，CPU可以采用ARM9實現(xiàn)，由于普通計算機系統(tǒng)比較大，必須有硬盤才能運行，本裝置運行程序小，無需采用硬盤，所述的存儲單元包括用于運行系統(tǒng)的DDR2，用于存儲系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序的 Nand Flash，以及用于存儲系統(tǒng)的啟動程序的Nor Flash。為了能夠為系統(tǒng)提供不同電壓值的直流電壓，所述的開發(fā)板上還集成有電源轉(zhuǎn)換電路，其與電源接口連接，為了能夠控制輸入直流電壓的通斷，還設(shè)置有與電源接口連接的電源開關(guān)。又進一步的，為了可以在顯示器上顯示收費員的操作，以及車輛和收費狀況等信息，所述的音視頻接口包括用于連接顯示器的VGA視頻輸出接口，為了接收攝像頭采集的車輛視頻信息等，所述的音視頻接口包括CVBS視頻輸入接口，以及為了控制外部喇叭和放大收費員的語音，所述的音視頻接口還包括音頻輸入接口和音頻輸出接口，所述CVBS視頻輸入接口，音頻輸入接口、以及音頻輸出接口通過音視頻處理單元連接開發(fā)板。再進一步的，為了防止外部設(shè)備的不穩(wěn)定電壓對控制機造成破壞，以及為了控制外部多個器件的有序操作，所述的隔離控制單元接口包括光耦隔離輸入串口和繼電器隔離輸出串口，相應(yīng)的，所述的開發(fā)板上集成有與光耦隔離輸入串口連接的光耦隔離單元以及與繼電器隔離輸出接口連接的繼電器控制線圈。一般情況下，外部連接存儲設(shè)備一般有SATA硬盤、SD卡以及USB存儲設(shè)備等，因此，所述的存儲設(shè)備接口包括SATA硬盤接口、SD卡接口、USB接口的一種或幾種。鍵盤為PS2標(biāo)準(zhǔn)接口的話，所述的開發(fā)板上還設(shè)置有PS2鍵盤接口，當(dāng)然若鍵盤為 USB接口的話，可以通過USB接口連接。再進一步的，所述的開發(fā)板上還設(shè)置有時鐘單元、測溫單元、看門狗單元以及報警單元的至少一種。更進一步的，為了防止系統(tǒng)進入死循環(huán)，所述的開發(fā)板上還設(shè)置有復(fù)位鍵以及用于顯示復(fù)位鍵狀態(tài)的指示燈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是一、采用單片開發(fā)板，將業(yè)務(wù)所需功能集成于一塊單板上，避免了使用多塊板而完成不同的功能，最大程度地刪除了板間連接件，增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性；二、單板便于維護，有效降低了維護成本；三、通過在單板上集成多個不同接口，避免了使用外接接口，便于管理和維護，增強了設(shè)備的擴展性和應(yīng)用靈活性。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
圖1是本實用新型所提出的嵌入式車道控制機一種實施例電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細地說明。為了解決現(xiàn)有車道控制機需要多塊板，造成板間連接復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差以及維護成本高的問題，本實用新型提供了一種嵌入式車道控制機，采用嵌入式單板設(shè)計，通過在單板上集成CPU、存儲器以及業(yè)務(wù)所需的各種設(shè)備接口，實現(xiàn)了增加系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低維護成本的目的。實施例一，本實施例的嵌入式開發(fā)板參見圖1所示，在該單開發(fā)板上集成有CPU 以及存儲單元，以及開發(fā)板上還設(shè)置有音視頻接口，用于連接外部音視頻設(shè)備，進行音視頻信號傳輸；隔離控制單元接口，為了保障系統(tǒng)的安全，部分設(shè)備采取非直接傳輸控制信號的方式進行控制；存儲設(shè)備接口，用于連接外部存儲設(shè)備；電源接口，用于連接直流供電電源；網(wǎng)口，用于連接網(wǎng)絡(luò)；以及至少一路串口，用于連接具有串口的設(shè)備。其中，單開發(fā)板上集成的CPU和存儲單元為系統(tǒng)的核心單元，用于控制系統(tǒng)的運行以及控制程序的執(zhí)行、數(shù)據(jù)處理等，通過將控制處理單元、存儲單元以及各種業(yè)務(wù)所需的數(shù)據(jù)傳輸接口集成到一塊單板上，最大程度避免了使用板間連接件，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性能得到保障。在本實施例中，所述的嵌入式開發(fā)板可以采用工業(yè)級ARM硬件平臺，以保證系統(tǒng)對處理速率的需求，相應(yīng)的，CPU可以采用嵌入式處理器實現(xiàn)，在本實施例中優(yōu)選采用ARM9 實現(xiàn)，用于控制整個系統(tǒng)的運行，當(dāng)然，也可以采用其他型號的嵌入式處理器。存儲單元包括內(nèi)存以及非易失閃存，其中，內(nèi)存可以采用DDR2實現(xiàn)，是運行系統(tǒng)的場所，非易失閃存可以采用Nand Flash和Nor Flash實現(xiàn)，Nand Flash用于存儲系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序，NorFlash用于存儲系統(tǒng)的啟動程序。由于普通計算機操作系統(tǒng)比較大，必須有硬盤才能運行， 本裝置運行程序小，無需采用硬盤即可實現(xiàn)，進一步簡化了電路結(jié)構(gòu)。前面已經(jīng)提到，單板上設(shè)置有用于連接外部直流供電電源的電源接口，比如與 AC-DC適配器連接，由于適配器只能提供特定電壓值的直流電壓(如12V)，為了能夠為系統(tǒng)提供不同電壓值的直流電壓，優(yōu)選在單板上還集成有電源轉(zhuǎn)換電路，其與電源接口連接，可以把DC12V轉(zhuǎn)換為5V、3. 3V、1. 8V、1. OV等，以供系統(tǒng)使用，為了能夠控制輸入直流電壓的通斷，還設(shè)置有與電源接口連接的電源開關(guān)。由于本模塊及所連接的外部適配器均為開關(guān)電源，因此，系統(tǒng)有較好的抗干擾性能，可以抗電網(wǎng)(AC100V-AC220V)電壓波動。在目前的公路收費車道控制系統(tǒng)中，一般設(shè)置有顯示器，用于顯示收費員的操作界面，以及車輛(比如車輛類型、車重、車牌號、車輛實時攝像)和收費狀況等信息，因此，所述的音視頻接口包括用于連接顯示器的VGA視頻輸出接口，為了接收攝像頭采集的車輛視頻信息等，所述的音視頻接口包括用于與攝像頭設(shè)備連接的CVBS視頻輸入接口，以及為了控制外部喇叭和放大收費員的語音，所述的音視頻接口還包括音頻輸入接口和音頻輸出接口，所述CVBS視頻輸入接口，音頻輸入接口、以及音頻輸出接口通過音視頻處理單元連接開發(fā)板，對輸入、輸出的音視頻信號進行處理。當(dāng)然，所述的各路接口不限于只設(shè)置一路，可以根據(jù)實際需要設(shè)置多路，。為了進一步保障系統(tǒng)安全，防止外部設(shè)備的不穩(wěn)定電壓對控制機造成破壞，以及為了控制外部多個器件的有序操作，所述的隔離控制單元接口包括光耦隔離輸入串口和繼電器隔離輸出串口，相應(yīng)的，所述的開發(fā)板上集成有與光耦隔離輸入串口連接的光耦隔離單元以及與繼電器隔離輸出接口連接的繼電器控制線圈。一般情況下，外部連接存儲設(shè)備一般有SATA硬盤、SD卡以及USB存儲設(shè)備等，因此，所述的存儲設(shè)備接口包括SATA硬盤接口、SD卡接口、USB接口的一種或幾種。若用于信息輸入的鍵盤為PS2標(biāo)準(zhǔn)接口的話，所述的開發(fā)板上還應(yīng)該設(shè)置有PS2鍵盤接口，當(dāng)然若鍵盤為USB接口的話，可以通過USB接口連接。為了核準(zhǔn)時鐘，所述的開發(fā)板上還設(shè)置有時鐘單元；為了檢測單板溫度，防止溫度過熱，通過設(shè)置測溫單元進行實時檢測溫度，以及為了檢測程序是否正常運行，防止進入死循環(huán)，通過設(shè)置看門狗單元，以及設(shè)置報警單元進行報警。當(dāng)系統(tǒng)進入死循環(huán)，所述的開發(fā)板上還設(shè)置有復(fù)位鍵，用于將系統(tǒng)復(fù)位，以及用于顯示復(fù)位鍵狀態(tài)的指示燈。當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換， 也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種嵌入式車道控制機，其特征在于包括一塊嵌入式開發(fā)板，所述開發(fā)板上集成有CPU以及存儲單元，以及開發(fā)板上還設(shè)置有音視頻接口、隔離控制單元接口、存儲設(shè)備接口、電源接口、網(wǎng)口、至少一路串口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的CPU為ARM9，所述的存儲單元包括用于運行系統(tǒng)的DDR2，用于存儲系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序的Nand Flash,以及用于存儲系統(tǒng)的啟動程序的Nor Flash。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的開發(fā)板上還集成有與電源接口連接的電源轉(zhuǎn)換電路，以及電源接口還連接有電源開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的音視頻接口包括VGA 視頻輸出接口，CVBS視頻輸入接口，音頻輸入接口、以及音頻輸出接口，所述CVBS視頻輸入接口，音頻輸入接口、以及音頻輸出接口通過音視頻處理單元連接開發(fā)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的隔離控制單元接口包括光耦隔離輸入串口和繼電器隔離輸出串口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的存儲設(shè)備接口包括 SATA硬盤接口、SD卡接口、USB接口的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的開發(fā)板上還設(shè)置有 PS2鍵盤接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項權(quán)利要求所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的開發(fā)板上還設(shè)置有時鐘單元、測溫單元、看門狗單元以及報警單元的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項權(quán)利要求所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的開發(fā)板上還設(shè)置有復(fù)位鍵以及用于顯示復(fù)位鍵狀態(tài)的指示燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的嵌入式車道控制機，其特征在于所述的開發(fā)板上集成有與光耦隔離輸入串口連接的光耦隔離單元以及與繼電器隔離輸出接口連接的繼電器控制線圈。
專利摘要本實用新型公開了一種嵌入式車道控制機，包括一塊嵌入式開發(fā)板，所述開發(fā)板上集成有CPU以及存儲單元，以及開發(fā)板上還設(shè)置有音視頻接口、隔離控制單元接口、存儲設(shè)備接口、電源接口、網(wǎng)口、至少一路串口。本控制機采用單片開發(fā)板，最大程度地刪除了板間連接件，增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性；單板便于維護，有效降低了維護成本；通過在單板上集成多個不同接口，增強了設(shè)備的擴展性和應(yīng)用靈活性。
文檔編號G07B15/06GK202331575SQ201120466709
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者張海鵬, 曹基宏, 李高峰, 趙新東, 郭建華, 韓峰 申請人:青島海信網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司