嵌入式控制器在收费车道上的应用

1、嵌入式控制器在收费车道上的应用?66?北方交通2021嵌入式控制器在收费车道上的应用杜旭强(辽宁省高速公路管理局鞍山管理处,鞍山114000)摘要:介绍了嵌入式车道控制器的技术特色,组成和功能.关键词:嵌入式;车道控制器中图分类"一9:U495文献标识码:B文章编号:16736052(2021)10006602嵌入式车道控制器是革命性的将微电子控制技术,嵌入式SOC(片上系统),FPGA(现场可编程门阵列)与公路收费行业的应用相结合而研制开发的嵌人式车道控制器,他完全取代了Pc式收费系统,弥补了PC式收费的缺陷.1嵌入式车道控制器技术特点(1)采用结合了ARM和多媒体处理技术的Soc

2、(片上系统)硬件平台,以armlinux为内核,使整个结构更加简洁.(2)使用CAN总线(工业现场总线)作为车道性,降低施工本钱,施工布线更加方便,使车道控制度和工作稳定性,降低故障率.(3)嵌入式Linux操作系统以功能强大又易于移植而正在被广泛采用,成为新兴的力量,使车道收费软件拥有天生的高效率和平安性,其良好的透明性和可控性是一些商业操作系统以及商业开发工具所无法比较的,也防止了病毒的人侵,使得收费原始数据更加平安可靠.(4)低功耗无需增加辅助散热,节约能源,降低了噪声,低辐射,使收费亭狭小的工作环境得到了改善,更能表达以人为本,创造和谐的思想.(5)运用现代大型数据库设计理念做理论指导

3、,采用数据控制业务而不是结构控制业务的架构,这样的数据架构有很强的通用性和扩展性,数据记录采用闪存,数据读取时间可到达纳秒级.(6)操作系统和应用软件都固化在板上Nor-容,包括bootloader都可通过手写工具来更新升级.(7)软件开发采用一种交叉编译调试的方法.交叉编译调试环境建立在宿主机(即一台PC机)上.开发时使用宿主机上的交叉编译,汇编及连接工具形成可执行的二进制代码,然后把可执行文件下载到目标上运行.(8)系统调试也很简单,可以使用串口,以太网口等将开发所需的宿主机(笔记本电脑)和控制机相联,从而建立开发环境,即使完全不了解硬件的程序员也可以移植和开发收费软件.性能参数如表1所示

4、:表1名称参数启动时间功耗电源输入电源输出DC24V输出DC12V输出DC5V输出浪涌保护放电电流浪涌防护级别显示分辨率抓拍图片分辨率接口响应速度收费数据存储时间抓拍图片存储时间MTBFMTTR2085W交流电源220V±15%,50Hz2Hz20A,220V±l5%.50Hz±2Hz65W65W65W最大25kA1024×768D1(720×576)2Oms180d10od50o0ohlh2嵌入式车道控制器组成及功能采用立柱式框架集成设计,由电源单元,ENRcR2核心模块,走线单元,I/O单元和进线单元组成.可选视频模块,字幕叠加模块,车险模

5、块,PLC载波控制模块第10期杜旭强:嵌入式控制器在收费车道上的应用?67?(1)按规定的收费流程控制收费亭及车道设备,完成收费操作;(2)采集原始操作数据和交通流数据;(3)将收费数据及图像文件上传到收费站计算机系统,同时接受其下传的数据和管理指令;(4)采集车道摄像机摄取的通行车辆的图像,具有字符叠加功能(可选后),在车道图像上进行数据叠加并对图像进行压缩存储;(5)车道摄像机的视频图像提供必要信息,通过字符叠加设备叠加在视频图像上;(6)在收费车道与收费站之间的通讯出现故障时,车道控制机能独立工作并存储不小于30d的原始收费处理数据,在通信线路恢复后自动将存储的数据上传给上级计算机系统;

6、(7)在误操作或掉电等非正常情况下,收费处理数据不被破坏;(8)系统恢复简单,易于操作;(9)具有对所连接的外部设备的自检功能;(10)能直观地显示车道设备的工作状况.电源单元主要有断路器,浪涌保护器,DC12/AC220V,DC12V,DC5V,DC24V电源,并且配有防雷保护装置.ETC核心模块构成嵌入式车道系统的硬件和软件局部,硬件包括处理器/微处理器,存储器及外设作系统软件(OS)和应用程序编程.走线单元是为了嵌入式车道控制柜内连接上下2个单元之间的线缆路由而设计的.I/O单元主要功能可实现1路视频信息的字幕叠加,车检器功能,收费设备的I/O控制.I/O板接口参数如表2所示.表2名称2

7、20V输入接口220V输出接口DC24V输出DC12V输出5V输出雨棚灯接口通行灯接口RS232接口视频端口GP10/INGPJO/OUTJATG接口3小结由于基于嵌入式Linux的ETC车道系统根本运行在"黑模式"下,程序启动后便无须任何人工干预.故当系统工作异常之后,只须先合法关闭各部分设备电源,逐一检查硬件连线,保证其连接正确之后,重新开启各局部电源,并启动程序即可.因此,在ETC车道无人职守的情况下,不需要派较强的现场技术支持人员,而且一旦系统出现故障,还可以通过TCP/IP网络远程诊断和重启动,这对于车道收费系统来说是非常适宜的特点.参考文献1刘辉,冀然然,夏意军.PCI系统结构M.北京:电子工业出版社M,2001.2云舟工作室.AGP系统体系M.北京:中国电力出版社,2001.J.计算机工程与设计,2004,(05).架构J.计算机工程与设计,2004,(06).TheApplicationofEmbeddedControllertoTollPassagesAbstractThetechnologyfeat