本實用新型屬于高速公路設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動發(fā)卡控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著高速公路車流量的增加，通行壓力也逐漸增加，人工發(fā)卡壓力也是越來越大，在這種情況下無人值守發(fā)卡機應(yīng)運而生，大大緩解了收費站的通行壓力，但是隨著家庭轎車的普及車流量不斷增加目前高速公路的通行情況仍不容樂觀。

雖然現(xiàn)有的無人值守卡機(以下簡稱卡機)可以兼并ETC及MTC模式發(fā)卡，但是有局限性，目前模式不能形成快速發(fā)卡模式，只能通過按鍵進行取卡(ETC刷卡)，車輛通過時必須經(jīng)過完整的取卡流程：到達→→抓拍→→按鍵(ETC車輛需將雙界面卡從OBU上取出)→→取卡(ETC刷卡)→→抬桿→→駛離→→落桿。從以上環(huán)節(jié)可以看出一輛車的取卡過程較為繁瑣，整個環(huán)節(jié)中司機按鍵后等待出卡時間(或ETC卡刷卡后等待2至3秒)和司機取卡駛離時間為主要時間，大概需要6-8秒時間甚至更長時間。且雖然發(fā)卡機設(shè)有ETC刷卡和按鍵發(fā)卡兩種功能，但這兩種功能無法同時實現(xiàn)，即ETC車輛與普通車輛及時通過方式不互相干涉也無法同時通過，易造成收費站入口堵塞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種自動發(fā)卡控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中取卡過程繁瑣，等待時間長，ETC刷卡和自動發(fā)卡兩種功能無法同時實現(xiàn)，易造成收費站入口堵塞的技術(shù)問題。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

自動發(fā)卡控制系統(tǒng)，包括CPU和均與所述CPU連接的電源模塊、OBU讀寫識別器、語音模塊、信號輸入模塊和PC機，所述信號輸入模塊包括依次連接的輸入信號處理模塊和地感線圈及輸入接口，所述輸入信號處理模塊與所述CPU連接，所述地感線圈及輸入接口與到達線圈、第一發(fā)卡線圈和第二發(fā)卡線圈均連接，所述PC機與抓拍機、自助刷卡機和自動發(fā)卡機連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述電源模塊與電源接口連接，所述OBU讀寫識別器依次通過OBU通訊串口和雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊與所述CPU連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述語音模塊包括依次連接的語音芯片、聲音功放模塊和聲音輸出接口，所述語音芯片與所述CPU連接。

作為進一步的技術(shù)方案，還包括與所述CPU連接的指示燈模塊，所述指示燈模塊包括依次連接的輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊和指示燈控制及備用輸出接口，所述輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊包括依次連接的若干光電隔離模塊和繼電器驅(qū)動模塊，所述光電隔離模塊與所述CPU連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述繼電器驅(qū)動模塊包括紅燈驅(qū)動模塊、綠燈驅(qū)動模塊和輸出驅(qū)動模塊。

作為進一步的技術(shù)方案，所述PC機通過PC機通訊接口與所述CPU連接，所述CPU與讀卡器通訊串口連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片、光耦合器和電壓調(diào)節(jié)模塊，所述電壓調(diào)節(jié)模塊與所述CPU連接。

作為進一步的技術(shù)方案，還包括與所述CPU連接的用于芯片內(nèi)部測試的JTAG接口。

作為進一步的技術(shù)方案，所述輸入信號處理模塊包括到達線圈信號處理模塊、第一發(fā)卡線圈信號處理模塊、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊和備用輸入信號處理模塊。

本實用新型使用原理及有益效果為：

1、本實用新型多臺車輛依次通過自動發(fā)卡車道時，CPU將通過信號輸入模塊將通過車輛信息形成隊列依次進行寫卡并吐卡，且只有前車取卡后才會出第二張卡，在避免司機取錯卡造成車輛信息不準確的同時，又不影響第二張卡的速度；如果后車為ETC車，前車取卡時，后車可同時進行ETC卡讀寫或刷卡操作，待兩車交易成功后可同時通過，欄桿機、通行燈將保持前車通過狀態(tài)，等待后車通行后再進行變燈、落桿，以此類推實現(xiàn)快速發(fā)卡功能，節(jié)約交易時間；若所通過車輛全部為ETC車輛時，到達OBU識別區(qū)后可自動讀寫，減少把ETC卡拔出再進行刷卡環(huán)節(jié)，形成不停車通行，節(jié)約交易時間。

本實用新型在自動發(fā)卡機前加設(shè)自助刷卡機，此刷卡機集OBU讀寫識別器、ETC刷卡面板、指示燈、語音提示于一體。在加設(shè)自助刷卡機的同時，通過配套的控制系統(tǒng)改變軟件的交易流程，減少了原有取卡流程中的按鍵和等待出卡兩個步驟，從而使得發(fā)卡時間節(jié)省，待司機使用習(xí)慣后會節(jié)省更多時間。這一設(shè)計將大幅度提高車輛通過自動發(fā)卡車道的效率，增加單位時間內(nèi)自動發(fā)卡車道的車流量，有效緩解收費站入口排隊等待通行的壓力。同時通過第一發(fā)卡線圈和第二發(fā)卡線圈相配合形成前后隊列，避免倒車與外界因素干擾造成誤發(fā)卡，保證了自動發(fā)卡的準確性。

2、本實用新型語音模塊包括依次連接的語音芯片、聲音功放模塊和聲音輸出接口，語音芯片與CPU連接，方便用戶根據(jù)需要錄制不同的提示音，并根據(jù)具體使用情況進行播放，以提醒過路司機按照指定流程操作，減少等待時間，提高單位時間自動取卡車道的通過率。

3、本實用新型指示燈模塊的設(shè)置可以更加直觀明了的提醒司機直行或停止，符合平常的生活習(xí)慣，有效保證了操作流程的順暢性。同時系統(tǒng)中設(shè)置了若干光電隔離模塊避免了不同組件間的相互干擾，避免了指示燈顯示出現(xiàn)誤差，使得其顯示情況更加精確。

4、本實用新型JTAG接口的設(shè)置主要用于CPU內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試，通過這一接口可及時發(fā)現(xiàn)與CPU相連的各芯片是否運行正常，并將測試結(jié)果及時通過PC機顯示出來，便于用戶及時維修，以保證系統(tǒng)工作的準確性。

5、本實用新型輸入信號處理模塊包括到達線圈信號處理模塊、第一發(fā)卡線圈信號處理模塊、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊和備用輸入信號處理模塊，車輛行駛時，CPU通過檢測到的第一發(fā)卡線圈信號處理模塊、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊信號順序可對車輛的行駛方向做出判斷，當(dāng)車輛沿正常行駛方向行駛時，CPU才會通過PC機控制自動發(fā)卡機進行自動發(fā)卡，若車輛出現(xiàn)倒車或其他突發(fā)現(xiàn)象，即車輛未按照正常行駛方向行駛，自動發(fā)卡機則不會動作，避免了反方向倒車及外界其他因素對自動發(fā)卡系統(tǒng)造成干擾出現(xiàn)誤發(fā)卡的現(xiàn)象，實現(xiàn)了發(fā)卡的準確性和無失誤率。

備用輸入信號處理模塊的設(shè)置便于用戶根據(jù)使用需要加設(shè)其他輸入設(shè)備，有效滿足了用戶的多樣化使用要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用CPU結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型輸入輸出端子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型信號輸入模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實用新型聲音功放模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-CPU，2-電源模塊，3-OBU讀寫識別模塊，31-雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊，311-單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，312-光耦合器，313-電壓調(diào)節(jié)模塊，32-OBU通訊串口，4-語音模塊，41-語音芯片，42-聲音功放模塊，43-聲音輸出接口，5-信號輸入模塊，51-輸入信號處理模塊，511-到達線圈信號處理模塊，512-第一發(fā)卡線圈信號處理模塊，513-第二發(fā)卡線圈信號處理模塊，514-備用輸入信號處理模塊，52-地感線圈及輸入接口，6-PC機，61-PC機通訊接口，7-自動發(fā)卡機，8-指示燈模塊，81-輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊，811-光電隔離模塊，812-繼電器驅(qū)動模塊，8121-紅燈驅(qū)動模塊，8122-綠燈驅(qū)動模塊，8123-輸出驅(qū)動模塊，82-指示燈控制及備用輸出接口，9-讀卡器通訊串口，10-JTAG接口，11-到達線圈，12-第一發(fā)卡線圈，13-第二發(fā)卡線圈，14-抓拍機，15-自助刷卡機。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1～8所示，本實用新型提出的自動發(fā)卡控制系統(tǒng)，包括CPU1和均與CPU1連接的電源模塊2、OBU讀寫識別器3、語音模塊4、信號輸入模塊5和PC機6，信號輸入模塊5包括依次連接的輸入信號處理模塊51和地感線圈及輸入接口52，輸入信號處理模塊51與CPU1連接，地感線圈及輸入接口52與到達線圈11、第一發(fā)卡線圈12和第二發(fā)卡線圈13均連接，PC機6與抓拍機14、自助刷卡機15和自動發(fā)卡機7連接。

工作時，車輛駛?cè)胱詣影l(fā)卡車道，將首先觸發(fā)到達線圈11，到達線圈11包括第一到達線圈和第二到達線圈，只有車輛按照正常行駛方向行駛，依次經(jīng)過第一到達線圈和第二到達線圈，且同一車輛可同時處于這兩個線圈上方時，到達線圈11才會將所獲取的信號將依次經(jīng)過地感線圈及輸入接口52和輸入信號處理模塊51傳送至CPU1，CPU1控制PC機6操控抓拍機14對車輛進行抓拍，并將提取到的車輛信息通過PC機6傳回CPU1，同時通過OBU讀寫識別器3判別該車輛是否為ETC車。經(jīng)OBU讀寫識別器3識別該車輛為正常ETC車時，OBU讀寫識別器3將自動讀取車輛相關(guān)信息，并將信息傳送至CPU1，CPU1控制其他設(shè)備工作使得自動發(fā)卡車道形成不停車快速通行模式，此時司機無需刷卡，且自動發(fā)卡機7不動作，通行燈由紅變綠，欄桿機抬起，車輛直接由入口駛?cè)敫咚俟芳纯?。如若非正常ETC車輛，即OBU讀寫識別器3檢測到車輛雖然安裝了OBU但是不能正常寫入信息，語音模塊4將在車輛到達自助刷卡機15前播放“ETC車輛請停車刷卡”的語音，提示車輛及時停車、刷卡，刷卡成功后，語音提示“ETC刷卡成功，祝您一路順風(fēng)”，此時自動發(fā)卡機7不進行發(fā)卡，通行燈由紅變綠，欄桿機抬起，車輛通過后通行燈由綠變紅、欄桿落下。若刷卡失敗，語音模塊4將自動播報“ETC卡有誤，請前方取卡”，提醒司機通過前方自動發(fā)卡機7取卡通過。

若經(jīng)OBU讀寫識別器3識別該車輛為非ETC車時，司機經(jīng)過自助刷卡機15前無語音提示，車輛直接行駛到自動發(fā)卡機7前即可，當(dāng)車輛按照正常行駛方向依次通過第一發(fā)卡線圈12和第二發(fā)卡線圈13時，CPU1會提前將抓拍機14所提取到的車輛信息寫到IC卡內(nèi)，并在車輛到達自動發(fā)卡機7前吐卡完畢，司機到達取卡工位后直接將卡取走即可，且只有卡片被取出后，通行燈才會由紅變綠，欄桿機才會抬起。

多臺車輛依次通過自動發(fā)卡車道時，CPU1將通過信號輸入模塊5將通過車輛信息形成隊列依次進行寫卡并吐卡，且只有前車取卡后才會出第二張卡，在避免司機取錯卡造成車輛信息不準確的同時，又不影響第二張卡的速度；如果后車為ETC車，前車取卡時，后車可同時進行ETC卡讀寫或刷卡操作，待兩車交易成功后可同時通過，欄桿機、通行燈將保持前車通過狀態(tài)，等待后車通行后再進行變燈、落桿，以此類推實現(xiàn)快速發(fā)卡功能，節(jié)約交易時間；若所通過車輛全部為ETC車輛時，到達OBU識別區(qū)后可自動讀寫，減少把ETC卡拔出再進行刷卡環(huán)節(jié)，形成不停車通行，節(jié)約交易時間。

本實用新型在自動發(fā)卡機7前加設(shè)自助刷卡機，此刷卡機集OBU讀寫識別器、ETC刷卡面板、指示燈、語音提示于一體。在加設(shè)自助刷卡機的同時，通過配套的控制系統(tǒng)改變軟件的交易流程，減少了原有取卡流程中的按鍵和等待出卡兩個步驟，從而使得發(fā)卡時間節(jié)省，待司機使用習(xí)慣后會節(jié)省更多時間。這一設(shè)計將大幅度提高車輛通過自動發(fā)卡車道的效率，增加單位時間內(nèi)自動發(fā)卡車道的車流量，有效緩解收費站入口排隊等待通行的壓力。同時通過第一發(fā)卡線圈和第二發(fā)卡線圈相配合形成前后隊列，避免倒車與外界因素干擾造成誤發(fā)卡，保證了自動發(fā)卡的準確性。

進一步，電源模塊2與電源接口21連接，OBU讀寫識別器3依次通過OBU通訊串口32和雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊31與CPU1連接。

進一步，語音模塊4包括依次連接的語音芯片41、聲音功放模塊42和聲音輸出接口43，語音芯片41與CPU1連接。

語音模塊4包括依次連接的語音芯片41、聲音功放模塊42和聲音輸出接口43，語音芯片41與CPU1連接，方便用戶根據(jù)需要錄制不同的提示音，并根據(jù)具體使用情況進行播放，以提醒過路司機按照指定流程操作，減少等待時間，提高單位時間自動取卡車道的通過率。

進一步，還包括與CPU1連接的指示燈模塊8，指示燈模塊8包括依次連接的輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊81和指示燈控制及備用輸出接口82，輸出光電隔離及繼電器驅(qū)動模塊81包括依次連接的若干光電隔離模塊811和繼電器驅(qū)動模塊812，光電隔離模塊811與CPU1連接。

指示燈模塊8的設(shè)置可以更加直觀明了的提醒司機直行或停止，符合平常的生活習(xí)慣，有效保證了操作流程的順暢性。同時系統(tǒng)中設(shè)置了若干光電隔離模塊811避免了不同組件間的相互干擾，避免了指示燈顯示出現(xiàn)誤差，使得其顯示情況更加精確。

進一步，繼電器驅(qū)動模塊812包括紅燈驅(qū)動模塊8121、綠燈驅(qū)動模塊8122和輸出驅(qū)動模塊8123。

繼電器驅(qū)動模塊812中除紅燈驅(qū)動模塊8121和綠燈驅(qū)動模塊8122外，還設(shè)置了若干輸出驅(qū)動模塊8123，便于用戶根據(jù)使用需要加設(shè)其他輸出功能，有效滿足了用戶的多樣化使用要求。

進一步，PC機6通過PC機通訊接口61與CPU1連接，CPU1與讀卡器通訊串口9連接。

PC機6上設(shè)有與CPU1連接的PC機通訊接口61，CPU1與讀卡器通訊串口9連接，這一設(shè)置適用于系統(tǒng)發(fā)卡、卡片初始化、和第三方系統(tǒng)對接等需要身份認證和扣費的場合，方便車輛通過時對ETC卡片上的信息進行讀取和寫入，方便快捷。

進一步，雙串口光電隔離及電平轉(zhuǎn)換模塊31包括依次連接的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片311、光耦合器312和電壓調(diào)節(jié)模塊313，電壓調(diào)節(jié)模塊313與CPU1連接。

進一步，還包括與CPU1連接的用于芯片內(nèi)部測試的JTAG接口10。

JTAG接口10的設(shè)置主要用于CPU1內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試，通過這一接口可及時發(fā)現(xiàn)與CPU1相連的各芯片是否運行正常，并將測試結(jié)果及時通過PC機6顯示出來，便于用戶及時維修，以保證系統(tǒng)工作的準確性。

進一步，輸入信號處理模塊51包括到達線圈信號處理模塊511、第一發(fā)卡線圈信號處理模塊512、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊513和備用輸入信號處理模塊514。

輸入信號處理模塊51包括到達線圈信號處理模塊511、第一發(fā)卡線圈信號處理模塊512、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊513和備用輸入信號處理模塊514，車輛行駛時，CPU1通過檢測到的第一發(fā)卡線圈信號處理模塊512、第二發(fā)卡線圈信號處理模塊513信號順序可對車輛的行駛方向做出判斷，當(dāng)車輛沿正常行駛方向行駛時，CPU1才會通過PC機6控制自動發(fā)卡機7進行自動發(fā)卡，若車輛出現(xiàn)倒車或其他突發(fā)現(xiàn)象，即車輛未按照正常行駛方向行駛，自動發(fā)卡機7則不會動作，避免了反方向倒車及外界其他因素對自動發(fā)卡系統(tǒng)造成干擾出現(xiàn)誤發(fā)卡的現(xiàn)象，實現(xiàn)了發(fā)卡的準確性和無失誤率。

備用輸入信號處理模塊514的設(shè)置便于用戶根據(jù)使用需要加設(shè)其他輸入設(shè)備，有效滿足了用戶的多樣化使用要求。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。