專利名稱：嵌入式智能交通控制收費終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高速公路收費設備領域，具體地，涉及一種嵌入式智能交通控制收費終端。
背景技術：
嵌入式智能交通控制收費終端主要用于高速公路車道收費的管理和控制，適用于人工收費系統(tǒng)，自動發(fā)卡機系統(tǒng)，電子不停車收費系統(tǒng)。收費員通過嵌入式智能交通控制收費終端，對進出高速公路的車輛進行收費，對車道設備進行控制，是收費車道的控制中心?，F(xiàn)有的車道收費系統(tǒng)存在如下的缺陷能耗高，工業(yè)控制計算機的功耗在250W以上。硬件成本高，工業(yè)控制計算機和擴展板卡價格昂貴。安全性差，使用Windows操作系統(tǒng)，容易感染W(wǎng)indows系統(tǒng)的計算機病毒。維護成本高，由于對個設備之間使用不同的生產(chǎn)商的產(chǎn)品，產(chǎn)品之間的兼容性存在一定的不足，外圍電路多并且復雜，整個系統(tǒng)龐大，不易維護和升級。集成度低，多個設備間使用大量連接件，導致系統(tǒng)穩(wěn)定性差，所以嵌入式車道收費系統(tǒng)得到發(fā)展。但現(xiàn)有的嵌入式車道收費系統(tǒng)存在如下的缺陷
I.由于ARM結(jié)構(gòu)的CPU主頻不高，采用單個芯片的架構(gòu)同時對視頻，業(yè)務和車牌識別處理時，延遲時間長，畫面丟幀，業(yè)務處理慢，用戶體驗差。2.無法同時處理多路視頻。3.單個芯片的接口數(shù)量有限，擴展性不好。4.存儲設備防震性低，數(shù)據(jù)讀寫速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種嵌入式智能交通控制收費終端，以實現(xiàn)可控制多設備，處理多路視頻、擴展性好的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是
一種嵌入式智能交通控制收費終端，包括雙核處理器、通信模塊、存儲模塊和連接在雙核處理器上的外圍設備，所述雙核處理器為多個，所述雙核處理器均設置通信模塊，該通信模塊在不同的處理器間實現(xiàn)通信，并將數(shù)據(jù)實時逐級傳送至收費站，管理分中心，收費管理總中心，所述雙核處理器均設置存儲模塊。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述雙核處理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，所述HI3520芯片與DM6446芯片之間通過串口通信，所述HI3520芯片它包含高級精簡指令集處理器ARMll處理器和視頻處理器的雙核結(jié)構(gòu)，其中，ARMll處理器為主控制模塊，視頻處理器為視頻處理模塊，所述DM6446芯片包含高級精簡指令集處理器ARM和數(shù)字信號處理器DSP雙核結(jié)構(gòu)，其中，ARM處理器為車牌識別控制處理模塊，DSP處理器為DSP模塊。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述存儲模塊包括SSD固態(tài)硬盤或CF卡。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述HI3520芯片中的ARMll處理器為主控制模塊，負責車道收費軟件的運行，多個外圍設備的控制，所述HI3520芯片中的視頻處理模塊負責監(jiān)控視頻的壓縮解編碼，具有多路視頻并行處理能力，所述DM6446芯片中的車牌識別控制處理模塊負責對車牌識別控制，抓取車牌圖片，所述DM6446芯片中的DSP模塊，負責從監(jiān)控視頻中對車牌進行識別。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述外圍設備包括顯示器、收費鍵盤、IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器、ETC路側(cè)單元、自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈，所述IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器和ETC路側(cè)單元連接到HI3520主控制模塊的RS232接口上，所述顯示器連接到HI3520主控制模塊的VGA接口上，所述收費鍵盤通過USB接口與HI35200主控制模塊連接，所述自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈通過I/O接口與HI3520主控制模塊連接。本發(fā)明的技術方案，通過多個雙核處理器，增強了視頻處理能力，而在多個雙核處理器上提供了豐富的擴展接口，達到了控制多個車道設備，處理多路視頻、擴展性好的目 的。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖I為本發(fā)明實施例所述的嵌入式智能交通控制收費終端的原理示意 圖2為本發(fā)明實施例所述的嵌入式智能交通控制收費終端的工作流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖I所示，一種嵌入式智能交通控制收費終端，包括雙核處理器、通信模塊、存儲模塊和連接在雙核處理器上的外圍設備，雙核處理器為多個，雙核處理器均設置通信模塊，該通信模塊在不同的處理器間實現(xiàn)通信，并將數(shù)據(jù)實時逐級傳送至收費站，管理分中心，收費管理總中心，雙核處理器均設置存儲模塊。其中雙核處理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，HI3520芯片與DM6446芯片之間通過串口通信。存儲模塊包括SSD固態(tài)硬盤或CF卡。外圍設備包括顯示器、收費鍵盤、IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器、ETC路側(cè)單元、自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈，IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器和ETC路側(cè)單元連接到HI3520主控制模塊的RS232接口上，顯示器連接到HI3520主控制模塊的VGA接口上，收費鍵盤通過USB接口與HI35200主控制模塊連接，自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈通過I/O接口與HI3520主控制模塊連接。HI3520芯片中的ARMll處理器為主控制模塊，負責車道收費軟件的運行，多個外圍設備的控制，HI3520芯片中的視頻處理模塊負責監(jiān)控視頻的壓縮解編碼，具有多路視頻并行處理能力，DM6446芯片中的車牌識別控制處理模塊負責對車牌識別控制，抓取車牌圖片，DM6446芯片中的DSP模塊，負責從監(jiān)控視頻中對車牌進行識別。多路視頻并行處理能力，現(xiàn)有兩路輸入視頻，一路視頻為車道，另一路視頻為車牌。一路輸出視頻，將車道視頻輸出至監(jiān)控中心。其中嵌入式智能交通控制收費終端包括10個串口，多個I/O (8入16出)；2個以太網(wǎng)口，分別連接HI3520中主控制模塊和DM6446中車牌識別控制處理模塊；4路視頻接入通道，2路視頻輸出通道；I路音頻輸入通道，I路音頻輸出通道；2個USB接口 ；1個VGA接口；2個SATA接口。該收費終端以Linux操作系統(tǒng)為核心，采用QT圖形化界面。
嵌入式智能交通控制收費終端集成兩個雙核CPU分別使用HI3520芯片和DM6446芯片。每個芯片都有獨立的內(nèi)存和存儲。HI3520芯片采用ARMll處理器和視頻處理器的雙核結(jié)構(gòu)，ARMll處理器為主控制模塊，負責車道收費軟件的運行，視頻處理器為視頻處理模塊，負責監(jiān)控視頻的壓縮解編碼。DM6446芯片采用ARM和數(shù)字信號處理器DSP雙核結(jié)構(gòu)，ARM處理器為車牌識別控制處理模塊，負責對車牌識別控制，抓取車牌圖片，DSP處理器為DSP模塊，負責從監(jiān)控視頻中對車牌進行識別。HI3520的主控制模塊和DM6446的車牌識別控制處理模塊通過串口通信。顯示器通過VGA接口與HI3520的主控制模塊連接。SSD固態(tài)硬盤或CF卡通過SATA接口連接至HI3520的主控制模塊。音頻通過BNC接口接至HI3520的主控制模塊。收費鍵盤通過USB接口與HI3520的主控制模塊連接。自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈通過I/O接口與HI3520的主控制模塊連接。兩個網(wǎng)口分別連接至HI3520的主控制模塊和DM6446的車牌識別控制處理模塊。兩路視頻，車牌攝像機和車道攝像機輸入至HI3520的視頻處理模塊。一路車牌攝像機視頻輸入至DM6446的DSP模塊。如圖2所示，主控制模塊，視頻處理模塊，車牌識別控制處理模塊和DSP模塊四個模塊協(xié)共同實現(xiàn)駛離高速路網(wǎng)的出口車道收費、駛?cè)敫咚俾肪W(wǎng)的入口車道發(fā)卡、數(shù)據(jù)處理、設備控制、流程控制和數(shù)據(jù)上傳等工作。各個模塊的工作流程如下
主控制模塊對所有設備進行初始化；
視頻處理模塊對輸入的畫座視頻進行視頻編碼，解碼，顯示并將視頻上傳至監(jiān)控中
心；
DSP模塊對輸入的視頻進行車牌識別，如果識別成功將結(jié)果保存至車牌識別控制處理模塊的車牌識別倉庫；
車檢線圈感應到車輛經(jīng)過，觸發(fā)主控制模塊業(yè)務處理流程。主控制模塊發(fā)送請求至車牌識別控制處理模塊；
車牌識別控制處理模塊通過算法找到車牌識別的結(jié)果，并將結(jié)果返回主控制模塊；
主控制模塊調(diào)用相關模塊對業(yè)務進行處理并將結(jié)果顯示；
視頻處理模塊對圖像抓拍；
主控制模塊根據(jù)入口或者出口，進行寫卡或者讀卡操作。如果是出口根據(jù)車輛信息進行計費；
主控制模塊完成所有業(yè)務；
抬桿放行。綜上所述，本發(fā)明還具有如下優(yōu)點
I、低功耗，終端采用嵌入式低功耗CPU，整機功耗明顯降低。嵌入式智能交通控制收費終端的功耗只有15W，是目前普遍使用的車道收費計算機功耗的1/10。集成度高，硬件集成了車道收費，車牌識別等功能，將車道收費，設備監(jiān)控，視頻監(jiān)控，車牌識別等功能集成到一起，運行穩(wěn)定，易于維護。
2、并行處理能力強。硬件上集成了兩個雙核CPU，HI3520芯片中的主控制模塊負責車道收費軟件的運行，視頻處理模塊負責監(jiān)控視頻的壓縮解編碼，具有多路視頻并行處理能力。DM6446芯片中的DSP模塊負責從監(jiān)控視頻中對車牌進行識別，車牌識別控制處理模塊負責對車牌識別控制及抓取車牌圖片。3、提供豐富的外設接口，可擴展性強。包括10個串口，多個I/O (8入16出);2個以太網(wǎng)口 ；4路視頻接入通道，2路視頻輸出通道；1路音頻輸入通道，I路音頻輸出通道；2個USB接口； I個VGA接口； 2個SATA接口。4、終端采用開源操作系統(tǒng)Linux，占用資源少，系統(tǒng)穩(wěn)定，抗計算機病毒能力強，節(jié)約操作系統(tǒng)版權使用費。5、為了避免出現(xiàn)用戶因換卡或通行卡損壞而產(chǎn)生糾紛，系統(tǒng)采用在入口時抓拍該車輛的圖像，在出口時讀取車輛通行卡內(nèi)信息的方法，調(diào)出該通行卡在入口時車輛的圖像，通過在出口抓拍的圖像與入口反查的圖像對比，來解決因換卡，壞卡產(chǎn)生的糾紛。這種通過反查圖像的辨別方法完全避免了車牌識別引起的誤差，系統(tǒng)可靠性高。 6、針對收費公路的特殊性，嵌入式智能交通控制收費終端可支持封閉式入口車道、封閉式出口車道、開放式車道、ETC (電子不停車)、自動發(fā)卡入口車道等多種類型的車道收費。由同一版本程序經(jīng)過參數(shù)配置可以配置為支持不同收費車道(如封閉式車道程序，可配置為開放式，封閉式出口，封閉式入口，主線等)的應用程序。7、嵌入式智能交通控制收費終端可支持多種不同廠家的設備。系統(tǒng)封裝了常用的多家廠商提供的硬件設備接口，通過更改相應配置即可適應不同類型的硬件設備，這樣便于系統(tǒng)硬件升級或更換。8、為了減輕聯(lián)網(wǎng)收費業(yè)務對交通專網(wǎng)通信系統(tǒng)的完全依賴性，嵌入式智能交通控制收費終端實現(xiàn)了脫機情況下進行收費的功能，即任何一個環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡故障不會影響各收費車道的正常收費業(yè)務。由于車道收費系統(tǒng)是24小時不間斷地工作，在網(wǎng)絡中斷或者傳輸設備出現(xiàn)故障時，車道系統(tǒng)進行離線收費而不會使收費數(shù)據(jù)丟失，收費數(shù)據(jù)存儲在車道機中，待網(wǎng)絡暢通，傳輸設備正常時，收費數(shù)據(jù)自動上傳至上級數(shù)據(jù)庫中。完全符合交通運輸部對聯(lián)網(wǎng)收費的安全性等要求。最后應說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，包括雙核處理器、通信模塊、存儲模塊和連接在雙核處理器上的外圍設備，所述雙核處理器為多個，所述雙核處理器均設置通信模塊，該通信模塊在不同的處理器間實現(xiàn)通信，并將數(shù)據(jù)實時逐級傳送至收費站，管理分中心，收費管理總中心，所述雙核處理器均設置存儲模塊。
2.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，所述雙核處理器采用HI3520芯片和DM6446芯片，所述HI3520芯片與DM6446芯片之間通過串口通信，所述HI3520芯片它包含高級精簡指令集處理器ARMll處理器和視頻處理器的雙核結(jié)構(gòu)，其中，ARMll處理器為主控制模塊，視頻處理器為視頻處理模塊，所述DM6446芯片包含高級精簡指令集處理器ARM和數(shù)字信號處理器DSP雙核結(jié)構(gòu)，其中，ARM處理器為車牌識別控制處理模塊，DSP處理器為DSP模塊。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，所述存儲模塊包括SSD固態(tài)硬盤或CF卡。
4.根據(jù)權利要求2所述的嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，所述HI3520芯片中ARMll處理器為主控制模塊，負責車道收費軟件的運行，多個外圍設備的控制，所述HI3520芯片中的視頻處理模塊負責監(jiān)控視頻的壓縮解編碼，具有多路視頻并行處理能力，所述DM6446芯片中的車牌識別控制處理模塊負責對車牌識別控制，抓取車牌圖片，所述DM6446芯片中的DSP模塊，負責從監(jiān)控視頻中對車牌進行識別。
5.根據(jù)權利要求4所述的嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，所述外圍設備包括顯示器、收費鍵盤、IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器、ETC路側(cè)單元、自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈，所述IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、動態(tài)軸重儀、靜態(tài)軸重儀、費額顯示器、自動發(fā)卡機、字符疊加器和ETC路側(cè)單元連接到HI3520主控制模塊的RS232接口上，所述顯示器連接到HI3520主控制模塊的VGA接口上，所述收費鍵盤通過USB接口與HI35200主控制模塊連接，所述自動欄桿、車道通行信號燈、報警器和地感線圈通過I/O接口與HI3520主控制模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入式智能交通控制收費終端，其特征在于，包括雙核處理器、通信模塊、存儲模塊和連接在雙核處理器上的外圍設備，所述雙核處理器為多個，所述雙核處理器均設置通信模塊，該通信模塊在不同的處理器間實現(xiàn)通信，并將數(shù)據(jù)實時逐級傳送至收費站，管理分中心，收費管理總中心，所述雙核處理器均設置存儲模塊。本發(fā)明的技術方案通過多個雙核處理器，增強了多設備并發(fā)控制能力和多路視頻處理能力，而在多個雙核處理器上提供了豐富的擴展接口，達到了控制多個設備，處理多路視頻、擴展性好的目的。
文檔編號G07B15/06GK102915574SQ20121031492
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權日2012年8月30日
發(fā)明者李紅, 張德水, 王 鋒, 武天強, 張健, 丁擇鑫, 邵鵬 申請人:甘肅紫光智能交通與控制技術有限公司