一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统及其使用方法，网关系统包括ETC联网报班网关(A)、出/入口ETC读写器(B)、出/入口地磁传感器(C)、出/入口闸机(D)、出/入口网络摄像机(E)、立体声音响(F)、AC‑DC电源(G)、后台服务器(H)、公路院国密算法模块(I)、出/入口LED点阵字符显示屏(J)。本发明专利技术集先进的传感、工控、计算机等技术于一体，可实现对车辆的进出场站智能管理，智能调度和报班，合理规划车辆站内流程，实现进出站、安全例检、刷卡报班、卡位分配登记、打印结算单及站外运政检查等标准管理流程，提高效率，降低成本，使得业务处理系统更便捷，更智能，更有效率。

【技术实现步骤摘要】
一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统及其使用方法
本专利技术属于交通运输领域，特别是涉及用在公路客运行业的ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统及其使用方法。
技术介绍
长久以来，客运车辆的高效管理一直是道路运输行业管理的一个难点，借助物联网技术发展机遇，建设基于物联网技术的智能交通系统，充分利用物联网技术构建现代化车站客运智能管理平台，既是一种解决办法，也是必然的趋势。从2014年开始启动全国高速公路ETC(不停车收费系统)后，截止到目前，除海南、西藏无收费公路外，北京、天津、河北、山西、辽宁、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖南、陕西、广东、河南、湖北、贵州、吉林、重庆、四川、云南、甘肃、青海、宁夏、黑龙江、内蒙古、广西、新疆29个省份已实现ETC联网互通。在2015年9月交通运输部ETC电视电话会上交通运输部部长杨传堂介绍,截至目前，全国累计建成ETC专用车道1.2万余条、5万余条人工刷卡(MTC)车道，ETC用户约2171.5万；我国公路网已进入“网络化运行”的关键阶段。到2018年底，将建立全国ETC联网运营管理机制，建成较为完善的ETC基础设施网络，建立统一规范的ETC客服体系，用户服务更加便捷。为此，研究设计一种用在公路客运行业的ETC与地磁传器技术相结合的联网报班网关系统及其使用方法，非常必要。
技术实现思路
专利技术目的：研发一种基于ETC(ElectronicTollCollection不停车收费系统)、道路运输IC卡(运政卡)与客运业务管理系统相结合的客运车辆场站内联网报班网关系统，通过ETC联网设备读取道路运输IC卡等信息化手段，实现对站内车辆的进出场站智能管理，车辆的智能调度和报班，合理规划车辆站内流程，实现进出站、安全例检、刷卡报班、卡位分配登记、打印结算单及站外运政检查等标准管理流程。技术方案：一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，包括ETC联网报班网关A、出/入口ETC读写器B、出/入口地磁传感器C、出/入口闸机D、出/入口网络摄像机E、立体声音响F、AC-DC电源G、后台服务器H、公路院国密算法模块I、出/入口LED点阵字符显示屏J；所述ETC联网报班网关A包括主处理器1、USBHUB控制器2、RS232收发器3、RS232-USB接口转换器4、嵌入式隔离RS-485收发器5、音频DAC电路6、百兆以太网HUB电路7、光耦和继电器电路8；所述主处理器1,通过USBHOST接口11连接USBHUB控制器2，将主处理器1的单路USBHOST扩展成四路USBHOST接口11，用于连接外部USB设备；通过RS232-USB接口转换器4，将单路USB2.0信号转换成TTL电平的UART信号；所述UART信号通过RS232收发器3，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS232端口12，用于连接外部的RS232设备，如公路院国密算法模块I、出/入口LED点阵字符显示屏J等；所述UART信号通过嵌入式隔离RS-485收发器5，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS485端口13，用于连接外部的RS485设备，如出/入口ETC读写器B；GPIO通用外设输入输出总线，通过光电隔离电路8，分别通过开关量输入输出接口17与外设的开关量控制模块连接，如出/入口地磁传感器C、出/入口闸机D等；通过I2S总线连接音频DAC电路6，将音频数字信号转换成模拟信号连接音频输出端口14，连接外部的立体声音响F；通过FEC快速以太网控制总线连接至百兆以太网HUB电路7，扩展成8路以太网络接口15，再通过以太网16连接到后台服务器H与其进行数据交互；将出/入口网络摄像机E连接到以太网16，将采集到的车辆号牌信息实时传送给后台服务器H予以数据辅助判断及数据保存。优选的，所述ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统还包括LCD显示屏K；所述主处理器1还包括RGB转LVDS电路9，通过RGB转LVDS电路9将视频信号直接输出到7寸的LCD显示屏K。优选的，所述主处理器1，为飞思卡尔I.MX35ARM1136JF-S处理器，532MHz主频、OpenVG1.1VFPU矢量浮点运算单元、128K二级缓存，存储器配备RAM256MBDDR2、2GBNANDFlash、64MBNorFlash，集成了OpenVG2D矢量图图形加速器，对AdobeFlash、PDF文件及GPS地图显示有得天独厚的加速支持；接口方面，可支持USB2.0和百兆以太网卡；同时拥有丰富的外围接口，如USBOTG、USBHOST、SPI、IIC、UART、CAN、GPIO等，负责外围设备接入；搭载安卓操作系统，运行专门开发的终端应用软件；同时内嵌2个TSAM小卡座，用于ETC读写密钥存储，可主动发送带联动控制信息，发送方式包括TCP/UDP/email，支持WEBCONSOLE自动检测新增模块功能，支持动态链接库，提供RSU主机访问道路运输IC卡(运政卡)读写协议，实现能够使用远距离天线通过OBU对道路运输IC卡(运政卡)的ADF3目录下的文件(如EF04、EF05、EF08)进行读写操作。所述USBHUB控制器2，采用SMSC公司的USB2514四端口集线器控制器，内部电路包括转发器(HUBRepeater)、控制器(HUBController)和处理翻译器(TransactionTranslator，TT)；该控制器具有1个USB上行端口、4个USB下行端口，每个下行端口最大工作电流可为500mA，最高速率为480Mbps，并完全兼容USB1.1和USB1.0；USBHUB支持多个不同属性的USB外部设备，分层星形拓扑结构支持多达127个外部设备，为USB用户提供方便、简捷的连接方式。同时也支持热插拔，即在不关机的情况下用户可直接插入或拔出设备。所述RS232收发器3，采用SIPEX公司的SP3232EEN芯片，是一个2驱动器/2接收器的器件，包含Sipex系列特有的片内电荷泵电路，可从+3.0V～+5.5V的电源电压产生2×Vcc的RS-232电压电平；满足EIA/TIA-232和V.28/V.24通信协议，用于连接终端内现金类模块；该器件的驱动器满载工作时典型的数据传输速率为235Kbps，其内部为所有驱动器输出和接收器输入管脚提供的ESD保护，使得驱动器和接收器的管脚可承受±15kV人体放电模式和IEC1000-4-2气隙放电模式。所述RS232-USB接口转换器4，采用PL2303芯片，该芯片PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步串行通信装置与USB功能接口便利联接的解决方案；该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换，能够方便嵌入到手持设备；该器件作为USB/RS232双向转换器，一方面从主机接收USB数据并将其转换为RS232信息流格式发送给外设；另一方面从RS232外设接收数据转换为USB数据格式传送回主机，这些工作全部由器件自动完成，开发者无需考虑固件设计。所述嵌入式隔离RS-485收发器5，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，包括ETC联网报班网关(A)、出/入口ETC读写器(B)、出/入口地磁传感器(C)、出/入口闸机(D)、出/入口网络摄像机(E)、立体声音响(F)、AC‑DC电源(G)、后台服务器(H)、公路院国密算法模块(I)、出/入口LED点阵字符显示屏(J)；所述ETC联网报班网关(A)包括主处理器(1)、USB HUB控制器(2)、RS232收发器(3)、RS232‑USB接口转换器(4)、嵌入式隔离RS‑485收发器(5)、音频DAC电路(6)、百兆以太网HUB电路(7)、光耦和继电器电路(8)；所述主处理器(1),通过USB HOST接口(11)连接USB HUB控制器(2)，将主处理器(1)的单路USB HOST扩展成四路USB HOST接口(11)，用于连接外部USB设备；通过RS232‑USB接口转换器(4)，将单路USB2.0信号转换成TTL电平的UART信号；所述UART信号通过RS232收发器(3)，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS232端口(12)，用于连接外部的RS232设备，如公路院国密算法模块(I)、出/入口LED点阵字符显示屏(J)；所述UART信号通过嵌入式隔离RS‑485收发器(5)，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS485端口(13)，用于连接外部的RS485设备，如出/入口ETC读写器(B)；GPIO通用外设输入输出总线，通过光电隔离电路(8)，分别通过开关量输入输出接口(17)与外设的开关量控制模块连接，如出/入口地磁传感器(C)、出/入口闸机(D)等；通过I2S总线连接音频DAC电路(6)，将音频数字信号转换成模拟信号连接音频输出端口(14)，连接外部的立体声音响(F)；通过FEC快速以太网控制总线连接至百兆以太网HUB电路(7)，扩展成8路以太网络接口(15)，再通过以太网(16)连接到后台服务器(H)与其进行数据交互；将出/入口网络摄像机(E)连接到以太网(16)，将采集到的车辆号牌信息实时传送给后台服务器(H)予以数据辅助判断及数据保存。...

【技术特征摘要】
1.一种ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，包括ETC联网报班网关(A)、出/入口ETC读写器(B)、出/入口地磁传感器(C)、出/入口闸机(D)、出/入口网络摄像机(E)、立体声音响(F)、AC-DC电源(G)、后台服务器(H)、公路院国密算法模块(I)、出/入口LED点阵字符显示屏(J)；所述ETC联网报班网关(A)包括主处理器(1)、USBHUB控制器(2)、RS232收发器(3)、RS232-USB接口转换器(4)、嵌入式隔离RS-485收发器(5)、音频DAC电路(6)、百兆以太网HUB电路(7)、光耦和继电器电路(8)；所述主处理器(1),通过USBHOST接口(11)连接USBHUB控制器(2)，将主处理器(1)的单路USBHOST扩展成四路USBHOST接口(11)，用于连接外部USB设备；通过RS232-USB接口转换器(4)，将单路USB2.0信号转换成TTL电平的UART信号；所述UART信号通过RS232收发器(3)，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS232端口(12)，用于连接外部的RS232设备，如公路院国密算法模块(I)、出/入口LED点阵字符显示屏(J)；所述UART信号通过嵌入式隔离RS-485收发器(5)，将TTL电平的UART端口转换成标准的RS485端口(13)，用于连接外部的RS485设备，如出/入口ETC读写器(B)；GPIO通用外设输入输出总线，通过光电隔离电路(8)，分别通过开关量输入输出接口(17)与外设的开关量控制模块连接，如出/入口地磁传感器(C)、出/入口闸机(D)等；通过I2S总线连接音频DAC电路(6)，将音频数字信号转换成模拟信号连接音频输出端口(14)，连接外部的立体声音响(F)；通过FEC快速以太网控制总线连接至百兆以太网HUB电路(7)，扩展成8路以太网络接口(15)，再通过以太网(16)连接到后台服务器(H)与其进行数据交互；将出/入口网络摄像机(E)连接到以太网(16)，将采集到的车辆号牌信息实时传送给后台服务器(H)予以数据辅助判断及数据保存。2.根据权利要求1所述的ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，还包括LCD显示屏(K)；所述主处理器(1)还包括RGB转LVDS电路(9)，通过RGB转LVDS电路(9)将视频信号直接输出到7寸的LCD显示屏(K)。3.根据权利要求1所述的ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，所述主处理器(1)，为飞思卡尔I.MX35ARM1136JF-S处理器，532MHz主频、OpenVG1.1VFPU矢量浮点运算单元、128K二级缓存，存储器配备RAM256MBDDR2、2GBNANDFlash、64MBNorFlash，集成了OpenVG2D矢量图图形加速器，对AdobeFlash、PDF文件及GPS地图显示有加速支持；接口方面，支持USB2.0和百兆以太网卡；同时拥有丰富的外围接口，如USBOTG、USBHOST、SPI、IIC、UART、CAN、GPIO，负责外围设备接入；搭载安卓操作系统，运行专门开发的终端应用软件；同时内嵌2个TSAM小卡座，用于ETC读写密钥存储，可主动发送带联动控制信息，发送方式包括TCP/UDP/email，支持WEBCONSOLE自动检测新增模块功能，支持动态链接库，提供RSU主机访问道路运输IC卡或运政卡读写协议，实现使用远距离天线通过OBU对道路运输IC卡或运政卡的ADF3目录下的文件进行读写操作。4.根据权利要求1所述的ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，所述百兆以太网HUB电路(7)，采用Realtek公司的RTL8309M芯片，该芯片是一款9端口10/100M以太网控制器，集成内部存储器，9个MAC，8个PHY收发器，支持10Base-T和100Base-TX，支持外部设备的(T)MII/RMII接口连接到第9个MAC；实现接入多个以太网接口模块，如网络摄像头。5.根据权利要求1所述的ETC与地磁传感器技术相结合的联网报班网关系统，其特征在于，所述光耦和继电器电路(8)，光耦用于采集安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，欧阳志锋，高峰，李丽，张宇新，闵志锋，施晓燕，
申请(专利权)人：无锡怡通智运科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32