专利名称：汽车行进间红外收费系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子公路收费系统。
目前，公知的电子公路收费系统，如《世界科技译报》(刊号CN32-0020)94年12月14日以《电子公路收费系统可以缓解交通阻塞》为题刊载的电子公路收费系统，采用微波信道，实现非现金公路收费，提高了公路的车流量和收费管理水平，是人工收费所不可比拟的。众所周知，微波信道的造价较为昂贵。
本实用新型的目的在于提供一种汽车行进间红外收费系统，采用红外线信道和光电栅栏，结构简单、造价低廉，从而提高本实用新型性能价格比。
本实用新型的目的是这样实现的系统由站内电子收费装置与车载电子缴费装置组成。站内电子收费装置由计算机，以及和计算机的串行口相连的红外线收发单元、进口光电栅栏、出口光电栅栏、摄录像机组成；车载电子缴费装置由单片机，以及和单片机I/O口相连的红外线收发头、IC卡、4只LED数码管组成。红外线收发单元由若干数量分立的红外线发射管与红外线接收管安装在同一块印刷线路板上组成。收发单元发射由分立红外线发射管产生的红外线束。在收费通道上方构架上，每一收发单元均以相同俯角安装，并使红外线束都射向车辆驶来方向，若干收发单元在构架上沿通道排列，构成红外线收发阵列，确保行进中电子缴费装置受到红外线连续照射；车载电子缴费装置中收发头是小尺寸的收发单元，其红外线束以一定仰角射向通道上方收发单元，确保行驶中，至少有一个收发单元中的红外接收管受其照射。这样站内电子收费装置与车载电子缴费装置间便可以红外线为通讯传输煤介进行移动的红外线通信。这移动通信，是由若干数量分立的红外线发射管和红外线接收管共同实现的。通信采用脉宽调制串行码，作为通信传输媒介的红外线按选定的载频频率以脉冲方式被发射。光电栅栏由若干只对射式光电开关组成。两道光电栅栏分别安装于收费通道进口和出口处，用以检测车辆的进入和驶离。
采用上述方案的汽车行进间红外收费系统结构简单，成本低廉。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例系统组成示意图。
图2是车载电子收费装置实施例外形图。
图3是图2的A向视图。
图4是红外线收发单元实施例剖视图。
图5是红外线收发单元实施例正视图。
图6是车载电子收费装置实施例电原理图。
图7是车载电子收费装置实施例供电原理图。
图8是光电栅栏实施例发射部分电原理图。
图9是光电栅栏实施例接收部分电原理图。
图10是光电栅栏实施例发射柱正视图。
图11是光电栅栏实施例接收柱正视图。
图12是站内电子收费装置实施例电原理图。
图中，1a.进口光电栅栏发射柱 1b.进口光电栅栏接收柱2.红外线收发单元 3.安装构架 4.摄像机 5a.出口光电栅栏发射柱 5b.出口光电栅栏接收柱 6.计算机 7.录像机 8.车载电子缴费装置 9.红外线收发头 10.IC卡 11.红外线收发单元外壳 12.印刷线路板13a～13r红外发射管 14a、14b、14c红外接收管图中，集成块IC1是INTEL87C51，集成块IC2是AT24C02，集成块IC3-IC6是74LS164，集成块IC7、IC14是CX20106A，集成块IC8、IC11、IC15是LM555，集成块IC10是LM7805，集成块IC9、IC12、IC16是TWH8751，集成块IC13是74HC27，集成块IC17-IC19是TSC232，集成块DT1-DT3是GP1U62X，二极管D1-D3是IN4004，二极管D71～D73、D11～D13、D61～D63是红外接收管，二极管D6～D8、D101～D118、D601～D618、D701～D718是红外发射管。
在图1中，车辆驶入收费通道，触发进口光电栅栏(1)，计算机(6)控制6个收发单元(2)排列组成的收发阵列，共同发射红外线收费信息，车辆挡风玻璃后面车载电子缴费装置(8)上的收发头(9)在车辆移动中将收到信息送单片机(IC1)解调，自动从IC卡(10)中扣除收费金额，并由收发头(9)发射缴费信息，收发阵列将收到信息送计算机(6)。车辆驶离收费通道触发出口光电栅栏(5)，若此时计算机(6)未收到缴费信息，便启动摄像机(4)、录像机(7)录下逃逸的车辆尾部牌号。
在图5中，14a～14c共三只红外接收管与13a～13r共18只红外发射管排成三行七列，组成一个红外收发单元。
在图6中，缴费装置核心器件为单片机IC1(INTEL87C51)，其软件决定装置所有功能。红外接收管D71～D73将收到红外脉冲信号(收费信息)送入放大、解调集成块IC7(CX20106A)解调出方波送IC1的中断口(INT0)判别脉宽，再解调出数字信号。集成块IC8(LM555)为载频信号振荡器，产生40KHZ方波激励大功率开关集成块IC9(TWH8751)，在IC1控制下，IC9驱动D701～D718，发射红外脉宽调制信号。集成块IC2为二线串行EEPROM(AT24002)，存储车号、车型代码等车辆特征信息。IC1还有IC卡接口。4只LED数码管显示收费金额、IC卡剩余金额信息。D71～D73、D701～D718安装于收发头(9)内。
在图8中，进出口光电栅栏结构完全相同，集成块IC11及外围元件组成30KH2方波发生器，激励大功率开关器件IC12(TWH7851)驱动红外发射管D6～D7，发射红外线。在图9中，三只红外接收解调模块DT1～DT3(GP1U62X)的输出接三输入端或非门IC13(74HC27)，DT1～DT3任何一只被遮挡，IC13立即输出低电平，实现光电开关功能。
在图12中，六只收发单元的接收管D11～D13、D21～D23…D61～D63由屏蔽电缆接到集成块IC14(CX20106A)。集成块IC15(LM555)及外围组成40KH2载频方波发生器，激励集成块IC16(TWH8751)。集成块IC17～IC19(TSC232)为电平变换器件。计算机(6)通过RS-232串口RXD接收经IC14解调的缴费信息，经TXD口控制IC16驱动收发阵列中的D101～D118、D201～D218…D601～D618六组红外发射管发射红外线脉宽调制收费信息。由CTS口DSR口分别接收进出口光电栅栏输出信号EG1和EG2(与EG1同，故省略未画出)。摄、录像机的工作由RTS口控制。
权利要求1.一种汽车行进间红外收费系统，由站内电子收费装置与车载电子缴费装置组成，电子收费装置包括计算机以及与计算机相连的红外线收发单元、光电栅栏、摄录像机；电子缴费装置包括单片机以及与单片机相连的红外线收发头、IC卡，其特征是站内电子收费装置与车载电子缴费装置间以红外线为通信传输媒介，进行移动的红外线通信。
2.根据权利要求1所述的汽车行进间红外收费系统，其特征是若干数量分立的红外线发射管和红外线接收管共同实现移动的红外线通信。
3.根据权利要求1所述的汽车行进间红外收费系统，其特征是作为通信传输媒介的红外线以脉冲方式被发射。
专利摘要汽车行进间红外收费系统，是一种电子公路收费系统。它是由站内电子收费装置与车载电子缴费装置组成。收费装置由计算机、红外线收发单元、光电栅栏、摄录像机经适当接口连接而成；缴费装置由单片机、红外线收发头及IC卡组成。本系统采用红外线以较低成本解决上述两装置间移动通信问题，实现汽车行进间非现金收费，提高了公路车流量和收费管理水平。
文档编号G07B15/06GK2246309SQ9520405
公开日1997年1月29日 申请日期1995年3月4日 优先权日1995年3月4日
发明者叶道生, 曾云清 申请人:叶道生, 曾云清