天津职业技术师范大学201 届本科生毕业论文
4 收费车道控制系统的设计与联系
4.1 ETC微波天线及处理器A/B
计算机网络 读写器 调制解调 MCU 天线 天线 ECT标签 调制解调 CPU EEPROM
接口 (1）单车道天线
平均无故障工作时间30,000小时;IP65防护等级;有效工作距离不低于10m；不会影响相邻车道的设备; 适应各类恶劣的环境，能有效的抵御紫外线辐射，防腐性能优良。
(2）读写交易控制器
交易控制器和车道控制器之间的通信协议可以是异步串行通信协议也可以是TCP/IP协议，交易控制器能处理一系列完整的付款交易，保证安全可靠以及与其它系统的互换性；交易控制器具有系统初始化的程序指令，如设置车道天线频道、子频道和电源电压；交易控制器的管理功能可以连续监视DSRC微波链路的运行，在故障发生时会自动报警并且把状态变化传给车道控制机。其技术指标要求如下：
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可以处理一个或两个天线； 适用于单车道收费系统的应用； 通信频率：5.8GHz； 识别距离：3.7 ～ 11 m； 工作温度：-40℃～+75 ℃； 工作相对湿度：100%； 免维护寿命不低于50，000h； 电 源：单相220V AC，50Hz； 包括必要的防雷、防浪涌设备及措施。
（3）电子标签
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? 双片电子标签
? 支持5.8Ghz频段高速专用微波短程通信； ? 支持高速标准 DES、三重 DES运算； ? 支持250 Kbps以上高通信速率；
? 支持LED、液晶、蜂鸣器等多种信息提示手段；
? 数据存储容量不小于256Byte，在128Byte内存可进行读、写、擦除再写操作，还开辟有可永久专用字区；
? 用户可自定义读写标准，使专有应用系统效率更加快捷； ? 内存可反复擦写100，000次以上，免维护寿命不低于50,000h； ? 有良好的电磁兼容性，抗干扰能力强；
? 通讯：与电子标签读写器之间采用加密传输，加密算法采用3-DES，采用防冲突通讯协议的二进制树形防冲突机制，不管工作区有多少个标签，每秒可有效识读多达50个标签； ? 工作温度：-40℃ ～ 85℃； ? 存储温度：-55℃ ～ 125℃； （4）读写天线的安装
? 可以安装在雨棚上，也可以单独安装在车道门架上； ? 安装固定费用包含在报价中，待联合设计中确定安装方式。 （5）ETC设备的检测
? ETC读写设备应已通过ITS中心检测，产品型号应在《已通过测试的电子收费专用短程通信产品名录》中，且在有效期内。
? 产品应可根据业主要求，送至ITS中心检测。ITS中心承担全国电子不停车收费关键设备（可包括路侧单元、车载单元、IC卡、IC卡读写机具等）的测试工作。测试工作应至少包括以下内容：
? ETC设备测试：物理参数测试、协议一致性测试、互操作测试、环境条件测试
? 智能卡测试：物理特性、化学特性、电特性、通讯协议、基本功能、基本安全性能、稳定性、环境条件、文件结构、指令集
? ETC应用测试：交易流程测试、实际过车测试、通行速度、大样本量、互操作测试。
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4.2 ETC自动栏杆
? （1）车道头部安装自动栏杆。自动栏杆受控于ETC车道控制器，拦杆的下落由车道控制器车辆检测到检测器的数据后控制。
? （2）栏杆由PVC材质制成，杆体表面贴有红、白相间的高强反光膜。栏杆的断面形状可为长方形、圆形或其它形状，杆长≥3.0米，栏杆臂下边缘距水平地面的高度在750mm～1050mm之间。
? （3）栏杆悬臂被车辆碰撞，可以水平移动，如碰撞力过大时，悬臂应自行脱离，以保护自动栏杆的机械传动装置，减轻对碰撞车辆的损害。自动栏杆发生故障或断电时，栏杆悬臂自动复位至垂直状态。
? （4）自动栏杆箱体宜采用2mm以上厚的钢板制成，为便于维修，机箱留有门、锁。
? （5） 自动栏杆还应包括通信控制以及车辆检测模块,车辆检测器采用环形线圈检测器，它由埋在每条车道路面下的环形线圈和设于车道控制机内的检测器构成，用于统计驶入、驶出车道的车辆数和控制车道摄像机的图像抓拍以及控制通行信号灯、自动栏杆的动作。 ? （6） 电机部分技术指标
? 满足交通行业标准JT/T（428.1－428.2）－2000《收费栏杆技术条件》； ? 快速启动和停止，由水平到竖直和由竖直到水平的运动时间≤1.8s； ? 使用寿命：5000000往复次或大于10年； ? 功耗：单相电机≤80W； ? 栏杆抬起时间小于0.7秒；
? MTBF大于100万次，MTTR小于30分种； ? 使用环境温度：-30℃～70℃； ? 环境湿度：95%无冷凝；
? 带有防冲撞机构，可抗5级风力，又能安全脱开； ? 电源：AC220V?15%，50Hz?2Hz； ? 防护等级：IP65。 ?
4.3 ETC车道信息屏
? 采用LED点阵式显示屏，选用单色LED点阵显示模块；
? 内置1638点阵 ASCII码字库，16316点阵GB2132一级汉字字库； ? 分辨率：144×72； ? 发光亮度>1000cd/m2
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? 可自动调节发光强度； ? 发光器件：Φ5半户外模块； ? 像素间距：7.62mm； ? 发光亮度：大于1500cd/m2；
? 显示内容：收费信息及显示公告信息、图像； ? 控制方式：RS232通讯；
? 屏体尺寸：1157mm3608mm3115mm； ? 显示区尺寸：1097mm3548mm； ? 操作温度范围：-20℃～+75℃； ? 相对湿度：10%～95%非冷凝； ? MTBF：大于15,000小时； ? MTTR：小于0.5小时； ? 箱体防护等级：IP65； ? 立柱式安装。
4.4 ETC雨棚信号灯
（1）雨棚信号灯安装在每条ETC车道上方的雨棚上，在车道迎车流行驶方向的收费大棚上方安装禁止通行（用黄色3表示）和通行（用黄色↓表示）的组合信号灯。黄色3表示车道关闭，车辆不允许驶入该车道。黄色↓表示车道开放，车辆可以驶入该车道；在双向广场车道逆车流行驶方向的收费大棚上方安装黄色（用3表示）反向禁行信号灯。
（2）雨棚信号灯由收费亭的UPS供电； （3）雨棚信号灯的尺寸：600×600mm（内框）；
（4）承包商的工作任务是提供和安装雨棚信号灯的连接件、托架、紧固件和其它附属安装材料，安装角度应调整到使驾驶员获得最佳的视认效果，并将雨棚信号灯控制线缆引至收费亭内车道控制机附近（线缆留有1.0米的余量），并负责将控制线缆接入车道控制机机柜内的I/O板上。
（5）连接件、托架、紧固件和其它附属安装材料均包含在设备本身，不在单列费用。
（6）主要技术指标如下： ? LED光源：
黄色：
直径26mm； 波长626nm；
亮度4000mcd～9400mcd；
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半功率角≥ 30度；
? 显示内容：正向：黄色叉和黄色箭头；反向：黄色叉； ? 结构指标：黑色防水机箱；
壳体为1.5mm厚冷轧钢板；
带遮阳罩；
封装： 防水、防尘、防锈蚀机箱，密封性IP55； 安装角度：垂直方向向前倾6°，水平方向±15°可调； 重量：约12KG；
? 电气性能指标:
亮度：纯黄超高亮发光二级管, 1000米内可见；
寿命：10万小时；
电源：220V?15%, 50Hz?3Hz； MTBF：10000小时； MTTR：0.5小时； 温度：-20℃～+60℃；
工作湿度95%（在-5℃～+60℃之间）。
4.5车辆检测器
（1）车检测器所采用的是环形线圈检测器，它由埋在每条车道路面下的环形线圈和设于车道控制机内的检测器所构成，用于统计车辆驶入、驶出车道的车辆数和控制车道摄像机的图像抓拍以及控制通行信号灯、自动栏杆起落的动作。
（2） 车辆检测器应可以检测通过本路的各种车辆。当拖挂车通过检测器时应判为一辆车；当两辆车快速、慢速或相距很近地通过检测器时，应判为两辆车。
（3） 各车道的检测器不能互相干扰。金属物体在两车道之间的收费岛上移动时，不能影响检测器的性能和精度。
（4） 不要求环形线圈检测器检测比轻型摩托车更小的运输工具。
（5） 当车道处于关闭状态时，检测器通常应仍处于工作状态，以检测在车道关闭时的违章车辆。当有违章车辆通过时，应能引起黄色闪光报警器报警，直至事情处理完毕。
（6） 环形线圈安装包括以下内容，但不局限于此：开槽、布线、封装（填充适当的填充剂）。
（7）车辆检测模块部分技术指标 ?
线圈电缆由截面积不小于1.5mm2多股铜导线构成，应用于超低压电路（AC32V以下）；
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