基于GPRS的高速公路智能收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)軟件工程研究生任真指導(dǎo)老師所在學(xué)院天津高校軟件學(xué)院2011年11月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的探討工作和取得的探討成果，除了文中特殊加以標(biāo)注和致謝之外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的探討成果，也不包含為獲得天津高校或其他教化機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而運(yùn)用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本探討所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：任真簽字日期：2011年11月13日學(xué)位論文版權(quán)運(yùn)用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解天津高校有關(guān)保留、運(yùn)用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津高?？梢詫W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采納影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名：任真導(dǎo)師簽名：簽字日期：2011年月日簽字日期：2011年月日中文摘要：以AT89S8252為核心，結(jié)合nRF2401和GR47設(shè)計(jì)一套高速馬路智能收費(fèi)系統(tǒng)。采納無(wú)線通信方式，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與收費(fèi)站之間收費(fèi)的無(wú)人化操作；收費(fèi)信息借助GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)銀行，再進(jìn)行相應(yīng)的代收費(fèi)。GPRS模塊和GPRS網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，增加系統(tǒng)的牢靠性、收費(fèi)的便捷性，降低成本。系統(tǒng)給智能收費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)新方案，具有良好的市場(chǎng)前景。

英文摘要：ItdesignsasetofintelligenttollingsystemforexpresswaywhichusesAT89S8252ascorecombiningnRF2401andGR47.Unmannedoperationisrealizedbetweenautomobileandtollingstationbywirelesscommunication.ThetolliscompletedaccordingtollinginformationwhichwastransmittedtoNetBankbytheexistingGPRSnetwork.Itenhancesreliabilityandconvenienceofsystem,bytheapplicationofGPRSmoduleandGPRSnetwork.Atthesametime,thecostofsystemisreduced.Systemprovidesanewschemeforth...目錄：第一章緒論1.1高速馬路發(fā)呈現(xiàn)狀1.2高速馬路收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)呈現(xiàn)狀1.3高速馬路收費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展前景1.4課題的提出背景1.5論文的組織結(jié)構(gòu)其次章系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)框圖和原理2.2系統(tǒng)硬件

2.2．1微處理器模塊

2.2．2無(wú)線模塊

2.2．3液晶顯示模塊2.2．4GPRS模塊2.3系統(tǒng)軟件

第三章結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)致謝第一章高速馬路發(fā)呈現(xiàn)狀

1.1我國(guó)高速馬路發(fā)呈現(xiàn)狀

1988年我國(guó)第一條高速馬路上海至嘉定高速馬路的建成通車(chē)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)大陸高速馬路零的突破之后，我國(guó)的高速馬路建設(shè)步入了加速發(fā)展的快車(chē)道。2008年，總規(guī)模3.5萬(wàn)公里的“五縱七橫”國(guó)道主干線系統(tǒng)全面建成，標(biāo)記著我國(guó)高速馬路網(wǎng)骨架的基本形成。到2010年底，全國(guó)高速馬路由“十五”期末的4.1萬(wàn)公里發(fā)展到7.4萬(wàn)公里，新增3.3萬(wàn)公里。整個(gè)“十一五”階段，全社會(huì)高速馬路建設(shè)累計(jì)投資達(dá)2萬(wàn)億元，是我國(guó)馬路交通發(fā)展速度最快、發(fā)展質(zhì)量最好、服務(wù)水平提升最為顯著的時(shí)期。

從總量上看，我國(guó)高速馬路已經(jīng)得到了飛躍式發(fā)展，基本能夠滿(mǎn)意經(jīng)濟(jì)和生活的需求；從面積密度來(lái)看，東部等發(fā)達(dá)地區(qū)并不亞于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至還超過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家水平。

目前我國(guó)各地區(qū)高速馬路建設(shè)狀況同其經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)狀況大體保持一樣。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，高速馬路面積密度比較大；經(jīng)濟(jì)較落后的地區(qū)，高速馬路面積密度也相對(duì)滯后。這一局面的形成主要同我國(guó)之前推行的優(yōu)先發(fā)展發(fā)達(dá)地區(qū)交通基礎(chǔ)建設(shè)的戰(zhàn)略規(guī)劃有很大關(guān)系。從我國(guó)高速馬路規(guī)劃布局狀況來(lái)看，高速馬路發(fā)展將參考經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的同時(shí)，兼顧區(qū)域間的均衡化發(fā)展。這將有助于減小和改善東西部地區(qū)高速馬路建設(shè)的巨大差距和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。

“十二五”期間我國(guó)交通運(yùn)輸仍處于大建設(shè)、大發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。2011年5月26日，交通運(yùn)輸部正式發(fā)布了《交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。到“十二五”末，我國(guó)國(guó)家高速馬路網(wǎng)將基本建成，高速馬路總里程達(dá)到10.8萬(wàn)公里，屆時(shí)將覆蓋90%以上的20萬(wàn)以上城鎮(zhèn)人口城市。

1.2陜西高速馬路發(fā)呈現(xiàn)狀“十一五”以來(lái)，陜西省交通運(yùn)輸系統(tǒng)以建設(shè)西部強(qiáng)省、富有三秦百姓為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)超常規(guī)、跨越式、大規(guī)模發(fā)展。截止2010年底，全省馬路總里程達(dá)到14.7萬(wàn)公里，路網(wǎng)密度71.7公里/百平方公里。特殊是建成秦嶺終南山馬路特長(zhǎng)隧道、西漢高速馬路、機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用高速馬路等一批在國(guó)內(nèi)外具有重大影響力的項(xiàng)目，充分呈現(xiàn)了陜西交通發(fā)展新形象。同時(shí)，陜西省還在全國(guó)領(lǐng)先簽訂部省共建協(xié)議，制定“群眾打底子、政府鋪面子”等系列惠民政策，掀起交通運(yùn)輸行業(yè)建設(shè)的新高潮?！笆濉标兾鲗⒔⒏尤妗⒏咝У慕煌ㄟ\(yùn)輸運(yùn)行監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提升交通運(yùn)輸信息資源的深度開(kāi)發(fā)與綜合利用水平，通運(yùn)輸系統(tǒng)全網(wǎng)聯(lián)動(dòng)、協(xié)同應(yīng)用程度進(jìn)一步提高，在保障暢通運(yùn)行方面取得顯著實(shí)效，在提升運(yùn)行效率、服務(wù)公眾出行方面取得明顯突破，在規(guī)范市場(chǎng)秩序、強(qiáng)化平安應(yīng)急、服務(wù)決策支持方面全面提升，在推動(dòng)綜合運(yùn)輸體系建設(shè)、發(fā)呈現(xiàn)代物流、實(shí)現(xiàn)低碳綠色交通方面取得重大進(jìn)展，為現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展供應(yīng)堅(jiān)毅支撐與保障，是“十二五”馬路水路交通運(yùn)輸信息化發(fā)展總體目標(biāo)。陜西省位于中國(guó)的空間地理中心，周邊與七省相接，是我國(guó)連通東西、貫穿南北的重要交通樞紐，目前擁有高速馬路3400公里，已經(jīng)形成了省域范圍的高速馬路網(wǎng)。“十二五”時(shí)期，陜西省交通運(yùn)輸系統(tǒng)將緊扣“科學(xué)發(fā)展、富民強(qiáng)省”主題，以打造全國(guó)交通樞紐和西部交通強(qiáng)省為目標(biāo)，以“構(gòu)建大交通、完善大路網(wǎng)、強(qiáng)化大樞紐、發(fā)展大物流”為方向，接著加快馬路建設(shè)，大力加強(qiáng)道路運(yùn)輸，主要實(shí)施高速馬路網(wǎng)化、干線馬路升等、農(nóng)村馬路惠民、運(yùn)輸服務(wù)強(qiáng)化、應(yīng)急保障提升等五項(xiàng)工程，力爭(zhēng)到2015年基本實(shí)現(xiàn)縣縣通高速馬路，全面實(shí)現(xiàn)縣縣通二級(jí)以上馬路，路網(wǎng)總規(guī)模提高到16萬(wàn)公里，路網(wǎng)密度增加78公里/百平方公里。其次章高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)高速馬路監(jiān)控內(nèi)容主要包括高速馬路、收費(fèi)站兩個(gè)部分。監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用部門(mén)包括高速馬路管理處、分公司、省交通廳等各個(gè)領(lǐng)域。2.1高速馬路路遠(yuǎn)地偏，如何組建平安牢靠的監(jiān)控系統(tǒng)？

高速馬路都修建在城市與城市之間，空間跨度大，室外環(huán)境惡劣，維護(hù)成本高。在設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)選用技術(shù)成熟，工作穩(wěn)定的設(shè)備。應(yīng)采納光端機(jī)加硬盤(pán)錄像機(jī)的實(shí)現(xiàn)模式。在高速馬路的延長(zhǎng)線上，鋪設(shè)光纖，傳輸視頻和反向限制信號(hào)。光纖的傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)衰減小，價(jià)格又便宜，適合于遠(yuǎn)距離傳輸。一旦鋪設(shè)完成，可常年運(yùn)用，可有效降低維護(hù)成本。在前端采納高速球云臺(tái)對(duì)來(lái)往車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控，球云臺(tái)內(nèi)置溫控調(diào)整系統(tǒng)，可以在更大的溫度范圍內(nèi)正常工作。而在監(jiān)控中心可以通過(guò)接收光端機(jī)將視頻信號(hào)還原出來(lái)輸入給硬盤(pán)錄像機(jī)，這套系統(tǒng)均采納成熟牢靠的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

2.2收費(fèi)站位置分散，如何實(shí)現(xiàn)集中的監(jiān)控管理？

作為高速馬路的末端收費(fèi)站的監(jiān)控，在設(shè)計(jì)上和高速馬路則迥然不同。它的位置相當(dāng)分散，如何將這么多分散在各地區(qū)的收費(fèi)站集中起來(lái)監(jiān)控是個(gè)難題。高速馬路專(zhuān)用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用各個(gè)收費(fèi)站的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。目前每個(gè)收費(fèi)站都有2M的專(zhuān)線接入，用于馬路計(jì)費(fèi)信息管理等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在每個(gè)收費(fèi)站安裝一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，干脆將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入即可。在監(jiān)控中心安裝一臺(tái)綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站的統(tǒng)一集中式監(jiān)控。

2.3如何解決眾多用戶(hù)對(duì)大量設(shè)備的管理問(wèn)題？

在這樣一個(gè)大型的監(jiān)控系統(tǒng)中，管理機(jī)構(gòu)和管理人員眾多，同時(shí)監(jiān)控資源也特別豐富，如何讓每一個(gè)用戶(hù)都可以恰當(dāng)?shù)墓芾砻恳粋€(gè)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)于一套系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。天地偉業(yè)高速馬路專(zhuān)用監(jiān)控系統(tǒng)采納了分組的概念，將眾多用戶(hù)分成了用戶(hù)組，將眾多設(shè)備分成了設(shè)備組。這樣一個(gè)大的系統(tǒng)就被分解成了若干個(gè)小的系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)用戶(hù)組和設(shè)備組之間作權(quán)限的映射管理。包括視頻閱讀的權(quán)限、限制的權(quán)限、管理的權(quán)限等等。在設(shè)置權(quán)限的時(shí)候?qū)嵭姓l(shuí)管理誰(shuí)負(fù)責(zé)的原則，并對(duì)同樣具有管理的人設(shè)置權(quán)限的級(jí)別，這樣就可以保證不會(huì)出現(xiàn)沒(méi)人管理或交叉管理的問(wèn)題。

2.4如何快速定位事故，做到快速出警？

高速馬路系統(tǒng)中地理位置分布廣泛，事故發(fā)生具有不確定性。收費(fèi)站地處城市郊區(qū)，搶劫、沖關(guān)事務(wù)也時(shí)有發(fā)生，如何快速定位事故，快速出警。系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)電子地圖雙屏顯示功能，同時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的視頻和電子地圖畫(huà)面，并可以在地圖上用不同的顏色區(qū)分出當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)。當(dāng)有報(bào)警的時(shí)候，可以自動(dòng)地將報(bào)警點(diǎn)所在的視頻切換到主顯示區(qū)。主機(jī)收到報(bào)警信號(hào)后，可以用不同語(yǔ)音提示當(dāng)前的報(bào)警狀態(tài)，也可以自動(dòng)地給責(zé)任人發(fā)送報(bào)警短信。

2.5系統(tǒng)如何依據(jù)多級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)？省、市、地區(qū)多級(jí)，適合于組建大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)各個(gè)子系統(tǒng)又可以獨(dú)立運(yùn)行，不依靠于其他部分。在高速馬路部分采納數(shù)字化監(jiān)控模式，通過(guò)光纖將視頻信號(hào)匯合到高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)。在收費(fèi)站部分采納網(wǎng)絡(luò)化傳輸模式，通過(guò)原有的網(wǎng)絡(luò)資源，匯合到綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。同時(shí)上級(jí)機(jī)構(gòu)也可以利用交通專(zhuān)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，組建多級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。

第三章陜西高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)省內(nèi)交通運(yùn)輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及高速路網(wǎng)的建設(shè)不斷加快，行業(yè)面臨的監(jiān)管局面也更加困難和艱難，須要借助信息化手段加以推動(dòng)。為提高高速馬路的服務(wù)與管理水平，服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，陜西省交通廳啟動(dòng)了“陜西高速馬路網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（一期工程）”項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2010年7月建成并投入試運(yùn)營(yíng)，覆蓋了以西安為中心共878公里的高速馬路，在2011年春運(yùn)和第41屆世界園藝博覽會(huì)期間發(fā)揮了重要的交通保暢作用，取得了良好的管理效果。系統(tǒng)采納SuperMapGIS平臺(tái)作為業(yè)務(wù)應(yīng)用的基本支撐，具有五個(gè)主要特點(diǎn)：3.1設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)，支持各類(lèi)設(shè)備、各型設(shè)備的動(dòng)態(tài)擴(kuò)充系統(tǒng)兼容十余個(gè)主流廠家的H.264編解碼器設(shè)備（如北京蛙視、?？低?、數(shù)碼視訊、亞邦偉業(yè)、中興智能、AB、武漢微創(chuàng)、金三立、浙江大華、華三等），兼容主流的光平臺(tái)及視頻矩陣限制功能（如杭州中威、北京蛙視、英飛拓、AB等），兼容主流云臺(tái)限制協(xié)議（Pelco-D/Pelco-P/YAAN/SAMSUNG等）。系統(tǒng)兼容同鑫、同洲、優(yōu)創(chuàng)、三思、元亨等多個(gè)廠家的情報(bào)板，兼容Advantech、中控、SmartSensor等主流車(chē)輛檢測(cè)器設(shè)備。如下為在地圖上顯示全部路段上車(chē)檢器、情報(bào)板和攝像機(jī)等設(shè)備的界面，點(diǎn)擊攝像機(jī)圖標(biāo)可以干脆查看視頻圖像：3.2兼顧具體與抽象、局部與整體、微觀與宏觀的大跨度信息匯合系統(tǒng)將全省全部路段的設(shè)備配置信息以及設(shè)備采集到信息匯合到一起，可以展示原始采集數(shù)據(jù)以及經(jīng)過(guò)加工后得到的數(shù)據(jù)，為管理人員供應(yīng)從局部到全局的決策信息。如下為交通狀態(tài)顯示界面，將車(chē)檢器采集到的交通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為在地圖中以圖形表達(dá)的形式，不同顏色代表不同的狀態(tài)：3.3形成采集、處理、分析、限制的完全閉環(huán)限制系統(tǒng)省監(jiān)控中心系統(tǒng)不但能采集到各路段監(jiān)控中心的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，而且也可以在所得數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上依據(jù)管理須要下發(fā)各種交通限制信息，如向情報(bào)板發(fā)布信息。如下為情報(bào)板信息發(fā)布后的監(jiān)視界面：3.4路段中心、路網(wǎng)中心應(yīng)急處置的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)路段上發(fā)生緊急事務(wù)后，通過(guò)系統(tǒng)可以馬上將事務(wù)信息上報(bào)至省中心，便于省中心在路網(wǎng)中做好應(yīng)急救援的協(xié)調(diào)調(diào)度工作并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)，防止車(chē)輛接著進(jìn)入事發(fā)路段。3.5交通參數(shù)的專(zhuān)題分析工具以及決策支持系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中積累了大量的交通監(jiān)控的歷史數(shù)據(jù)，在這些歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采納智能算法實(shí)現(xiàn)了交通預(yù)料、時(shí)間最短路徑查詢(xún)以及事務(wù)影響分析等高級(jí)功能。下面為交通預(yù)料、時(shí)間最短路徑查詢(xún)和事務(wù)影響分析三個(gè)功能與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)之間的結(jié)構(gòu)示意圖：時(shí)間最短路徑查詢(xún)功能主要為12122高速馬路報(bào)警救援呼叫熱線坐席員所運(yùn)用，供其在路網(wǎng)中查詢(xún)從動(dòng)身地點(diǎn)到目的地點(diǎn)用時(shí)最短的一條路途，為司乘人員供應(yīng)路徑詢(xún)問(wèn)服務(wù)，有效提高了服務(wù)水平。如下為系統(tǒng)截圖：路網(wǎng)事務(wù)影響分析功能主要為路政管理人員和路網(wǎng)管理人員所運(yùn)用，便于分析事務(wù)對(duì)路網(wǎng)所產(chǎn)生的影響，可分析出隨著時(shí)間的推移受到事務(wù)影響的路段范圍，為交通限制管理、事務(wù)處理以及指揮調(diào)度起到有效的決策支持作用。如下為系統(tǒng)截圖：第四章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

4.1設(shè)計(jì)市場(chǎng)與隊(duì)伍

設(shè)計(jì)單位的擴(kuò)展與整個(gè)行業(yè)人員培育的不同步，導(dǎo)致一些單位雖取得了設(shè)計(jì)資質(zhì)，可設(shè)計(jì)力氣差別特別大，有些剛組建的單位僅有個(gè)別人員參與過(guò)設(shè)計(jì)，有的設(shè)計(jì)單位甚至都沒(méi)有人員做過(guò)具體的設(shè)計(jì)，僅靠聘用退休的或具有豐富設(shè)計(jì)閱歷的專(zhuān)家來(lái)指導(dǎo)，以求達(dá)到提高設(shè)計(jì)水平，作好設(shè)計(jì)文件。筆者去年曾經(jīng)與某設(shè)計(jì)單位人員溝通，得知其在完全不懂的狀況下，盡然照貓畫(huà)虎的把設(shè)計(jì)搞完，這樣的設(shè)計(jì)質(zhì)量可想而知。

4.2設(shè)計(jì)水平與審查

監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)比較困難、涉及內(nèi)容比較多的專(zhuān)業(yè)，要設(shè)計(jì)好一個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)控系統(tǒng)必需具體分析其主體線型、構(gòu)造物、自然地理?xiàng)l件、人文、氣候特點(diǎn)、交通量發(fā)展、路網(wǎng)狀況等等。而目前設(shè)計(jì)照搬照抄現(xiàn)象還是比較嚴(yán)峻，甚至出現(xiàn)只要知道項(xiàng)目長(zhǎng)度、互通位置，不須要任何主體資料，就可以完成一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，完全沒(méi)有針對(duì)性；另外，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件的功能設(shè)計(jì)也是目前普遍存在的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)審查對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量有特別重要的作用，一般分為內(nèi)部審查和外部審查。內(nèi)部審查由設(shè)計(jì)單位內(nèi)部人員審核完成，外部審查由業(yè)主組織專(zhuān)家或托付詢(xún)問(wèn)單位進(jìn)行。但目前各級(jí)審查狀況也不容樂(lè)觀。一些設(shè)計(jì)單位由于設(shè)計(jì)任務(wù)比較飽滿(mǎn)，無(wú)暇顧及，審查也只是簽字畫(huà)押而已；某些業(yè)主組織的專(zhuān)家審查由于專(zhuān)家成員的構(gòu)成、審查時(shí)間等問(wèn)題，審查質(zhì)量和效果也不是特別好，甚至有的成為走過(guò)場(chǎng)。目前很多省份的主管領(lǐng)導(dǎo)已意識(shí)到審查的重要性，正主動(dòng)實(shí)行措施解決。

4.3系統(tǒng)施工與驗(yàn)收

設(shè)計(jì)完成后，項(xiàng)目實(shí)施的好壞與施工單位的選擇特別重要，目前國(guó)內(nèi)的機(jī)電施工單位大都閱歷比較豐富，對(duì)于設(shè)備安裝、綜合布線、土建施工等都沒(méi)有什么問(wèn)題，但目前主要問(wèn)題集中在監(jiān)控軟件的編制以及數(shù)據(jù)通信方面。依據(jù)筆者了解的狀況，很多項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備能精確采集到信息，但通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換、通信傳輸以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后，數(shù)據(jù)失真特別嚴(yán)峻；另外，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件處理深度特別欠缺，即使外場(chǎng)數(shù)據(jù)能精確采集到數(shù)據(jù)庫(kù)中，但應(yīng)用軟件只能完成基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，還無(wú)法完成自動(dòng)處理、自動(dòng)限制等最急需的功能。

自2005年1月1日起先，交通部發(fā)布了機(jī)電工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，使得項(xiàng)目驗(yàn)收有章可尋，彌補(bǔ)以前機(jī)電工程驗(yàn)收有問(wèn)題相互推卸責(zé)任，甚至走形式的做法。但是目前的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)應(yīng)用軟件的驗(yàn)收仍舊不特別完善。$Page_Split$

4.4運(yùn)營(yíng)管理與維護(hù)

一個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工得再好，假如運(yùn)營(yíng)管理不佳，監(jiān)控系統(tǒng)也起不到大多作用，很可能成了擺設(shè)，可見(jiàn)運(yùn)營(yíng)管理對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)特別重要，設(shè)計(jì)和施工也是圍繞運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)。一些交通量不大、事故較少的路段，對(duì)運(yùn)營(yíng)管理的要求可能還不很突出，但是對(duì)于交通特別大、事故頻發(fā)的路段，如廣深、滬杭涌、滬寧等高速馬路對(duì)運(yùn)營(yíng)管理的要求就特別高。目前，我國(guó)高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理水平除個(gè)別建設(shè)較早或重視高的項(xiàng)目外，普遍水平不高，其緣由除缺乏專(zhuān)業(yè)人才外，不重視也是一個(gè)方面。

系統(tǒng)維護(hù)的問(wèn)題目前也比較突出，除維護(hù)人才缺乏外，維護(hù)成本也是一個(gè)主要緣由。據(jù)調(diào)查，一些項(xiàng)目由于交通量小，甚至出現(xiàn)除個(gè)別外場(chǎng)攝像機(jī)可運(yùn)用外，其它基本都癱瘓的狀況。

4.5應(yīng)急救援與誘導(dǎo)

事故當(dāng)然可怕，但在事故發(fā)生后，假如沒(méi)有相應(yīng)合理的應(yīng)急救援預(yù)案以及誘導(dǎo)方案實(shí)施，那后果更可怕。眾所周知的緣由，國(guó)內(nèi)正在主動(dòng)投入高速馬路的建設(shè)當(dāng)中，各科研設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)、施工當(dāng)中的課題投入的精力原來(lái)就有限，而對(duì)于后期運(yùn)營(yíng)應(yīng)急救援關(guān)切就更少了，即使一些管理單位在實(shí)際運(yùn)營(yíng)管理中形成了一些應(yīng)急救援方案，但是否合理、是否可推廣運(yùn)用并沒(méi)有機(jī)構(gòu)在做調(diào)查、分析、確認(rèn)、推廣應(yīng)用的工作。

第五章監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

5.1聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、大勢(shì)所趨

目前，我國(guó)絕大部分省份高速馬路已形成路網(wǎng)，單獨(dú)路段的異樣事務(wù)影響的范圍越來(lái)越廣，必定要求相臨路段之間能互通協(xié)調(diào)，這就帶來(lái)了聯(lián)網(wǎng)的需求，聯(lián)網(wǎng)主要包括數(shù)據(jù)和視頻兩部分。到現(xiàn)在為止，全國(guó)約13個(gè)省建立了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，基本實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。在將來(lái)2-3年的時(shí)間里，全國(guó)大部分省都將實(shí)現(xiàn)省內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，全國(guó)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)目前也在進(jìn)行當(dāng)中。技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，已沒(méi)有難點(diǎn)，很多已實(shí)現(xiàn)的省份積累了豐富的閱歷，但目前主要問(wèn)題還是集中在管理體制上。

5.2信息化建設(shè)、燃眉之急

“十一五”期間，國(guó)家印發(fā)了《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》，對(duì)交通信息化建設(shè)提出了更高的要求，交通部依據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略確定了交通信息化發(fā)展方向，并開(kāi)展實(shí)施示范工程，為信息化建設(shè)積累了豐富閱歷。在“十一五”期間，交通信息化建設(shè)是整個(gè)交通行業(yè)的工作重點(diǎn)，而監(jiān)控系統(tǒng)的信息化建設(shè)正是高速馬路信息化建設(shè)的一部分，主要包括完善信息采集、整合數(shù)據(jù)資源、實(shí)現(xiàn)公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、綜合應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)、呼叫中心、網(wǎng)絡(luò)平安等等。

5.3運(yùn)營(yíng)管理及應(yīng)急救援預(yù)案

依據(jù)國(guó)家宏觀政策，今后幾年高速馬路建設(shè)將急劇削減，2007年預(yù)料只有20個(gè)新項(xiàng)目、2008年及以后每年可能只有幾個(gè)新項(xiàng)目。高速馬路以后的工作重點(diǎn)將由建設(shè)轉(zhuǎn)入運(yùn)營(yíng)管理，特殊是交通量增長(zhǎng)快速，交通異樣事務(wù)常發(fā)或影響到車(chē)輛通行、收費(fèi)的道路，提高運(yùn)營(yíng)管理水平是主要的解決方法。

第六章電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)高速馬路電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定是高速馬路通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要因素，為了解決收費(fèi)站配電房采納電工值守維護(hù)管理模式效率低、成本高的問(wèn)題，通過(guò)論證和比較，電力監(jiān)控模塊和應(yīng)用軟件，組成了電力遙測(cè)、遙信、遙控的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。6.1系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

高速馬路電力監(jiān)控系統(tǒng)采納分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)功能劃分為站控層網(wǎng)絡(luò)和間隔層網(wǎng)絡(luò)，采納10/100BASE-T以太網(wǎng)組成骨干網(wǎng)，以充分保證系統(tǒng)通信時(shí)的實(shí)時(shí)性和抗干擾性。其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

高速馬路電力監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖

其中RTU為遠(yuǎn)程智能通信限制器，RTU各單元之間采納現(xiàn)場(chǎng)總線組成底層通信網(wǎng)絡(luò)。由于采納了現(xiàn)場(chǎng)總線組網(wǎng)，使得網(wǎng)絡(luò)具備了數(shù)據(jù)傳輸效率高、傳輸速率快。即使某個(gè)智能測(cè)控節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障也不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和限制設(shè)備為ICU，電流變送器、電壓變送器等傳感器信號(hào)送至ICU。由于ICU單元自帶CPU，信號(hào)采集周期短、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、系統(tǒng)冗余度高，通信時(shí)為短禎傳送，削減了通信時(shí)的誤碼率。ICU通過(guò)智能通信限制器RTU相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。

站控層網(wǎng)絡(luò)主要通過(guò)通信管理主機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程交換。6.2系統(tǒng)主要硬件設(shè)備及其功能

依據(jù)硬件設(shè)備成熟牢靠,軟件技術(shù)先進(jìn)的原則,在實(shí)際運(yùn)用中采納GED25多功能智能裝置作為監(jiān)控系統(tǒng)通信管理機(jī)，GEMIF微機(jī)愛(ài)護(hù)測(cè)控裝置作為10kV間隔愛(ài)護(hù)裝置，GEPLC實(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)三遙功能，供應(yīng)一整套高速馬路變電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。監(jiān)控系統(tǒng)通信管理機(jī)

監(jiān)控系統(tǒng)中通信管理機(jī)的是采納GE公司的生產(chǎn)的D25多功能智能設(shè)備。D25采納了高速、低功耗、低噪音、高牢靠性、超大規(guī)模CMOS限制器件和可編程陣列技術(shù)，具有更高的敏捷性，并削減了邏輯線路。D25采納了標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式的軟件平臺(tái)。從整個(gè)系統(tǒng)性能和功能來(lái)看，配置D25是優(yōu)于運(yùn)用工控機(jī)作為通信管理機(jī)的系統(tǒng)方案。

D25還具有GE公司最新研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的智能溝通I/O單元，它綜合了全世界不同廠家I/O單元的特點(diǎn)，以及GE公司生產(chǎn)的設(shè)備自身設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。在與愛(ài)護(hù)設(shè)備通訊，就地操作閉鎖，數(shù)據(jù)采集限制上都有獨(dú)特之處，其中CPU采納32位Motorola68360，而且還有特地的數(shù)字信號(hào)處理器DSP芯片，溝通信號(hào)每個(gè)周波采樣為64次，精度為0.2%，并可測(cè)量最高21次的諧波。D25另外還有兩個(gè)IED通信口，可干脆同其他IED設(shè)備接口，完成對(duì)其他IED設(shè)備I/O數(shù)據(jù)采集和限制功能。

D25具有測(cè)量、狀態(tài)監(jiān)視、限制和通訊等功能集于一身的裝置。D25作為一個(gè)智能測(cè)控裝置已被用作開(kāi)關(guān)站、發(fā)電廠站間隔層測(cè)控及配電網(wǎng)的通信管理測(cè)控單元。D25能適用各種分別的輸入點(diǎn)，如狀態(tài)/數(shù)字量輸入，SOE，脈沖累加器，AC或DC模擬量輸入以及限制/數(shù)字量輸出，通訊敏捷，具有兩個(gè)RS232串行口，和兩個(gè)以太網(wǎng)LAN（DNP/UDP/IP）通訊接口，兩個(gè)同其他IED的通信接口。

D25裝置可支持干脆上網(wǎng)功能，這樣就很好地解決了變電站監(jiān)控系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集量大，當(dāng)通過(guò)串行口與后臺(tái)機(jī)通訊時(shí)，因數(shù)據(jù)量大，通信任務(wù)重，實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。D25干脆上網(wǎng)的傳送速率已達(dá)到了10MB/s，從而牢靠地保證本系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能。10kV間隔層愛(ài)護(hù)測(cè)控裝置

10kV間隔層進(jìn)線、變壓器配置的GEMIF數(shù)字型間隔管理裝置，供應(yīng)10kV各間隔所需的愛(ài)護(hù)、測(cè)控及通信功能。在與監(jiān)控系統(tǒng)通信方面，采納現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器經(jīng)光纖接入站控層網(wǎng)絡(luò)。MIF是M系列的一種基于微處理器的愛(ài)護(hù)繼電器。用于任何電壓等級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)饋電線路的主愛(ài)護(hù)，也可以作為變壓器、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的后備或協(xié)助愛(ài)護(hù)?；緪?ài)護(hù)功能包括三相延時(shí)過(guò)流，相瞬時(shí)過(guò)流，接地延時(shí)過(guò)流，接地瞬時(shí)過(guò)流和模擬發(fā)熱愛(ài)護(hù)。每個(gè)愛(ài)護(hù)元件可以通過(guò)面板或通訊選擇為enabled（可用）。敏捷的整定，可選的ANSI或IEC曲線，再加上用戶(hù)可配置的過(guò)流曲線，保證了與其他智能設(shè)備的精確協(xié)作。低壓部分測(cè)控系統(tǒng)配置

在低壓配電系統(tǒng)中，我們采納美國(guó)GEFanucPLC集成的LCU自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)遙控、遙信和遙測(cè)功能。依據(jù)低壓測(cè)控系統(tǒng)三遙功能要求，配電柜的每個(gè)回路要進(jìn)行測(cè)控的狀況如下：每個(gè)回路的單相或三相電流，每個(gè)回路的4個(gè)遙信、2個(gè)遙控。這樣，GEPLC相應(yīng)敏捷地可以配置模擬量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊及開(kāi)關(guān)量輸出模塊，實(shí)現(xiàn)高速馬路配電站的具體要求。6.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能模塊的劃分

在電力系統(tǒng)中，限制系統(tǒng)有如下功能：數(shù)據(jù)的采集、信息顯示、監(jiān)控、報(bào)警處理、信息數(shù)據(jù)報(bào)表和數(shù)據(jù)的處理計(jì)算。通過(guò)將系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行劃分，使得各個(gè)模塊之間相互獨(dú)立，以提高系統(tǒng)的牢靠性。數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集過(guò)程其實(shí)是一些專(zhuān)用及高度相關(guān)子過(guò)程的過(guò)程集。這些子過(guò)程為:

（1）對(duì)RTU內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)及快速修改;

（2）通信管理主機(jī)周期性地對(duì)RTU進(jìn)行查詢(xún);

（3）把限制中心所需的RTU數(shù)據(jù)傳送給限制中心;

（4）校核因傳送所引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤;

（5）把數(shù)據(jù)換算為工程單位;

（6）通過(guò)寫(xiě)入來(lái)覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)中的原有狀態(tài)或數(shù)據(jù)。信息顯示

信息顯示信息顯示是有選擇地檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中固定數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將其組合、供應(yīng)應(yīng)運(yùn)行人員的過(guò)程。固定數(shù)據(jù)包括變電站、配電接線圖的信息及其他不隨時(shí)間改變可顯示信息。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括二態(tài)或三態(tài)設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)量改變并可能帶有符號(hào)的模擬量，主要有：測(cè)量電流、母線和線路的線電壓、有功功率、有功電度、功率因數(shù)、頻率等數(shù)據(jù)。監(jiān)控模塊

監(jiān)控是指在遠(yuǎn)方操縱設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程包括:變電站的選擇,被控設(shè)備的選擇以及執(zhí)行斷開(kāi)或閉合這樣的吩咐。正確的選擇和操作是保障人身平安及電力系統(tǒng)平安的關(guān)鍵。用此需采納選擇確認(rèn)選擇操作的操作依次(簡(jiǎn)稱(chēng)為“操作前校核”)。必需避開(kāi)未被選中設(shè)備的操作,或未發(fā)吩咐就進(jìn)行錯(cuò)誤操作的狀況發(fā)生,這是監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中一個(gè)重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。這種限制形式須要運(yùn)行人員從計(jì)算機(jī)輸入設(shè)定數(shù)值,作為對(duì)外部設(shè)備及限制回路按比例整定的模擬量輸出,或一個(gè)RTU的限量。這種限制方式一般常用于負(fù)荷監(jiān)控。報(bào)警處理

報(bào)警處理警告運(yùn)行人員發(fā)生了異樣事務(wù)并報(bào)告發(fā)生的時(shí)間、站號(hào)、設(shè)備和事務(wù)的實(shí)質(zhì)。處理方法的細(xì)微環(huán)節(jié)大都作為監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造該系統(tǒng)中的一個(gè)功能塊。最常用的報(bào)警處理輸出是按時(shí)間先后排列顯示在CRT報(bào)警表中,打印機(jī)硬拷貝輸出和語(yǔ)言報(bào)警。運(yùn)行人員確認(rèn)報(bào)警之后,并把運(yùn)行狀態(tài)干脆轉(zhuǎn)到與其相關(guān)的運(yùn)行位置,實(shí)現(xiàn)重要的人工干預(yù)。信息數(shù)據(jù)報(bào)表和數(shù)據(jù)的處理計(jì)算

信息存儲(chǔ)及報(bào)告記錄保存運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)、數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的一個(gè)重要任務(wù)。須要精確記錄滿(mǎn)意各種統(tǒng)計(jì)要求,支持和預(yù)料系統(tǒng)將來(lái)運(yùn)行狀況及用電規(guī)劃方面的需求。記錄保存的一般實(shí)現(xiàn)方法是按肯定的周期間隔獲得預(yù)先選定的數(shù)據(jù)集,并把它們保存在一個(gè)滾動(dòng)文件中。存儲(chǔ)周期常被設(shè)定為1h,但有些特殊的配電系統(tǒng)要更頻繁地獲得和保存信息。監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的歷史文件為產(chǎn)生各種報(bào)表、報(bào)告供應(yīng)了一個(gè)極為有效的數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息流。可在保存歷史數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上設(shè)置各種報(bào)表格式,如日、月、年報(bào)表,以滿(mǎn)意用戶(hù)最終需求。

數(shù)據(jù)計(jì)算處理須要不斷利用所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種計(jì)算。其中包括工程量轉(zhuǎn)換,在給定時(shí)間間隔內(nèi)最大或最小值的計(jì)算,以及對(duì)時(shí)間的積分。對(duì)大變壓器組進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控,就是一個(gè)計(jì)算過(guò)程實(shí)例,通過(guò)數(shù)據(jù)處理的這一過(guò)程，能確定高速馬路供電系統(tǒng)中某些部分的特殊狀態(tài),如斷路器的通斷狀態(tài)。結(jié)論

實(shí)現(xiàn)整個(gè)高速馬路供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、牢靠、敏捷、高效是廣闊用戶(hù)和設(shè)計(jì)者所追求的目標(biāo)。本文所設(shè)計(jì)的電力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。能在無(wú)人管理的狀況下工作，模擬量測(cè)量綜合誤差小于0.5%，事務(wù)依次記錄辨別率(SOE)小于2ms，遙控動(dòng)作勝利率大于99.99%，系統(tǒng)平均無(wú)故障間隔時(shí)間(MTBF)大于20000h，完全滿(mǎn)意當(dāng)前高速馬路供配電的需求。在處理遠(yuǎn)程通信任務(wù)時(shí)，一方面現(xiàn)場(chǎng)限制系統(tǒng)向遠(yuǎn)程限制中心發(fā)送遙信及報(bào)警數(shù)據(jù)和遙測(cè)及限制數(shù)據(jù)，另一方面本地監(jiān)控系統(tǒng)也接受遠(yuǎn)程中心發(fā)送的遙控吩咐，依據(jù)發(fā)送來(lái)的吩咐執(zhí)行相應(yīng)的操作，為了保證數(shù)據(jù)的牢靠和平安，在設(shè)計(jì)中采CRC（循環(huán)冗余效驗(yàn)）系統(tǒng)來(lái)保證通信的精確率。設(shè)計(jì)的同時(shí)還考慮到系統(tǒng)的冗余，以備將來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

該系統(tǒng)是一套融合現(xiàn)代電網(wǎng)最新限制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、嵌入型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的電力限制系統(tǒng)，中江高速馬路通過(guò)采納這套電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)收費(fèi)站配電房供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守，為高速馬路的收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)供應(yīng)了平安、穩(wěn)定的電力保障。

1.2高速馬路收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)呈現(xiàn)狀

高速馬路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念基本是沿襲《高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)》—國(guó)家七五攻關(guān)項(xiàng)目的高速馬路，該項(xiàng)目包括路面交通量數(shù)據(jù)采集、綜合信息發(fā)布、視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控、緊急電話系統(tǒng)等，主要是將道路采集的交通流量、占有率、平均車(chē)速等具體參數(shù)，反映在限制中心的地圖板上，為監(jiān)控人員信息發(fā)布供應(yīng)依據(jù)。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，以及高速馬路通車(chē)?yán)锍痰脑黾雍筒粩嗟亻啔v積累，我國(guó)高速馬路的機(jī)電系統(tǒng)無(wú)論規(guī)模還是技術(shù)上都與世界接軌，并在收費(fèi)系統(tǒng)上采納了計(jì)重收費(fèi)這一方式，開(kāi)創(chuàng)了歷史。高速馬路收費(fèi)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人工半自動(dòng)和ETC(不停車(chē)電子收費(fèi))兩種收費(fèi)方式，可選用IC卡、磁票、二維條卡作為通行券，支持現(xiàn)金、預(yù)付卡、儲(chǔ)值卡等支付方式；各級(jí)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控下級(jí)的操作異樣事務(wù)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出入口車(chē)道的設(shè)備狀態(tài)；各級(jí)系統(tǒng)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)交通量、通告量曲線圖；實(shí)現(xiàn)了對(duì)路費(fèi)、通行券、票據(jù)、設(shè)備等的嚴(yán)格管理，杜絕舞弊行為；供應(yīng)獨(dú)特的專(zhuān)家分析系統(tǒng)等。各省高速馬路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)管理體制分為四級(jí)，分別是省收費(fèi)總中心、片區(qū)收費(fèi)分中心、路段收費(fèi)分中心以及收費(fèi)站。相應(yīng)收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也分為四層，各層之間由路由器或者三層以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)通信系統(tǒng)供應(yīng)的10/looM或ZM通道相連，每層以太網(wǎng)交換機(jī)為節(jié)點(diǎn)構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)各層配有功能不同的工作站和服務(wù)器等設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)分為車(chē)道軟件和站管軟件兩大部分，其主要功能:(l)車(chē)道軟件子系統(tǒng)的主要功能是對(duì)過(guò)往車(chē)輛收取通行費(fèi):入口車(chē)道發(fā)卡，出口車(chē)道收費(fèi)。入口系統(tǒng)獲得車(chē)型、車(chē)種信息并輸人計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)車(chē)流，限制自動(dòng)欄桿和通行燈等外設(shè)，并將收費(fèi)數(shù)據(jù)上傳到站服務(wù)器。出口系統(tǒng)獲得車(chē)輛車(chē)型、車(chē)種、人口站代碼信息，限制自動(dòng)欄桿、票據(jù)打印機(jī)等外設(shè)，打印收費(fèi)票據(jù)，并將收費(fèi)數(shù)據(jù)上傳到站服務(wù)器。（2）站管軟件子系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行收費(fèi)結(jié)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)拆帳。收費(fèi)結(jié)算對(duì)收費(fèi)員的車(chē)道收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)匯總統(tǒng)計(jì)，匯總結(jié)果是核查收費(fèi)員工作的依據(jù)。統(tǒng)計(jì)報(bào)表對(duì)收費(fèi)結(jié)算數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，生成收費(fèi)站的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。系統(tǒng)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并下發(fā)到車(chē)道計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置等工作，以保證整個(gè)收費(fèi)軟件正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)拆帳主要依據(jù)每條出入口信息和拆帳公式對(duì)原始交易信息進(jìn)行拆帳處理，生成收費(fèi)站的拆帳報(bào)表。1.3高速馬路收費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展前景隨著高速馬路里程的不斷增加，高速馬路在交通運(yùn)輸行業(yè)中的作用日益增加，針對(duì)其應(yīng)用的系統(tǒng)探討在不斷地進(jìn)行，收費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)正朝著以下方面進(jìn)行:(l)采納多層體系結(jié)構(gòu)，使應(yīng)用系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性和可維護(hù)性；(2)采納嵌入式操作系統(tǒng)，適應(yīng)用戶(hù)對(duì)功能、成本、體積、功耗的嚴(yán)格要求；(3)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有極強(qiáng)的兼容性，可與國(guó)內(nèi)外設(shè)備供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)完備連接；采納優(yōu)化算法，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)陛；(5)良好的系統(tǒng)平安防范機(jī)制，供應(yīng)以過(guò)濾網(wǎng)技術(shù)為核心的“軟網(wǎng)關(guān)”功能，屏蔽非法地址的服務(wù)懇求和超出系統(tǒng)最大處理實(shí)力的異樣數(shù)據(jù)攻擊，保障系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)性；(6)路網(wǎng)模型具有良好的適應(yīng)性，在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，只需用戶(hù)做很少的調(diào)整。1.4課題的提出背景目前，我國(guó)的高速馬路建設(shè)發(fā)展快速，建設(shè)里程逐年增加；高速馬路編號(hào)命名也在像世界上發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，更多地采納英文字母、數(shù)字或圖形符號(hào)等對(duì)高速馬路進(jìn)行編號(hào)管理。盡管加快了高速馬路的建設(shè)，但是馬路的大部分收費(fèi)系統(tǒng)還停留在人工停車(chē)收費(fèi)的狀態(tài)。車(chē)輛流量的加大與收費(fèi)效率低下形成了顯明的沖突。為此而作此文。1.5論文的組織結(jié)構(gòu)本文采納無(wú)線通信和GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，設(shè)計(jì)的一套高速馬路智能收費(fèi)系統(tǒng)，省掉停車(chē)收費(fèi)時(shí)間，提高工作效率、提高車(chē)輛的通過(guò)率，降低經(jīng)營(yíng)成本。第七章智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)主要關(guān)注在收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道、大橋等。完成車(chē)輛收費(fèi)、車(chē)牌記錄、重點(diǎn)地段監(jiān)控等基本功能。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外的軌道、隧道、高速交通中都實(shí)施了很?chē)?yán)密的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)架設(shè)大量各種各樣的攝像機(jī)來(lái)監(jiān)控各個(gè)場(chǎng)合，協(xié)作其他的平安措施，以避開(kāi)意外事務(wù)的發(fā)生。但是現(xiàn)有的、傳統(tǒng)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)也面臨著很大的挑戰(zhàn)。大量的攝像機(jī)都須要大量的顯示器來(lái)顯示其所監(jiān)控到的畫(huà)面，而監(jiān)控室或監(jiān)控中心中的空間有限，所能安裝的顯示器也特別有限，因而只能通過(guò)輪換畫(huà)面來(lái)監(jiān)視全部的場(chǎng)景。同時(shí)，依據(jù)IMSResearch的探討，“在傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控模式下，監(jiān)控人員須要監(jiān)視太多的視頻畫(huà)面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類(lèi)的接受實(shí)力，導(dǎo)致實(shí)際監(jiān)控效果降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，在盯著視頻畫(huà)面僅僅22分鐘之后，人眼將對(duì)視頻畫(huà)面里95%以上的活動(dòng)信息視而不見(jiàn)?！币蚨?，監(jiān)視這些攝像機(jī)也為我們帶來(lái)了兩個(gè)挑戰(zhàn)。第一，由于人類(lèi)本身的弱點(diǎn)，7x24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控更是一件不行能的工作，因而只起到了事后取證的作用。其次，當(dāng)一個(gè)事務(wù)發(fā)生后，要想快速、精確地在這些海量存儲(chǔ)的視頻中搜尋這個(gè)事務(wù)的視頻是一件特別費(fèi)時(shí)、費(fèi)勁的事情。但隨著高速馬路基礎(chǔ)建設(shè)的不斷完善。對(duì)整個(gè)高速馬路的總體服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。

7.1智能視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)概述目前高速馬路監(jiān)控已經(jīng)具備了基本的電視監(jiān)控系統(tǒng)。入侵報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)建筑物的運(yùn)用功能、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主的要求，并貫徹國(guó)家已頒布實(shí)施的有關(guān)“規(guī)范”和“標(biāo)準(zhǔn)”，考慮到節(jié)約成本，需充分利用已有的設(shè)備，并綜合運(yùn)用電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、平安防范技術(shù)等，構(gòu)成先進(jìn)、牢靠、經(jīng)濟(jì)適用的平安防范體系。

從平安防范角度來(lái)說(shuō)，高速馬路監(jiān)控自身具有交警等“人防”體系，加上智能視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)的“技防”體系，“人防”與“技防”親密結(jié)合，發(fā)揮各自?xún)?yōu)點(diǎn)。建立較完善的保安監(jiān)控體系。

嚴(yán)密監(jiān)控區(qū)域的前端系統(tǒng)的核心是“發(fā)覺(jué)可疑行為”和“攝像”。尤其以“發(fā)覺(jué)可疑行為”作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。只有在發(fā)覺(jué)了可疑行為的基礎(chǔ)，攝像才有更加實(shí)際的意義。在傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控模式下，保安人員須要監(jiān)視太多的視頻畫(huà)面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的接受實(shí)力，導(dǎo)致實(shí)際監(jiān)控效果低下。試驗(yàn)結(jié)果表明，在盯著視頻畫(huà)面僅僅22分鐘之后，人眼將對(duì)視頻畫(huà)面里95%以上的活動(dòng)信息視而不見(jiàn)。因此我們須要智能視覺(jué)監(jiān)控來(lái)改善監(jiān)控效果，同時(shí)減輕保安人員的負(fù)擔(dān)。這樣才能真正讓限制中心人員從繁雜的電視監(jiān)控工作中解脫出來(lái)，以便有更多的資源應(yīng)對(duì)可疑現(xiàn)場(chǎng)。7.2智能視覺(jué)監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)遺留物檢測(cè)：為防止從車(chē)輛上滾落的物品或施工過(guò)程中遺留的物件影響道路狀況，運(yùn)用遺留物檢測(cè)模塊，當(dāng)有遺留物事務(wù)發(fā)生時(shí)通過(guò)光標(biāo)、音頻及聯(lián)動(dòng)三種報(bào)警方式同時(shí)報(bào)警。

非法停車(chē)檢測(cè)：在特定或一段道路上，設(shè)定一防區(qū)，車(chē)輛停留時(shí)間超過(guò)肯定時(shí)間或位置時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。

行人檢測(cè)：防止機(jī)動(dòng)車(chē)道行人行走，發(fā)覺(jué)目標(biāo)馬上報(bào)警

監(jiān)控一些路口或易擁堵的路段，當(dāng)車(chē)輛密度達(dá)到某一值時(shí)，發(fā)生報(bào)警。

車(chē)輛逆行：防止車(chē)輛逆向行駛而帶來(lái)交通堵塞或交通事故，當(dāng)有車(chē)輛逆行時(shí)，設(shè)備也產(chǎn)生報(bào)警。

車(chē)輛統(tǒng)計(jì)：對(duì)某一路段經(jīng)過(guò)的車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

自動(dòng)跟蹤：對(duì)違返設(shè)置規(guī)則的車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)跟。

指定車(chē)輛自動(dòng)跟蹤：為了更加敏捷限制以及防止多輛車(chē)輛違規(guī)而須要人工確定，本系統(tǒng)支持指定車(chē)輛跟蹤功能（手動(dòng)跟蹤），即監(jiān)控人員在畫(huà)面上運(yùn)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所要跟蹤的車(chē)輛，智能視頻分析服務(wù)器即可跟蹤此車(chē)輛。

防護(hù)欄、廣告牌、標(biāo)記牌被盜發(fā)出報(bào)警。

橋梁坍塌、路面出現(xiàn)較大破損時(shí)發(fā)出報(bào)警。

7.3監(jiān)控系統(tǒng)拓展圖

每個(gè)攝像機(jī)通過(guò)光端機(jī)將模擬攝像機(jī)的視頻源傳送到監(jiān)控中心機(jī)房，然后進(jìn)過(guò)貝爾信智能分析服務(wù)器分析，再用海康的DVR進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像的存儲(chǔ)；在中心機(jī)房部署對(duì)應(yīng)的視頻分析器，事務(wù)分析器同時(shí)聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)，一旦檢測(cè)到意外事務(wù)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量信號(hào)馬上將信息發(fā)送給報(bào)警服務(wù)器。這樣可以做到馬路內(nèi)的全程事務(wù)監(jiān)控。必要的話，報(bào)警服務(wù)器還可以通過(guò)管理服務(wù)器將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送給總集成系統(tǒng)以便限制相應(yīng)的交通燈以及信息屏。

7.4后端管理平臺(tái)軟件

bellsentware限制中心軟件系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以為用戶(hù)供應(yīng)集中式管理、錄像管理、系統(tǒng)管理、企業(yè)級(jí)指揮和限制功能。

采納智能化布局和簡(jiǎn)潔易用的設(shè)計(jì)理念，bellsentware視頻，操作管理貝爾信公司的bellsentbox和bellsentcam系列產(chǎn)品，內(nèi)置分級(jí)地圖系統(tǒng)，雙向音頻通信，報(bào)警管理，連續(xù)錄像、報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像、時(shí)間調(diào)度設(shè)防，多攝像機(jī)輪循顯示，多預(yù)置位巡察，PTZ操作等等。

bellsentware限制中心軟件系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化了bellsentbox和bellsentcam產(chǎn)品系列的配置和管理，作為一套大型監(jiān)控管理軟件，它可以將bellsentbox、bellsentcam、第三方報(bào)警傳感器以及報(bào)警聯(lián)動(dòng)輸出設(shè)備集成起來(lái)，為用戶(hù)供應(yīng)一體化的安防解決方案。

7.5、系統(tǒng)模塊描述

管理服務(wù)器模塊

管理服務(wù)模塊是系統(tǒng)的核心，是整個(gè)系統(tǒng)的主服務(wù)器，橋接了其他的各個(gè)服務(wù)模塊。主要用于管理系統(tǒng)平臺(tái)全部的設(shè)備和與其它的管理服務(wù)器進(jìn)行通訊和同步?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)字視頻設(shè)備的機(jī)構(gòu)、人員、設(shè)備、任務(wù)、報(bào)警、日志等的配置、設(shè)備巡檢和實(shí)時(shí)訪問(wèn)權(quán)限限制等管理。

流媒體轉(zhuǎn)發(fā)模塊

流媒體服務(wù)模塊分為實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)模塊和回放流媒體服務(wù)模塊。實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)模塊用于對(duì)本地的實(shí)時(shí)視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)?；胤帕髅襟w服務(wù)模塊用于對(duì)本地的回放視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

報(bào)警管理模塊

通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)通訊的方式，將分散在各個(gè)地方的獨(dú)立的報(bào)警子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，報(bào)警管理中心可對(duì)任何一個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警限制，如：報(bào)警布防、撤防、旁路、清除報(bào)警、報(bào)警輸出的打開(kāi)、關(guān)閉等。當(dāng)任何一個(gè)報(bào)警子系統(tǒng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警管理中心能快速精確的顯示出報(bào)警的具體信息，如：報(bào)警地點(diǎn)、名稱(chēng)、類(lèi)型、子系統(tǒng)號(hào)、防區(qū)號(hào)等，并會(huì)自動(dòng)依據(jù)預(yù)先設(shè)置的報(bào)警預(yù)案進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作，如：視頻彈出播放、播放指定聲音、視頻群組播放、視頻群組淪陷、聯(lián)動(dòng)報(bào)警輸出、報(bào)警布撤防、電視墻切換、聯(lián)動(dòng)云臺(tái)預(yù)置位、巡航、發(fā)送手機(jī)短信、LED屏顯示、打印機(jī)打印等。

電子地圖模塊

支持多級(jí)多層多文件電子地圖，通過(guò)電子地圖可以干脆對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行調(diào)看、設(shè)置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)操作，讓運(yùn)用者更加形象地感受與應(yīng)用，可以通過(guò)電子地圖編輯器編輯生成地圖，原始地圖可以來(lái)源于jpg、bmp、png、gif或wmf矢量地圖。

集中存儲(chǔ)模塊

集中存儲(chǔ)服務(wù)對(duì)于前端沒(méi)有存儲(chǔ)功能、或者不適合在前端進(jìn)行錄像文件存儲(chǔ)的狀況尤為適用。也適用于一些重要的錄像文件在前端不適合保存的，可以集中存儲(chǔ)在后端集中存儲(chǔ)主機(jī)上。該功能可以設(shè)置集中存儲(chǔ)安排，從而在集中存儲(chǔ)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)定時(shí)文件存儲(chǔ)功能。

數(shù)字矩陣模塊

通過(guò)虛擬數(shù)字矩陣實(shí)現(xiàn)對(duì)電視墻的視頻畫(huà)面切換及云臺(tái)限制等動(dòng)作。網(wǎng)絡(luò)虛擬數(shù)字矩陣和傳統(tǒng)模擬矩陣不同，它以視頻壓縮模塊（或視頻編碼軟件）代替模擬矩陣中的視頻輸入模塊，以視頻解壓縮模塊（或視頻解碼軟件）代替模擬矩陣中的視頻輸出模塊，以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器代替模擬矩陣主機(jī)，以基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)代替模擬總線（或模擬視頻總線結(jié)合IP限制總線），以數(shù)字高速處理芯片代替模擬電開(kāi)關(guān)，運(yùn)用高速處理芯片的運(yùn)算完成視頻從輸入到輸出的切換，將視頻信號(hào)傳輸至電視墻。

WEB功能管理模塊

用戶(hù)可在任何地點(diǎn)通過(guò)IE方式接入平臺(tái)軟件進(jìn)行操作和管理，運(yùn)用時(shí)不需修改IE的平安限制即可正常運(yùn)用，不受IE參數(shù)設(shè)置局限，和正常運(yùn)用客戶(hù)端軟件是一樣的，較一般的用控件實(shí)現(xiàn)WEB功能的方式更為先進(jìn)好用。

模擬量采集模塊

可對(duì)市場(chǎng)主流的模擬量采集設(shè)備進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端的溫度、濕度、電壓、電流等模擬數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值顯示，并可通過(guò)預(yù)設(shè)的報(bào)警上限和下限值進(jìn)行自定義的報(bào)警處理。

客戶(hù)端模塊

客戶(hù)端模塊是最終呈現(xiàn)在用戶(hù)面前，供用戶(hù)操作運(yùn)用的模塊，客戶(hù)端通過(guò)與各個(gè)服務(wù)組件進(jìn)行通訊，用于實(shí)現(xiàn)電子地圖、顯示實(shí)時(shí)視頻和回放錄像、視頻分析參數(shù)配置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理、限制云臺(tái)鏡頭動(dòng)作、限制報(bào)警輸入輸出等監(jiān)控操作，以及配置電子地圖、外部設(shè)備及用戶(hù)權(quán)限等管理功能。

應(yīng)急預(yù)案模塊

用戶(hù)可以預(yù)先設(shè)置多種應(yīng)急處理預(yù)案，在同一個(gè)預(yù)案里可以設(shè)置一系列要執(zhí)行的操作。在必要時(shí)，例如有報(bào)警信息觸發(fā)時(shí)，就可以干脆調(diào)用某些預(yù)案剛好對(duì)事務(wù)做出反應(yīng)，實(shí)行必要的手段和措施，切實(shí)發(fā)揮出高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)的好用效果。

四、方案小結(jié)高速馬路監(jiān)控系統(tǒng)方案通過(guò)應(yīng)用智能視頻分析技術(shù)，可以在高速交通中幫助安防部門(mén)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，剛好有效地避開(kāi)或處理有威逼的或突發(fā)性事務(wù)?？梢詫?shí)時(shí)的對(duì)健康畫(huà)面分析推斷并對(duì)緊急狀況和事務(wù)進(jìn)行處理（顯示、報(bào)警等）。應(yīng)用在高速馬路監(jiān)控領(lǐng)域，可以自主分析道路狀況，實(shí)現(xiàn)流量限制、自動(dòng)記錄各種違章行為、煙、火的自動(dòng)檢測(cè)，道路遺棄物檢測(cè)，防護(hù)欄防盜、行人穿越道路報(bào)警等一系列智能功能。協(xié)作后端管理軟件的強(qiáng)大功能，更可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速路段平安的輕松簡(jiǎn)易管理，最大程度的保障高速路段的平安。其次章系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)框圖和原理

收費(fèi)系統(tǒng)主要包括兩部分：車(chē)載系統(tǒng)和出入口值守系統(tǒng)。框圖如圖1和圖2所示。

2.1.1車(chē)載系統(tǒng)系統(tǒng)要求車(chē)輛進(jìn)入高速馬路入口限速區(qū)時(shí)，司機(jī)依據(jù)入口現(xiàn)場(chǎng)的狀況通過(guò)鍵盤(pán)輸入入口站編號(hào)以及通道編號(hào)。輸入完畢就啟動(dòng)車(chē)載系統(tǒng)的放射電路向入口值守系統(tǒng)發(fā)送本車(chē)的基本信息和司機(jī)輸入的編號(hào)信息，同時(shí)車(chē)載系統(tǒng)將這些信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中作為出高速時(shí)發(fā)送信息的一部分。通過(guò)入口后關(guān)閉車(chē)載系統(tǒng)。

2.1.2入口值守系統(tǒng)入口值守系統(tǒng)收到信息后，將對(duì)信息進(jìn)行核查，確定鍵盤(pán)輸入是否正確和車(chē)輛是否具有自動(dòng)交費(fèi)功能，核查無(wú)誤將存儲(chǔ)接收的信息并抬起欄桿放行，否

則拒絕通行。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入高速馬路出口限速區(qū)時(shí)，司機(jī)通過(guò)鍵盤(pán)輸入出口站編號(hào)以及通道編號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)放射電路將存儲(chǔ)在車(chē)載系統(tǒng)內(nèi)存的信息發(fā)送給出口值守系統(tǒng)。通過(guò)出口后關(guān)閉車(chē)載系統(tǒng)。出口值守系統(tǒng)出口系統(tǒng)確認(rèn)收到信息后也和入口值守系統(tǒng)一樣做核查，區(qū)分是在出口還將核查收到的信息是否具有入口站編號(hào)信息。核查無(wú)誤抬起欄桿放行，否則拒絕通行。出口值守系統(tǒng)將提取車(chē)輛入口、出口、車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)輛類(lèi)型和時(shí)間等信息，確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)以及收費(fèi)金額。最終將車(chē)輛的收費(fèi)懇求通過(guò)無(wú)線通信傳到銀行收費(fèi)系統(tǒng)，由銀行進(jìn)行費(fèi)用扣除以及反饋消息給車(chē)主。2.1.4系統(tǒng)原理車(chē)載系統(tǒng)與高速馬路出入口值守系統(tǒng)之間的通信為短距離無(wú)線通信，出口值守系統(tǒng)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)間的通信借助GPRS網(wǎng)絡(luò)。選用的短距離無(wú)線通信模塊有效距離不小于100米，所以從車(chē)載發(fā)送信息到出入口值守系統(tǒng)確認(rèn)信息并抬起欄桿所耗的時(shí)間限制在2—5秒內(nèi)完成（以30km／h速度通過(guò)）。

2.2系統(tǒng)硬件

2.2．1微處理器模塊

采納的ATMEL89系列單片機(jī)中的AT89S8252型號(hào)。它采納ATMEL的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的80C51的指令系統(tǒng)及引腳兼容。它還有8K的FLASH、2K的EEPROM；9個(gè)中斷響應(yīng)、SPI接口、WATCHDOG定時(shí)器和雙數(shù)據(jù)指針。89S8252也是目前以51為核心的單片機(jī)中功能較強(qiáng)，性?xún)r(jià)比較高的一款。在車(chē)載系統(tǒng)中，89S8252完成鍵盤(pán)輸入識(shí)別、送LCD顯示并與nRF2401間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在出入口值守系統(tǒng)中，89S8252完成與nRF2401、GR47之間通信和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

2.2．2無(wú)線模塊

采納nRF2401無(wú)線收發(fā)一體芯片。有效距離不小于100米，工作在2.4GHz自由頻段，能夠在全球無(wú)線市場(chǎng)暢通無(wú)阻；支持多點(diǎn)間通信，最高傳輸速率超過(guò)1Mbit／S，比藍(lán)牙技術(shù)具有更高的傳輸速；采納SOC方法設(shè)計(jì)，只需少量外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路；與藍(lán)牙不同的是，nRF2401沒(méi)有困難的通信協(xié)議，它完全對(duì)用戶(hù)透亮，同種產(chǎn)品之間可以自由通信。更重要的是，nRF2401比藍(lán)牙產(chǎn)品更便宜，應(yīng)用時(shí)須要的外圍元件更少。

nRF2401通過(guò)SPI接口與89S8252進(jìn)行通訊。在收發(fā)模式下nRF2401有ShockBurst和DirectMode兩種工作方式。本系統(tǒng)采納了前一種方式，一路信號(hào)收發(fā)。與89S8252相連的引腳包括PWR_UP、CE和CS，用來(lái)負(fù)責(zé)工作模式的選擇；DR1、CLK1和DATA，為數(shù)據(jù)通道1端口，DATA也是發(fā)送數(shù)和配置數(shù)據(jù)的輸入端口。電路如圖3所示：

置SPCR中的SPE位后，使能SP