華北科技工控機(jī)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、系統(tǒng)背景：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速公路的建設(shè)已經(jīng)成為目前我國(guó)最為熱點(diǎn)的項(xiàng)目之一。在高速公路建設(shè)的四大機(jī)電工程（收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)）當(dāng)中，收費(fèi)系統(tǒng)是最核心的部分，也是效益發(fā)揮最大，最為成熟的系統(tǒng)。

2、系統(tǒng)要求：

由于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)需要處在野外高溫 /低溫、潮濕、電磁、灰塵、振動(dòng)等復(fù)雜的環(huán)境條件下不間斷、長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定運(yùn)行，商用PC機(jī)顯然難以適應(yīng)如此條件，要想確保收費(fèi)系統(tǒng)切實(shí)履行自己的收費(fèi)和監(jiān)控功能，只能選用工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制。由于對(duì)冷卻系統(tǒng)的較高要求，傳統(tǒng)的機(jī)箱通常需要配備兩個(gè)散熱風(fēng)扇（一個(gè)是帶過濾網(wǎng)的高速冷卻風(fēng)扇，另一個(gè)是電源風(fēng)扇），但這帶來的一大問題就是，由于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)要求長(zhǎng)時(shí)間不停機(jī)工作(平均故障間隔時(shí)間>30000小時(shí)，平均修復(fù)時(shí)間<1小時(shí))，散熱風(fēng)扇一旦壞掉可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定甚至完全崩潰。因此最理想的狀態(tài)是系統(tǒng)可以在沒有風(fēng)扇的情況僅靠散熱片就能穩(wěn)定工作。事實(shí)上，很多嵌入式平臺(tái)都是要求處理器可以在沒有風(fēng)扇的情況下工作。

3、系統(tǒng)框圖及其說明：

我們將高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)可分為三級(jí)計(jì)算機(jī)管理體系，即收費(fèi)中心、監(jiān)控室和收費(fèi)亭。它們之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 收費(fèi)中心對(duì)整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行控制；監(jiān)控室匯總收費(fèi)數(shù)據(jù)并在收費(fèi)中心和收費(fèi)亭之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞；收費(fèi)亭按照收費(fèi)中心的要求對(duì)過往車輛實(shí)施收費(fèi)和監(jiān)控。

收費(fèi)亭是整個(gè)系統(tǒng)的終端設(shè)備，也是一個(gè)獨(dú)立的工作單元，主要由工控機(jī)、攝像機(jī)、鍵盤和票據(jù)打印機(jī)等部分組成。其中攝像機(jī)配合工控機(jī)一方面負(fù)責(zé)自動(dòng)巡視收費(fèi)廣場(chǎng)兩側(cè)1Km以內(nèi)的各種交通狀況，另一方面負(fù)責(zé)隨時(shí)接受收費(fèi)亭內(nèi)收費(fèi)員對(duì)各種沖卡車輛的報(bào)警信號(hào)，并進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。工控機(jī)除了正常行使收費(fèi)、監(jiān)控的任務(wù)外，還需要隨時(shí)將這些信息傳送到監(jiān)控室。

圖二 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)框圖
在整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)中，我們假設(shè)監(jiān)控室是建設(shè)在一個(gè)雙向四車道的高速公路上的。因此，一個(gè)監(jiān)控室負(fù)責(zé)監(jiān)管四個(gè)收費(fèi)亭。監(jiān)控室內(nèi)需要安裝一臺(tái)工控機(jī)，它的主要任務(wù)一是實(shí)時(shí)接收并顯示收費(fèi)亭的收費(fèi)信息，二是管理收費(fèi)數(shù)據(jù)，打印報(bào)表并及時(shí)向收費(fèi)中心傳送。收費(fèi)中心除了接受由監(jiān)控室傳送的收費(fèi)數(shù)據(jù)外，也可以隨時(shí)向監(jiān)控室發(fā)送信息。

我們這里選用華北科技的嵌入式工業(yè)機(jī)箱RPC-208B作為收費(fèi)亭和監(jiān)控室所用的工控機(jī)，RPC-208B的最大優(yōu)點(diǎn)在于其堅(jiān)固耐用，擴(kuò)展性強(qiáng)且維護(hù)方便，這使得它即使在高振動(dòng)，溫差大，多粉塵的惡劣環(huán)境下仍能應(yīng)付自如。而華北科技最新推出的超低功耗工業(yè)主板NOVO-7266P更因其高效能低功耗的特點(diǎn)而成為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的首選工業(yè)主板。NOVO-7266P采用支持VIA C3/EDEN處理器的VIA CLE266芯片組。VIA CLE266芯片組不但自身具有優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集功能，它所支持的VIA C3/EDEN處理器還是當(dāng)今世界上最小、最安全、最低功耗的處理器，在標(biāo)準(zhǔn)模式下它的功耗只有5W（一般主流處理器的功耗在70-80W左右），在節(jié)能模式下其功耗更是還不到1.8W，只需要一個(gè)小小的散熱片散熱就夠了。

系統(tǒng)配置如下：
1)嵌入式工業(yè)機(jī)箱RPC-208B；
2)超低功耗工業(yè)主板NOVO-7266P
3)工業(yè)無(wú)源底板BP-09P6；

4、系統(tǒng)評(píng)價(jià)：

華北科技的這套工控系列產(chǎn)品由于在穩(wěn)定性和功耗方面表現(xiàn)出眾，即使面對(duì)復(fù)雜惡劣的環(huán)境仍能應(yīng)付自如；它必將以出色的性能在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中發(fā)揮出重要的作用。