華北科技的工控機在高速公路收費系統中的應用

系統背景：

隨著我國經濟的高速發展，高速公路的建設已經成為目前我國最為熱點的項目之一。在高速公路建設的四大機電工程（收費系統、監控系統、照明系統、通信系統）當中，收費系統是最核心的部分，也是效益發揮最大，最為成熟的系統。



系統要求：

由于高速公路收費系統需要處在野外高溫 /低溫、潮濕、電磁、灰塵、振動等復雜的環境條件下不間斷、長時間地穩定運行，商用 PC機顯然難以適應如此條件，要想確保收費系統切實履行自己的收費和監控功能，只能選用工控機進行系統控制。由于對冷卻系統的較高要求，傳統的機箱通常需要配備兩個散熱風扇（一個是帶過濾網的高速冷卻風扇，另一個是電源風扇），但這帶來的一大問題就是，由于高速公路收費系統要求長時間不停機工作 (平均故障間隔時間 >30000小時，平均修復時間 <1小時 )，散熱風扇一旦壞掉可能導致系統的不穩定甚至完全崩潰。因此最理想的狀態是系統可以在沒有風扇的情況僅靠散熱片就能穩定工作。事實上，很多嵌入式平臺都是要求處理器可以在沒有風扇的情況下工作。



系統框圖及其說明：

我們將高速公路的收費系統可分為三級計算機管理體系，即收費中心、監控室和收費亭。它們之間通過網絡進行數據通信。 收費中心對整個收費系統進行控制；監控室匯總收費數據并在收費中心和收費亭之間實現數據傳遞；收費亭按照收費中心的要求對過往車輛實施收費和監控。





收費亭是整個系統的終端設備，也是一個獨立的工作單元，主要由工控機、攝像機、鍵盤和票據打印機等部分組成。其中攝像機配合工控機一方面負責自動巡視收費廣場兩側 1Km以內的各種交通狀況，另一方面負責隨時接受收費亭內收費員對各種沖卡車輛的報警信號，并進行自動跟蹤。工控機除了正常行使收費、監控的任務外，還需要隨時將這些信息傳送到監控室。

在整個收費系統中，我們假設監控室是建設在一個雙向四車道的高速公路上的。因此，一個監控室負責監管四個收費亭。監控室內需要安裝一臺工控機，它的主要任務一是實時接收并顯示收費亭的收費信息，二是管理收費數據，打印報表并及時向收費中心傳送。收費中心除了接受由監控室傳送的收費數據外，也可以隨時向監控室發送信息。

我們這里選用華北科技的嵌入式工業機箱 RPC-208B作為收費亭和監控室所用的工控機， RPC-208B的最大優點在于其堅固耐用，擴展性強且維護方便，這使得它即使在高振動，溫差大，多粉塵的惡劣環境下仍能應付自如。而華北科技最新推出的超低功耗工業主板 NOVO-7266P更因其高效能低功耗的特點而成為高速公路收費系統的首選工業主板。 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秀的數據采集功能，它所支持的 VIA C3/EDEN處理器還是當今世界上最小、最安全、最低功耗的處理器，在標準模式下它的 功耗只有 5W（一般主流處理器的功耗在 70-80W左右），在節能模式下其功耗更是還不到 1.8W，只需要一個小小的散熱片散熱就夠了。

系統配置如下：

嵌入式工業機箱 RPC-208B；
超低功耗工業主板 NOVO-7266P
工業無源底板 BP-09P6；



系統評價：

華北科技的這套工控系列產品由于在穩定性和功耗方面表現出眾，即使面對復雜惡劣的環境仍能應付自如；它必將以出色的性能在高速公路收費系統中發揮出重要的作用。