【正文】 主控模塊、設(shè)備模塊、記錄模塊、參數(shù)模塊、傳輸模塊、交易模塊和日志模塊：l 主控制塊主控模塊是整個(gè)ETC計(jì)重收費(fèi)軟件的核心控制模塊，主控模塊在系統(tǒng)中承擔(dān)各模塊的協(xié)調(diào)。主控模塊主要完成車輛分配、車輛查找、界面顯示、控制其它模塊的創(chuàng)建和銷毀。車輛分配：在軟件系統(tǒng)中虛擬一臺(tái)車輛，與車道上的真實(shí)車輛關(guān)聯(lián)；車輛查找：多臺(tái)車在交易通訊區(qū)域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)天線返回的當(dāng)前OBU編號(hào)，查找出系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的虛擬車輛，返回找查的車輛組其它模塊進(jìn)行操作。l 設(shè)備模塊設(shè)備模塊中主要聲明和義各設(shè)備類，軟件系統(tǒng)通過設(shè)備模塊來控制所有外圍設(shè)備。設(shè)備模塊控制的設(shè)備包括：車輛認(rèn)別設(shè)備、車輛檢測(cè)設(shè)備、交通控制設(shè)備、圖像抓拍設(shè)備和計(jì)重設(shè)備。l 參數(shù)模塊負(fù)責(zé)軟件中參數(shù)的管理，主要包括的參數(shù)類型為：費(fèi)率表、OBU黑名單、卡黑名單、計(jì)重收費(fèi)參數(shù)、操作員、工班表、啟用日期、超時(shí)表等。l 交易模塊負(fù)責(zé)車輛的交易過程，主要是對(duì)獲取的卡片信息進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則來進(jìn)行費(fèi)率查找、黑名單判斷等；交易驗(yàn)證完成后發(fā)送寫卡指令給主控模塊，主控模塊再通知設(shè)行模塊進(jìn)行扣款和放行車輛。l 記錄模塊記錄模塊負(fù)責(zé)生成交易的流水、工班記錄和進(jìn)行工班切換管理。l 傳輸模塊負(fù)責(zé)參數(shù)的下載、流水記錄上傳、工班的上傳、圖像上傳、異常信息上傳、車道狀態(tài)信息上傳。l 日志模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)日志的記錄。包括流水工班日志、設(shè)備日志、操作日志等。 主控模塊設(shè)計(jì)主控模塊是整過ETC計(jì)重收費(fèi)的核心部分，由主控模塊對(duì)其它模塊進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)，并通過主控模塊控制界面把過車交易情況反饋給用戶。主控模塊中最為核心的邏輯包括過車邏輯和車輛查詢邏輯。 過車邏輯設(shè)計(jì) ETC計(jì)重收費(fèi)是在現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，在分析計(jì)重收費(fèi)的過車邏輯時(shí)，首先需要對(duì)現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的過車過程有深入的了解。非計(jì)重ETC系統(tǒng)中過車示意圖下圖：圖42 ETC過車處理結(jié)構(gòu)圖Fig 42 Flow chart of ETC如上圖42所示，ETC車道控制系統(tǒng)過車流程主要有以下步驟：(1)、車輛進(jìn)入ETC車道通訊范圍，首先壓到觸發(fā)地感線圈，啟動(dòng)讀寫天線；(2)、讀寫天線與裝有電子標(biāo)簽（OBU）和CPU卡的車輛進(jìn)行通訊，判別車輛電子標(biāo)簽是否有效，如有效則進(jìn)行交易；無效則報(bào)警并保持車道封閉，直到車輛離開檢測(cè)線圈；(3)、如交易成功，系統(tǒng)控制欄桿抬升，通行信號(hào)燈變綠，費(fèi)額顯示牌上顯示交易信息；(4)、車道攝像機(jī)將實(shí)時(shí)車道圖像信號(hào)傳給字符疊加器；(5)、車道圖像信號(hào)疊加字符信息以后分出兩路，其中一路直接送到收費(fèi)站監(jiān)控室的監(jiān)視器；(6)、另外一路圖像信號(hào)送給車道計(jì)算機(jī)的視頻抓拍卡，當(dāng)車輛壓到抓拍線圈時(shí)，車道控制器通過車輛檢測(cè)器1獲知車輛已經(jīng)壓到抓拍線圈并通知車道計(jì)算機(jī)，車道計(jì)算機(jī)立即通過視頻抓拍卡抓拍車頭圖像，以文件形式把圖片保存在硬盤上；(7)、車輛通過落桿線圈；(8)、車輛檢測(cè)器1將車輛通過落桿線圈的信號(hào)通知欄桿機(jī)控制器，欄桿機(jī)控制器控制欄桿落下，保持水平；車道控制器通過車輛檢測(cè)器1獲知車輛已通過落桿線圈，并經(jīng)PLC730 I/O卡將過車信息通知車道計(jì)算機(jī)；(9)、車道計(jì)算機(jī)通過TCP/IP協(xié)議與站服務(wù)器進(jìn)行通信，將過車數(shù)據(jù)記錄（含抓拍圖像）上傳到站服務(wù)器；ETC計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)是在現(xiàn)有布局后增加了稱重區(qū)和新增一臺(tái)天線。從而把通訊區(qū)域劃分為A和B兩個(gè)區(qū)域。ETC計(jì)重收費(fèi)環(huán)境下，車輛進(jìn)入A區(qū)后，A區(qū)天線先對(duì)車輛進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)判別結(jié)果采取不同的操作邏輯控：如果為客車，因不需要計(jì)重，則直接在A完成交易，系統(tǒng)前后欄桿同時(shí)抬起，放行客車；如果是貨車，則系統(tǒng)抬起A區(qū)欄桿，降下B區(qū)欄桿，并提示貨車進(jìn)入B區(qū)計(jì)重，計(jì)重完成后由B區(qū)天線完成扣款，交易完成后抬B區(qū)欄桿放行貨車?？紤]到實(shí)現(xiàn)過車時(shí)前后車輛的種類組合形式，并為了保證稱重?cái)?shù)據(jù)和過車的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，ETC計(jì)重收費(fèi)可分為客車和貨車過車兩種模式來考慮。l ETC客車過車邏輯裝有電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入計(jì)重ETC車道后，A區(qū)域天線讀取到車輛的電子標(biāo)簽信息，并從電子標(biāo)簽信息中獲取車輛種類。客車過車邏輯如下圖43：圖42 ETC客車過車邏輯圖Fig 42 Flow chart of CarPass Base on ETC System車輛進(jìn)入A區(qū)開線交易范圍時(shí)，A區(qū)天線先讀OBU中的車輛類型信息，如果為客車，則判斷B區(qū)是否有貨車正在稱重交易，是則提示客車等待，貨車離開后A區(qū)天線對(duì)客車進(jìn)行交易；始果B區(qū)無貨車（可能有客車），則也在A區(qū)直接完成交易。如果扣款成功則抬A區(qū)和B區(qū)欄桿放行，費(fèi)顯提示收費(fèi)額、入口和車型等信息。l ETC貨車過車邏輯當(dāng)貨車駛?cè)階通訊區(qū), A區(qū)天線從電子標(biāo)簽中讀取車類信息，并對(duì)卡片數(shù)據(jù)合法性進(jìn)行驗(yàn)證, 如果不合法則報(bào)警, 提示車輛走其它MTC車道。合法性驗(yàn)證完成后，判斷B區(qū)是否有車輛，如沒有則抬A區(qū)桿抬起放行,B區(qū)欄桿降下，車輛通過A區(qū)自動(dòng)欄桿進(jìn)入B區(qū)交易。車輛進(jìn)入B區(qū)后駛過秤臺(tái),此時(shí)車速比較慢，有利于提高稱重的準(zhǔn)確度。車輛稱重后, 系統(tǒng)把當(dāng)前稱重的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到當(dāng)前交易的車輛。然后結(jié)合稱重?cái)?shù)據(jù)由B區(qū)天線對(duì)車輛進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)。為了保證計(jì)重?cái)?shù)據(jù)與過車數(shù)據(jù)的一一對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)系，貨車經(jīng)過B區(qū)時(shí)，同一時(shí)刻只允計(jì)一臺(tái)貨在在B區(qū)稱重。ETC計(jì)重收費(fèi)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖43 ETC貨車過車邏輯圖Fig 43 Flow chart of VehiclePass Base on ETC System在采用雙天線稱臺(tái)后置方案時(shí)，A區(qū)保留了現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的布局，B區(qū)欄桿默認(rèn)為抬起狀態(tài)，由于客車不需要計(jì)重，客車仍可按非計(jì)重ETC模式交易過車。而當(dāng)貨車過車時(shí)，A區(qū)天線在判斷出貨車后，先對(duì)OBU和卡信息進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后放行貨車進(jìn)行B區(qū)，在B區(qū)繼續(xù)完成計(jì)重和扣款。由此可見，采用該方案優(yōu)點(diǎn)可以保證客車能保持現(xiàn)有的速度通過而不受影響；并且在A區(qū)對(duì)貨車進(jìn)行前期的檢驗(yàn)，減小不能正常交易的車輛進(jìn)行B。該方案在即能保證客車交易邏輯基本不變的情況下，又能有效地對(duì)貨車進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)。 車輛查詢邏輯ETC在過車時(shí)，由于OBU設(shè)備存在差異性，天線讀取OBU數(shù)據(jù)的順序與車輛在車道上的實(shí)際位置不一定相符。如在前車OBU信號(hào)比較弱，而后車信號(hào)特別強(qiáng)的情況下天線可能先讀取了后車的記錄；如前車無OBU而后車有OBU時(shí)也可能出現(xiàn)讀取后車數(shù)據(jù)的情況；在以上情況下都有可能出現(xiàn)交易順序和車輛在車道上位置不符情況，如果處理不當(dāng)，很容易造成跟車干擾。為盡可能保證天線讀取的順序和實(shí)際位置相符，并為設(shè)備模塊、記錄模塊提供操作的車輛，主控模塊中采用車輛查詢邏輯來查找當(dāng)前正在操作的車輛。車輛查詢邏輯如下圖：圖44 ETC車輛查詢邏輯圖Fig 44 Flow chart of Query Car Indexl 外部接口表41：主控外部接口Table 41: The interface of main Control Module序號(hào)接口聲明調(diào)用模塊1查找車輛Function Rsu_CarSerch(serchtype: integer。obuno:int64): integer。提供給RSU模塊查車，在收到B2或B3時(shí)調(diào)用該接口serchtype=0其它情況不為0返回1時(shí)，不需再對(duì)該OUB車進(jìn)行交易設(shè)備Function Dev_CarSerch(serchtype: integer): integer。地感分析查車調(diào)用本函數(shù)設(shè)備2procedure Dev_FreeAllCar()。 釋放全部車輛如果過車隊(duì)列中還有車輛數(shù)據(jù)，則調(diào)用devcarsave保存到歷史記錄中。設(shè)備3Function Dev_RefreshRunMode(iOldMode: integer。 iNewMode: integer): integer。 改變運(yùn)行模式設(shè)備4procedure DEV_ChangeMode(Mode: integer)。 改變輸入模式界面、設(shè)備、日志5procedure DEV_PicSended(Sender: integer。 Result: integer。 StrPicName: string)。 界面加載圖像成功界面、傳輸6Procedure GetPicNameByID(var strPicName: string。 strPicID: string)。 取圖像名稱界面、傳輸7function Dev_CarListadjust: integer。 車輛索引維護(hù)設(shè)備l 模塊間消息定義表42：主控消息定義Table 42: Message Define of Main Control Module序號(hào)定義消息消息發(fā)送方向1WM_USER_DEV_WDEVwParam=CUR_DET當(dāng)前地感值lParam= HIS_DET 歷史地感值地感變化消息設(shè)備主控2WM_USER_DEV_PARAM設(shè)備端口參數(shù)刷新，用于重新打開端口參數(shù)主控3WM_USER_DEV_WRSU設(shè)備向主控模塊發(fā)關(guān)交易新車消息wParam=車輛索引號(hào)lParam= DEV_CARTRAD 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成lParam= DEV_TRADOVER 交易完成lParam= DEV_TRADFAIL 交易失敗設(shè)備主控5RSU_RSUSTATUS天線狀態(tài)設(shè)備主控6WM_USER_DEV_MODE 刷新運(yùn)行模式wParam=當(dāng)前運(yùn)行模式lParam= 需要切換的運(yùn)行模式主控內(nèi)部消息7WM_USER_DEV_PIC界面?zhèn)魉蛨D片Wparam= INTF_ID主界面加載圖像完成Wparam =TRAN_ID 圖片上傳完成主控內(nèi)部消息 設(shè)備模塊設(shè)計(jì)設(shè)備模塊是計(jì)重收費(fèi)中用于獲取車輛信息和控制車道設(shè)備的模塊，收費(fèi)系統(tǒng)通過該模塊來管理系統(tǒng)中的所有設(shè)備。ETC計(jì)重收費(fèi)的設(shè)備按功能可分為車輛識(shí)別設(shè)備、車輛檢測(cè)設(shè)備、交通控制設(shè)備、圖像抓拍設(shè)備和計(jì)重設(shè)備。圖45 ETC設(shè)備模塊組成圖Fig 45 ETC Equitment Compose 車輛識(shí)別邏輯車輛識(shí)別是ETC系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，ETC系統(tǒng)的交易都依賴于天線對(duì)電子標(biāo)簽的讀取，只有在天線正常獲取了數(shù)據(jù)之后，再能對(duì)需要交易的車輛進(jìn)行識(shí)別。ETC計(jì)重收費(fèi)采用了兩個(gè)天線，車輛的識(shí)別過程比正常ETC車道更為復(fù)雜。計(jì)重收費(fèi)中采用了兩個(gè)天線，系統(tǒng)根據(jù)車輛所外的位置來確定采用那個(gè)天線進(jìn)行交易，在計(jì)重收費(fèi)車輛識(shí)別中最為核心是如何協(xié)調(diào)二個(gè)天線的工作邏輯。兩個(gè)天線的完美配合才能完成整個(gè)車輛的計(jì)重收費(fèi)。圖46 ETC天線數(shù)據(jù)處理主流程Fig 46 Flow chart of Rsu Read Data首先在程序中聲明一個(gè)全局的串口對(duì)象，A區(qū)天線和B區(qū)天線的串口中斷會(huì)調(diào)用相同中斷函數(shù)。當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前車輛在A區(qū)時(shí)，則把A區(qū)串口對(duì)象賦值給全局串口對(duì)象，如果當(dāng)前交易車輛已經(jīng)進(jìn)入了B區(qū)，則把B區(qū)天線串口對(duì)象賦值給全局串口對(duì)象。這樣對(duì)系統(tǒng)來說，采用二個(gè)天線時(shí)，天線讀取數(shù)據(jù)的邏輯也與單天線邏輯相同。通過對(duì)串口的賦值操作，可實(shí)現(xiàn)A區(qū)和B區(qū)天線的統(tǒng)一處理。很好地協(xié)調(diào)了兩個(gè)天線之間的讀取，直觀上好比只有一個(gè)天線，只是動(dòng)態(tài)地改變天線的位置而已。在獲取到車載電子標(biāo)簽的車輛信息后，下一步就是如何進(jìn)行車輛的識(shí)別，計(jì)重收費(fèi)中車輛識(shí)別主要是通過對(duì)OBU號(hào)和其中的數(shù)據(jù)讀取，并根據(jù)唯一的OBU號(hào)在系統(tǒng)中分配一個(gè)虛擬的車道對(duì)象，這樣天線對(duì)車輛的操作就是對(duì)系統(tǒng)中慮擬對(duì)象的操作。車輛的認(rèn)別過程如下圖424所示：圖47 電子標(biāo)簽讀取操作流程圖 Figure 47 Flow chart of operation in OBU Reading 車輛檢測(cè)邏輯車輛檢測(cè)主要判斷是事有車輛需要交易、判斷當(dāng)前交易區(qū)內(nèi)的車輛、當(dāng)前正常交易車輛的前進(jìn)或后退、當(dāng)前交易車輛處的交易區(qū)域（ETC計(jì)重收費(fèi)才需要判斷車輛所在區(qū)域）。ETC計(jì)重收費(fèi)中進(jìn)行車輛檢測(cè)的設(shè)備包括車輛檢測(cè)器和地感線圈，稱重時(shí)的車輛檢測(cè)與計(jì)重子系統(tǒng)為一個(gè)整體，不在我們ETC計(jì)重收費(fèi)的討論范圍。ETC計(jì)重收費(fèi)中四個(gè)核心的車輛檢測(cè)邏輯：車輛進(jìn)入通訊區(qū)檢測(cè)、車輛前進(jìn)檢測(cè)、車輛后退檢測(cè)（包括旁道離開）、交易后離開。車輛檢測(cè)的示意圖如下：圖48 ETC計(jì)重收費(fèi)車道布局Figure 48 LayOut of EtcWeight Lane 從上圖可知，我們的ETC計(jì)重收費(fèi)中有六個(gè)地感，從前到后分別為ABCDE。共中A區(qū)有四個(gè)地感ABCD，B區(qū)有兩個(gè)地感EF。由于進(jìn)行B區(qū)的車輛只允許前進(jìn)，不允許后退，車輛檢測(cè)主要是針對(duì)A區(qū)進(jìn)行。地感上沒有車時(shí)，A區(qū)地感返回的數(shù)據(jù)信息為為0000，有車壓到A地感時(shí)，數(shù)字信息變化1000,此時(shí)可以確定有車輛進(jìn)行交易區(qū)域。為了便于進(jìn)行車輛檢測(cè)分析，A區(qū)相臨地感之間的距離不會(huì)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中最短車輛的長(zhǎng)度，因此當(dāng)車輛壓到B，C地感時(shí)，其尾必定會(huì)壓到前進(jìn)方向的后一個(gè)地感。這樣有利于簡(jiǎn)化車輛檢測(cè)的邏輯判斷。l A區(qū)單車檢測(cè)表43：A區(qū)車輛檢測(cè)表Table 43: Vehicle Inspect table in A Area 車輛狀態(tài)上一次地感值當(dāng)前地感值備注進(jìn)入00001000前進(jìn)10001100長(zhǎng)車1100111010001100短車11000110后退1000000011101100長(zhǎng)車01101100短車1100100000110110壓到落桿線圈后后退01111110進(jìn)入B區(qū)00110001正在進(jìn)入0111001100010000已進(jìn)入長(zhǎng)車：車輛長(zhǎng)度可同時(shí)壓到三個(gè)地感線圈；短車：車輛長(zhǎng)度只能同時(shí)壓到二個(gè)線圈。l A區(qū)多車檢測(cè) 表44: A區(qū)多車檢測(cè)表