高速公路可變情報板的設計與應用分析

吳文彬

【摘要】隨著高速公路信息化建設的發展，可變情報板在高速公路交通誘導系統中使用的越來越多，目前系統穩定可靠，操作界面良好。本文主要分析了高速公路可變情報板的設計和應用。

【關鍵詞】可變情報板；高速公路；應用

1 高速公路可變情報板設計整體設計方案

利用數據傳輸單元數據轉發器實現可變情報板的數據交互，主要是利用數據傳輸單元的串口轉以太網并通過移動通信網絡連接到Internet公網的功能，實現遠程控制。在整個系統中需要自行設計三個部分：（1）可變情報板端的串口數據轉發設備；（2）中心機房端的多串口數據轉發設備；（3）服務器端數據轉發軟件。系統框圖如圖1 所示。

2 可變情報板端串口數據轉發設備設計

2.1實現的功能：

（1）雙串口，串口1與可變情報板通信連接，串口0與數據傳輸單元通信連接。

（2）帶EEPROM存儲功能，存儲設備地址等信息

（3）5V、12V 可控電源輸出，給數據傳輸單元供電，可實現數據傳輸單元的斷電重啟

（4）數據轉發功能：單片機接收串口0的數據，先解析，如果是設置地址或讀取地址，則設置或返回地址信息，其它則去除地址等附加信息傳給串口1，發送到可變情報板；

單片機接收串口1 數據加上地址等信息傳至串口0，發送給DTU，傳回中心；

（5）通過串口0定時查詢數據傳輸單元的狀態，故障時斷電重啟；

（6）地址編碼信息應包括：道路編號，樁號信息，上下行等。

2.2電路設計框圖

3 中心機房端多串口轉發設備

3.1實現的功能：

（1）多串口，串口0 與數據傳輸單元通信，串口1～16與MOXA16口串口服務器通信；

（2）帶EEPROM 存儲功能，存儲設備地址等信息；

（3）5V、12V可控電源輸出，給數據傳輸單元供電，可實現數據傳輸單元的斷電重啟；

（4）數據轉發功能：單片機接收串口0的數據，先解析，如果是設置地址或讀取地址，則設置或返回地址信息，其他則判斷發往哪個串口，去除地址信息及串口信息后傳至該串口，發送到PC；單片機接收串口1～16數據加上地址信息及串口信息傳至串口0，發送給數據傳輸單元，傳到可變情報板；

（5）通過串口0定時查詢數據傳輸單元的狀態，故障時斷電重啟；

（6）地址編碼信息應包括：道路編號，樁號信息，上下行等；

3.2電路設計框圖

4 服務器端數據轉發軟件

4.1實現的功能

（1）所有的DTU 設備都作為TCP Client 存在于系統中，上線即向數據轉發服務器建立連接；

（2）在服務器上運行一個后臺服務程序， 作為TCPServer， 開放一個端口，例如2929，實施監聽網絡連接；

（3）當服務器和某個數據傳輸單元建立連接后，服務器向該數據傳輸單元設備發送命令，請求ID，并利用返回的設備ID，查詢映射關系數據庫，進行記錄匹配，以后收到的信息通過ID和串口號標識發送到相應的數據傳輸單元；

（4）服務器上除了數據轉發的后臺程序，還需要一個客戶端程序，用來編輯數據傳輸單元及串口的映射關系數據庫；

3.2軟件數據流圖

5高速公路可變情報板的應用分析

5.1工程概況

深汕西高速公路可變情報板設備數據原來是采用數據光端機的傳輸方式，接入管理中心的多串口服務器，中心的管理計算機通過多串口服務器與沿線各處的可變情報板通信。由于通信光纜易遭到破壞，中心與外場情報板的通信時常中斷。且對于新增情報板設備，光纜敷設的工作量較大。本工程采用利用無線公網的無線通信技術實現可變情報板的數據傳輸，既降低了維護工作量，也可以方便的接入新設備。

5.2實施方案

（1）在可變情報板處設置具備標準數據通訊接口（與可變情報板數據接口一致）的無線調制解調器，該調制解調器內建工業級的無線通信（GPRS/CDMA1X）模塊和TCP/IP功能，可變情報板可通過該調制解調器利用無線公網（GSM/CDMA）接入公共網絡（Internet）；

（2）在管理中心設置具有固定公網IP的服務器（已有），并安裝可變情報板數據管理服務器軟件，通過指定端口控制可變情報板數據通信的接入；

（3）無線調制解調器上電后自動撥號，與管理中心服務器建立TCP/UDP連接，實現可變情報板與管理中心之間的數據通信；

（4）在管理中心控制臺設置可變情報板管理計算機，安裝可變情報板管理終端軟件。管理計算機通過管理中心網絡接入服務器，管理操作人員通過管理計算機提供的管理操作界面（GUI）實現與可變情報板設備的數據交互；

6 結束語

目前移動電話網絡覆蓋面廣，數據傳輸單元數據轉換器技術成熟，所以使用數據傳輸單元實現遠程控制高速公路可變情報板，利用移動電話網絡進行數據通信，隨時隨地可以使用，安裝方便，費用低廉，利于推廣。