一種基于物聯網的智能車道控制器的設計和應用

吳傳潔 熊斯鵬 黃敏

摘要：為了適應高速公路收費無人化需求，高速公路智能車道控制器能在線監測設備的運行狀態，同時將狀態實時上傳至運維監測服務器，為高速公路智能運維平臺提供了數據支撐。

關鍵詞：物聯網;車道控制器;插片式結構;硬件設計;軟件設計

0引言

高速公路收費系統包含各種不同種類的設備，且數量繁雜，當設備出現故障維護人員往往無法快速找到故障點，容易導致故障排除不及時。該物聯網智能車道控制器主要功能包括10驅動控制和設備狀態運維監測，在線監測各用電設備的電能參數（包括電流、電壓、功率和累計用電量）及設備串口通信數據，并進行數據協議分析，判斷設備的運行狀態，并且將設備的電能參數、運行狀態和I/O驅動控制的開關量狀態通過無線4G或網口方式上傳至運維監測服務器。另外，該車道控制器還具有遠程控制每個電能端口繼電器的通斷功能，當設備發生故障時，可以通過服務器遠程重啟的方式恢復設備的正常運行。

1系統設計

物聯網智能車道控制器采用嵌入式架構，單片機控制各個模塊協同工作，單片機采用sT公司的sTM32系列的STM32F101單片機。物聯網智能車道控制器在結構上采用插片式設計方案，可靈活配置，常規配制了交換機1（選配）、交換機2（選配）、I/O口、串口監測、DTU模塊（選配）、網口上傳、25針或37針（2選1）10控制接口、12 V直流輸出1、12 V直流輸出2、AC220 V輸出、AC220 V輸入等模塊，根據需要可以變更配置，其中插片式設計就是實現配置變更的結構支撐。……