專利名稱：路邊停車收費表的制作方法
技術領域：
本實用新型是路邊停車收費表，屬電子收費裝置。
現(xiàn)有的停車收費表是機械式或電子式停車收費裝置。這些類型裝置可對插入的硬幣或接觸式IC卡作出反應，根據(jù)投入硬幣的多少決定可停車時間或根據(jù)停車時間扣除接觸式IC卡上應繳停車費。這些停車收費裝置安全性差、可靠性低，系統(tǒng)綜合性能不高。接觸式IC卡是靠其卡上的觸點與讀寫器上觸點之間的機械接觸來進行讀寫和數(shù)據(jù)交換的，觸點易磨損，卡上芯片受靜電作用易損壞。而且由于讀寫器的通用性，保密安全性能大大降低。收費裝置維護工作量很大。
本實用新型的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有的停車收費裝置存在安全性差、可靠性低、綜合性能低、所用接觸式IC卡觸點易磨損、卡上芯片易損壞、保密性差等的缺點和問題，研究、實用新型一種可靠性高、安全保密性好、實用性強、功能齊備、綜合性能高、采用先進的非接觸式IC卡支付停車費用、收費快捷方便、能有效提高停車管理水平、低功耗、自供電、并具有磁翻牌顯示和查黑卡功能等的路邊停車收費表。
本實用新型是通過下述結構技術方案來實現(xiàn)的路邊停車收費表外形結構示意圖主視圖如

圖1所示，其背視圖如圖2所示，路邊停車收費表電路結構及工作原理框圖如圖3所示，其電路原理圖如圖4所示，其中的厚膜模塊電路原理圖如圖5所示。路邊停車收費表由表頭1、門蓋2、表身3、表腿4、按鍵5、操作方法牌及IC卡感應區(qū)6、門鎖7、液晶顯示屏8、磁翻牌9、紅外通訊窗10、太陽能電池板11、電路板集裝盒12、蓄電池13共同連接構成，其相互位置及連接關系為表頭1位于表的上半部，液晶顯示屏8及磁翻牌9裝于表頭1殼體內(nèi)，表身3位于表的下半部，電路板集裝盒12及蓄電池13裝于表身3殼體內(nèi)，門蓋2與表身3正面殼體為可翻轉(zhuǎn)密配套接，銨鍵5裝于門蓋2下部兩邊，操作方法牌6位于門蓋2的中部并是非接觸式IC卡感應區(qū)，緊貼IC卡咸應區(qū)背面安裝發(fā)射天線，門鎖7位于門蓋2的上部，表腿4與表身3殼體固定連接，太陽能電池板11裝于表頭1背面殼體；其電路由紅外通訊電路、時鐘電路、電源監(jiān)控電路、按鈕、微處理器、譯碼電路、IC卡讀寫器、非接觸式IC卡、液晶顯示器、磁翻牌驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)存貯器共同電氣連接構成，其相互連接關系為紅外通訊電路分別通過紅外通訊信號線、紅外通訊脈沖波分別與微處理器、手持機相電氣連接及連通，微處理器分別通過時鐘電路信號輸出線、電源監(jiān)控電路信號線、按鈕信號輸出線分別與時鐘電路、電源監(jiān)控電路、按鈕相電氣連接，電源監(jiān)控電路分別通過時鐘電路信號輸出線、太陽能電池電源線、可充電蓄電池電源線、按鈕信號輸出線分別與時鐘電路、太陽能電池、可充電蓄電池、按鈕相電氣連接，譯碼電路分別通過譯碼信號線、液晶顯示信號線、磁翻牌驅(qū)動信號線、數(shù)據(jù)存貯信號線分別與微處理器、液晶顯示器、磁翻牌驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)存貯器相電氣連接，IC卡讀寫器分別通過IC卡讀寫信號線及天線收發(fā)無線電電磁波信號分別與譯碼電路及非接觸式IC卡相電氣連接及連通。
為確保各模塊間的數(shù)據(jù)交換不被外部監(jiān)測，提高安全性和可靠性，發(fā)明人把多種功能模塊集成在一個厚膜(電路)模塊中。厚膜模塊包括微處理器(CPU)IC1、時鐘電路IC2、譯碼電路IC3和與非門IC16，IC卡讀寫器(由讀寫器集成件IC7、電感L1～L3、電容C6～C10、電阻R2共同連接構成)、數(shù)據(jù)存貯器IC9～IC12及接口擴展器IC6與驅(qū)動器IC3～IC5、IC14、IC15；紅外通訊電路由非門U2、計數(shù)器U3、U4、D觸發(fā)器U8B共同連接構成；頻率信號發(fā)生器由非門U8A、U8E、U8F、電阻R14、R15、電容C10、晶振XTAL2共同電氣連接構成；電源監(jiān)控電路由晶體三極管G1～G3、非門U7、電阻R1～R7、二極管D1～D7、電解電容E1～E3共同電氣連接構成；磁翻牌驅(qū)動電路由晶體三極管G4～G9、電阻R8～R13、二極管D9～D4共同電氣連接構成；液晶顯示器由液晶驅(qū)動接口CN4與編程接口CN5共同連接構成。
磁翻牌機械結構示意圖如圖6～7所示。磁翻牌機械結構由字體翻轉(zhuǎn)輪14、電磁鐵15、翻牌支托架16、十字盤頭螺栓17、墊圈18共同連接構成，其相互連接關系為電磁鐵15固定在翻牌支托架16上，電磁鐵15二端各有一塊二邊成135°角的軟鐵片，電磁鐵線圈中間穿以鐵芯，其二端分別與二塊軟鐵片鉚接，字體翻轉(zhuǎn)輪14為圓筒形結構，其中間用十字架支撐，十字支撐架的中間有一鐵氧體永磁鐵，其正中穿過圓軸，整個字體翻轉(zhuǎn)輪14可以該軸為中心旋轉(zhuǎn)。其簡單作用原理為當電磁鐵的線圈施加脈沖電流信號時，便產(chǎn)生一電磁推力，這一推力與鐵氧體磁鐵相作用，推動字體翻轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)90°。字體翻轉(zhuǎn)輪表面每隔四分之一圓周分別印有紅、綠二種顏色，紅底印“未收費”，綠底印“已收費”，因此，可在停車收費表的停車狀態(tài)顯示窗口(前后窗口)以顏色顯示停車收費狀態(tài)。采用磁翻牌顯示停車收費狀態(tài)，平時不消耗電能、顯示清晰、工作可靠。
路邊停車收費表的簡單工作作用原理如下本實用新型可完成對一個或一個以上停車車位的收費管理功能(其中管理兩部車以上的收費表用于路邊停車場庫，管理一部或兩部車的收費表用于路邊停車收費)，依照收費規(guī)則記錄車輛停車卡的帳號、停車時間、扣款金額、1200萬張黑卡名單等信息。它通過紅外通訊與手持機聯(lián)系，存儲的信息可讀出，停車時段和收費費率可編程；收費表內(nèi)部有一片非接觸式IC卡讀寫器芯片，讀寫器與卡之間通過收發(fā)無線電波進行聯(lián)通，卡表面沒有裸露器件，卡本身是無源的，由讀寫器為卡提供能量。使用時沒有方向性，卡可以由任何方向掠過讀寫器表面，即可完成讀寫操作；收費表的核心模塊包括帶內(nèi)置保密數(shù)據(jù)存貯區(qū)的8位微處理器(CPU)、大容量非易失性存貯器件、卡讀寫模塊、時鐘模塊，完成計費運算、DES算法、加密存儲、數(shù)據(jù)通訊的加密和認證、計時等功能，是整個停車收費表的核心。為了提高安全性和可靠性，我們把這一部分集成在一個厚膜電路中，確保各模塊間的數(shù)據(jù)交換不被外部監(jiān)測；采用一片122×32點陣液晶顯示屏，以漢字方式顯示各種操作提示和操作結果，為用戶提供友善的操作界面。液晶顯示屏配有場致發(fā)光(EL)作為背景光源，夜間也能清晰顯示；采用單按鈕操作，用于啟動停車收費表和選擇停車時間。為了便于停車收費表管理員巡查方便，選用雙色磁翻牌顯示車位的收費狀態(tài)，用戶停車交費后，磁翻牌翻至“已收費”狀態(tài)，停車收費表開始倒計時。時間到后，磁翻牌自動翻回“未收費”狀態(tài)。管理員可以通過磁翻牌的狀態(tài)判斷該車位是否合法停車；采用高速紅外通訊模塊作為停車收費表與外部之間的通訊接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，用收發(fā)紅外通訊脈沖波的方式可以避免在停車收費表上設置通訊口，防止惡意破壞；白天(有陽光時)，由太陽能電池對停車收費表進行供電，同時對蓄電池充電。晚上，自動切換為蓄電池對停車收費表供電。為了減少停車收費表的耗電量，每次操作完畢后，停車收費表自動停止運行，處于休眠狀態(tài)，只有當?shù)褂嫊r為零或按下按鈕時，才重新啟動。停車收費表設有電壓檢測電路，當電壓偏低時，會暫時停止使用，等到電力充足后，才可繼續(xù)使用；路邊停車收費表其控制程序主要是通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)停車收費的操作、存儲停車收費記錄的數(shù)據(jù)及信息、以及通過與手持機通訊、傳送停車收費表的數(shù)據(jù)信息到后臺進行管理，并且根據(jù)手持機發(fā)送的命令進行相應的處理，包括磁翻牌、鎖車位、開鎖及黑卡的增加與刪除；其控制程序流程框圖如圖8所示。其控制程序為(1)停車者根據(jù)停車位置選擇左、右按鈕開機；根據(jù)按鈕判斷相應車位的狀態(tài)，若該車位已鎖定則提示“超時停車、車位已鎖”，然后關機；若該車位未鎖，則顯示出當前的停車收費標準屏“收費標準××元/××分鐘”；(2)從最小停車時長按停車時間的步進值每次遞加至最大停車時長循環(huán)顯示停車時長“停車時間××小時××分鐘”兩遍；在此過程中，若一直無相應停車位的按鈕按下，循環(huán)顯示兩遍以后則關機；在顯示停車時長過程中，停車者可根據(jù)顯示的停車時間進行選擇，在顯示的停車時長滿足要求時按下按鈕(左車位按左按鈕，右車位按右按鈕)，則進入收費狀態(tài)；(3)收費表根據(jù)所選擇的停車時長計算出停車費，并提示使用者“停車費×××元，請持卡靠近”，提示刷卡；若在一定時間內(nèi)無刷卡，則關機；當使用者放卡至IC卡感應區(qū)時，讀取IC卡信息，并進行判斷，若該卡號為黑卡，則提示“卡無效”，若IC卡所余金額小于停車費，則提示“余額不足”；若刷卡過程中出錯則提示“操作出錯”，然后關機；若刷卡成功則顯示“操作完成 余額××××元”以及停車起時至終時的時間“××時××分至××時××分”，并將磁翻牌翻至有車狀態(tài)，存儲停車記錄并將開機翻牌時間寫入時鐘電路，此時該車位處于停車狀態(tài)；(4)時鐘開機翻牌當取車時間已到，收費表開機，將相應車位磁翻牌翻至無車狀態(tài)，然后關機，此時該車位處于無車狀態(tài)，此功能用于巡表員對于停車位的管理，若該車位磁翻牌處于“未停車”狀態(tài)而有車停于該位，則為非法停車；(5)與手持機通訊按左或右按鈕開機，通過操作手持機進行通訊，通訊過程中顯示“正在通訊……”，通訊結束后顯示“通訊完成”并關機；收費表的此功能模塊根據(jù)手持機送來的不同指令進行初始化，編程、抄表、巡表、黑卡處理、磁翻牌復位以及鎖車位、開鎖等功能操作。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比有如下的優(yōu)點和有益效果(1)將非接觸式IC卡應用于停車收費表中，IC卡不易損壞、體積小、耐用可靠；讀寫器與卡之間讀寫速度很快，操作方便快捷。讀寫器與IC卡之間實施雙向密碼鑒別，保密性、可靠性大大增強；(2)停車收費表采用了低功耗設計①停車收費表內(nèi)部電路所用的元器件均選用低功耗器件；②采用低功耗的時鐘芯片作為計時器，對主要工作部件如MCU、IC卡讀寫器等采用控制電源方式，即當有用戶操作時才對關鍵部件進行供電操作；③用磁翻牌表示交費狀況，取代電子顯示方式，也能達到節(jié)能效果。因此，整機功耗很低，經(jīng)計算使用5A的蓄電池可用420天；(3)停車收費表采用自供電方式停車收費表的電源部分包括太陽能電池和可充電的蓄電池。白天(有陽光時)，由太陽能電池對收費表進行供電，同時對蓄電池進行充電。晚上，太陽能電池無電流輸出，轉(zhuǎn)而切換為蓄電池對收費表供電。因此，保證了收費表長年累月不間斷的自供電工作，減少了人工更換電池的維護工作量；另外收費表中有低電壓檢測電路，當蓄電池電壓降低到一定值時，收費表暫停工作，以確保收費表的可靠性；(4)采用磁翻牌標志與液晶顯示屏指示用戶操作液晶顯示用于在收費表操作時提供提示信息，提供良好的用戶人機界面；磁翻牌用于表示車位的收費狀況，可24小時工作，因是機械方式可以降低功耗，顯示清晰；(5)收費表提供了先進的加密措施①采用自行設計的加密DES算法；②在收費表與手持機之間、IC卡與讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信過程中，均要進行相互身份認證(即卡認證讀寫器、讀寫器認證卡的有效性)；③IC卡的密鑰采用離散型，每張卡都有自己的密鑰，所有的密鑰存放于保密數(shù)據(jù)存儲區(qū)，這個存儲區(qū)的數(shù)據(jù)是不可讀出的。32個48bit的密鑰，用所有可能的密鑰去破譯每一個使用密鑰，平均要花費17000年的時間；④卡的數(shù)據(jù)都是加密后存放的；⑤關鍵數(shù)據(jù)傳輸時都進行了加密處理；因此，加強了IC卡和收費表的安全性，數(shù)據(jù)的保密性很高，使得破譯沒有可能；(6)手持機與停車收費表之間采用紅外通信方式手持式編程機可對停車收費表的參數(shù)進行設置，手持式抄表機、巡表機可讀取停車收費表的內(nèi)部數(shù)據(jù)。它們之間的通訊是通過紅外方式進行的。因此手持機與收費表之間是以收發(fā)紅外通訊脈沖波方式聯(lián)系，提高了收費表傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，且操作上也十分方便；(7)停車收費表內(nèi)部具有查詢黑卡的功能設計中可以從IC卡的供應商處購買IC卡，且買下連續(xù)的一大段或幾大段序列號。通過三重DES以及密鑰與卡序列號混合，對每張卡產(chǎn)生一個獨自的密鑰，停車收費表可根據(jù)密鑰識別非法黑卡，拒絕使用。因此，可以用很小的存貯空間查詢1200萬張停車收費IC卡是否合法；(8)收費表能夠采用“帳號管理”和“電子錢包”的綜合管理方式帳號管理方式是每個IC卡有一個特有的帳號，此卡可通過銀行發(fā)卡，手持機將每天收費表信息送回中心管理處，中心管理處將數(shù)據(jù)信息歸檔并判別出非法IC卡的黑卡名單，再通過手持機將黑卡名單下載給收費表，收費表可拒收黑卡。這種方式安全性高，可與現(xiàn)有的路橋一卡通相結合，并通過銀行發(fā)卡。電子錢包管理方式是每個IC卡內(nèi)存有一定數(shù)量的金額，相當于電子貨幣，停車收費表根據(jù)停車時間自動從IC卡上扣除停車費。
下面對說明書附圖進一步說明如下圖1是路邊停車收費表的外形結構示意圖主視圖；圖2是其背視圖；圖3是路邊停車收費表工作原理及電路框圖；圖4是路邊停車收費表電路原理圖；圖5是圖4中的厚膜模塊電路原理圖；圖4及圖5中各同一編號的相應點相連結；圖6是磁翻牌結構主視示意圖；圖7是磁翻牌結構右視示意圖；圖8是路邊停車收費表控制程序流程框圖。
本實用新型的實施方式可為如下(1)按圖1～圖2所示及上面說明書所述相互位置及連接關系，路邊收費表表殼體及表腿4可用鋁合金壓鑄而成，表殼體的正面上部可裝磁翻牌9及液晶顯示屏而作為表頭1，表頭上部和門蓋2可用透明防彈玻璃注塑形成，表殼體背面表頭部可裝大面積太陽能電池板11，下部安裝電路板集裝合12和蓄電池13作為表身3；(2)按圖3所示，并按上面說明所述，可把微處理器IC1、時鐘電路IC2、譯碼電路IC3、IC卡讀寫器IC7、數(shù)據(jù)存貯器IC9～IC12以及接口擴展及驅(qū)動器IC3～IC6、IC14、IC15制成厚膜模塊。其中IC1可選用MCS51；IC2可選串行時鐘芯片8583；IC3可選74HC138驅(qū)動器；IC4～IC5可選74ALS244驅(qū)動器；IC6可選8155端口擴展器；IC7可選MIF200讀寫器集成件；IC8可選74ALS373地址鎖存器；IC9～IC12可選電可擦存貯器AT28CO40；IC13可選74F139譯碼器，IC14～IC15可選74AL244驅(qū)動器；IC16可選74HCOO與非門；(3)按圖2所示繪制印刷電路板、并篩選元器件進行安裝連接，其中U2可選74HC14非門；晶振XTAL2可選11.0592MC晶振；U3可選用74HC393計數(shù)器；U4可選用74HC08雙與門；U7可選用74HC02與非門；U8可選用74HC74 D觸發(fā)器；U8A、U8E、U8F可選74HC14非門；G1可選用9012三極管；G2可選用9013三極管；G3可選用9120三極管；G4～G9可選用120三極管；(4)安裝調(diào)試好電路板后，按上面說明書所述的本路邊停車收費表的結構相互位置及連接關系進行安裝連接，再按上面說明書所述的控制程序及圖6所示的程序流程框圖進行編制軟件程序進行控制，便能較好地實施本實用新型。
權利要求1.一種路邊停車收費表，其特征在于它由表頭(1)、門蓋(2)、表身(3)、表腿(4)、按鍵(5)、操作方法牌及IC卡感應區(qū)(6)、門鎖(7)、液晶顯示屏(8)、磁翻牌(9)、紅外通訊窗(10)、太陽能電池板(11)、電路板集裝盒(12)、蓄電池(13)共同連接構成，其相互位置及連接關系為表頭(1)位于表的上半部，液晶顯示屏(8)及磁翻牌(9)裝于表頭(1)殼體內(nèi)，表身(3)位于表的下半部，電路板集裝盒(12)及蓄電池(13)裝于表身(3)殼體內(nèi)，門蓋(2)與表身(3)正面殼體為可翻轉(zhuǎn)密配套接，銨鍵(5)裝于門蓋(2)下部兩邊，操作方法牌(6)位于門蓋(2)的中部并是非接觸式IC卡感應區(qū)，門鎖(7)位于門蓋(2)的上部，表腿(4)與表身(3)殼體固定連接，太陽能電池板(11)裝于表頭(1)背面殼體；其電路由紅外通訊電路、時鐘電路、電源監(jiān)控電路、按鈕、微處理器、譯碼電路、IC卡讀寫器、非接觸式IC卡、液晶顯示器、磁翻牌驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)存貯器共同電氣連接構成，其相互連接關系為紅外通訊電路分別通過紅外通訊信號線、收發(fā)紅外通訊脈沖波分別與微處理器、手持機相電氣連接及連通，微處理器分別通過時鐘電路信號輸出線、電源監(jiān)控電路信號線、按鈕信號輸出線分別與時鐘電路、電源監(jiān)控電路、按鈕相電氣連接，電源監(jiān)控電路分別通過時鐘電路信號輸出線、太陽能電池電源線、可充電蓄電池電源線、按鈕信號輸出線分別與時鐘電路、太陽能電池、可充電蓄電池、按鈕相電氣連接，譯碼電路分別通過譯碼信號線、液晶顯示信號線、磁翻牌驅(qū)動信號線、數(shù)據(jù)存貯信號線分別與微處理器、液晶顯示器、磁翻牌驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)存貯器相電氣連接，IC卡讀寫器分別通過IC卡讀寫信號線及天線收發(fā)無線電電磁波信號分別與譯碼電路及非接觸式IC卡相電氣連接及連通。
2.按權利要求1所述的一種路邊停車收費表，其特征在于所述的電路把多種功能模塊集成在一個厚膜模塊中；厚膜模塊包括微處理器(CPU)IC1、時鐘電路IC2、譯碼電路IC3和與非門IC16，IC卡讀寫器、數(shù)據(jù)存貯器IC9～IC12及接口擴展器IC6與驅(qū)動器IC3～IC5、IC14、IC15；IC卡讀寫器由讀寫器集成件IC7、電感L1～L3、電容C6～C10、電阻R2共同連接構成；紅外通訊電路由非門U2、計數(shù)器U3、U4、D觸發(fā)器U8B共同連接構成；頻率信號發(fā)生器由非門U8A、U8E、U8F、電阻R14、R15、電容C10、晶振XTAL2共同電氣連接構成；電源監(jiān)控電路由晶體三極管G1～G3、非門U7、電阻R1～R7、二極管D1～D7、電解電容E1～E3共同電氣連接構成；磁翻牌驅(qū)動電路由晶體三極管G4～G9、電阻R8～R13、二極管D9～D4共同電氣連接構成；液晶顯示器由液晶驅(qū)動接口CN4與編程接口CN5共同連接構成。
3.按權利要求1所述的路邊停車收費表，其特征在于所述的磁翻牌由字體翻轉(zhuǎn)輪(14)、電磁鐵(15)、翻牌支托架(16)、十字盤頭螺栓(17)、墊圈(18)共同連接構成，其相互連接關系為電磁鐵(15)固定在翻牌支托架(16)上，電磁鐵(15)二端各有一塊二邊成135°角的軟鐵片，電磁鐵線圈中間穿以鐵芯，其二端分別與二塊鐵片鉚接，字體翻轉(zhuǎn)輪(14)為圓筒形結構，其中間用十字架支撐，十字支撐架的中間有一鐵氧體永磁鐵，其正中穿過圓軸，整個字體翻轉(zhuǎn)輪(14)可以該軸為中心旋轉(zhuǎn)。
專利摘要本實用新型是路邊停車收費表,它由表頭、門蓋、表身、表腿、按鍵、門鎖、顯示屏、磁翻牌、紅外通訊窗、太陽能電池及蓄電池、電路板集裝盒連接構成,其位置及連接關系:顯示牌及磁翻轉(zhuǎn)牌裝表頭殼體內(nèi),電路板盒及蓄電池裝于表身殼體,門蓋裝于表身正面殼體,門鎖裝于門蓋上部,按鍵裝于門蓋下部,表腿與表身殼體固接,太陽能電池裝于表頭殼體背面。本收費表可靠性高、安全保密性好、功能齊備、實用性強、綜合性能高、低功耗、自供電、收費方便快捷。
文檔編號G07F17/00GK2395344SQ9924056
公開日2000年9月6日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權日1999年10月22日
發(fā)明者徐亞國, 王曉東, 謝巍, 陳金城, 龍錫洋 申請人:廣州市交通管理科學研究所, 廣州市公共安全科學技術研究所, 廣州神通電信技術發(fā)展有限公司