高速公路可變情報板的設(shè)計與應(yīng)用分析

吳文彬

【摘要】隨著高速公路信息化建設(shè)的發(fā)展，可變情報板在高速公路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中使用的越來越多，目前系統(tǒng)穩(wěn)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(shè)計和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】可變情報板；高速公路；應(yīng)用

1 高速公路可變情報板設(shè)計整體設(shè)計方案

利用數(shù)據(jù)傳輸單元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器實現(xiàn)可變情報板的數(shù)據(jù)交互，主要是利用數(shù)據(jù)傳輸單元的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)連接到Internet公網(wǎng)的功能，實現(xiàn)遠程控制。在整個系統(tǒng)中需要自行設(shè)計三個部分：（1）可變情報板端的串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備；（2）中心機房端的多串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備；（3）服務(wù)器端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件。系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

2 可變情報板端串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備設(shè)計

2.1實現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸單元通信連接。

（2）帶EEPROM存儲功能，存儲設(shè)備地址等信息

（3）5V、12V 可控電源輸出，給數(shù)據(jù)傳輸單元供電，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元的斷電重啟

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能：單片機接收串口0的數(shù)據(jù)，先解析，如果是設(shè)置地址或讀取地址，則設(shè)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(fā)送到可變情報板；

單片機接收串口1 數(shù)據(jù)加上地址等信息傳至串口0，發(fā)送給DTU，傳回中心；

（5）通過串口0定時查詢數(shù)據(jù)傳輸單元的狀態(tài)，故障時斷電重啟；

（6）地址編碼信息應(yīng)包括：道路編號，樁號信息，上下行等。

2.2電路設(shè)計框圖

3 中心機房端多串口轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備

3.1實現(xiàn)的功能：

（1）多串口，串口0 與數(shù)據(jù)傳輸單元通信，串口1～16與MOXA16口串口服務(wù)器通信；

（2）帶EEPROM 存儲功能，存儲設(shè)備地址等信息；

（3）5V、12V可控電源輸出，給數(shù)據(jù)傳輸單元供電，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元的斷電重啟；

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能：單片機接收串口0的數(shù)據(jù)，先解析，如果是設(shè)置地址或讀取地址，則設(shè)置或返回地址信息，其他則判斷發(fā)往哪個串口，去除地址信息及串口信息后傳至該串口，發(fā)送到PC；單片機接收串口1～16數(shù)據(jù)加上地址信息及串口信息傳至串口0，發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元，傳到可變情報板；

（5）通過串口0定時查詢數(shù)據(jù)傳輸單元的狀態(tài)，故障時斷電重啟；

（6）地址編碼信息應(yīng)包括：道路編號，樁號信息，上下行等；

3.2電路設(shè)計框圖

4 服務(wù)器端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件

4.1實現(xiàn)的功能

（1）所有的DTU 設(shè)備都作為TCP Client 存在于系統(tǒng)中，上線即向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器建立連接；

（2）在服務(wù)器上運行一個后臺服務(wù)程序， 作為TCPServer， 開放一個端口，例如2929，實施監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)連接；

（3）當服務(wù)器和某個數(shù)據(jù)傳輸單元建立連接后，服務(wù)器向該數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)備發(fā)送命令，請求ID，并利用返回的設(shè)備ID，查詢映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫，進行記錄匹配，以后收到的信息通過ID和串口號標識發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸單元；

（4）服務(wù)器上除了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的后臺程序，還需要一個客戶端程序，用來編輯數(shù)據(jù)傳輸單元及串口的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫；

3.2軟件數(shù)據(jù)流圖

5高速公路可變情報板的應(yīng)用分析

5.1工程概況

深汕西高速公路可變情報板設(shè)備數(shù)據(jù)原來是采用數(shù)據(jù)光端機的傳輸方式，接入管理中心的多串口服務(wù)器，中心的管理計算機通過多串口服務(wù)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(shè)備，光纜敷設(shè)的工作量較大。本工程采用利用無線公網(wǎng)的無線通信技術(shù)實現(xiàn)可變情報板的數(shù)據(jù)傳輸，既降低了維護工作量，也可以方便的接入新設(shè)備。

5.2實施方案

（1）在可變情報板處設(shè)置具備標準數(shù)據(jù)通訊接口（與可變情報板數(shù)據(jù)接口一致）的無線調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器內(nèi)建工業(yè)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(diào)制解調(diào)器利用無線公網(wǎng)（GSM/CDMA）接入公共網(wǎng)絡(luò)（Internet）；

（2）在管理中心設(shè)置具有固定公網(wǎng)IP的服務(wù)器（已有），并安裝可變情報板數(shù)據(jù)管理服務(wù)器軟件，通過指定端口控制可變情報板數(shù)據(jù)通信的接入；

（3）無線調(diào)制解調(diào)器上電后自動撥號，與管理中心服務(wù)器建立TCP/UDP連接，實現(xiàn)可變情報板與管理中心之間的數(shù)據(jù)通信；

（4）在管理中心控制臺設(shè)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(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)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(xiàn)與可變情報板設(shè)備的數(shù)據(jù)交互；

6 結(jié)束語

目前移動電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，數(shù)據(jù)傳輸單元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)成熟，所以使用數(shù)據(jù)傳輸單元實現(xiàn)遠程控制高速公路可變情報板，利用移動電話網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信，隨時隨地可以使用，安裝方便，費用低廉，利于推廣。