高速公路可变情报板的设计与应用分析

吴文彬

【摘要】随着高速公路信息化建设的发展，可变情报板在高速公路交通诱导系统中使用的越来越多，目前系统稳定可靠，操作界面良好。本文主要分析了高速公路可变情报板的设计和应用。

【关键词】可变情报板；高速公路；應用

1 高速公路可变情报板设计整体设计方案

利用数据传输单元数据转发器实现可变情报板的数据交互，主要是利用数据传输单元的串口转以太网并通过移动通信网络连接到Internet公网的功能，实现远程控制。在整个系统中需要自行设计三个部分：（1）可变情报板端的串口数据转发设备；（2）中心机房端的多串口数据转发设备；（3）服务器端数据转发软件。系统框图如图1 所示。

2 可变情报板端串口数据转发设备设计

2.1实现的功能：

（1）双串口，串口1与可变情报板通信连接，串口0与数据传输单元通信连接。

（2）带EEPROM存储功能，存储设备地址等信息

（3）5V、12V 可控电源输出，给数据传输单元供电，可实现数据传输单元的断电重启

（4）数据转发功能：单片机接收串口0的数据，先解析，如果是设置地址或读取地址，则设置或返回地址信息，其它则去除地址等附加信息传给串口1，发送到可变情报板；

单片机接收串口1 数据加上地址等信息传至串口0，发送给DTU，传回中心；

（5）通过串口0定时查询数据传输单元的状态，故障时断电重启；

（6）地址编码信息应包括：道路编号，桩号信息，上下行等。

2.2电路设计框图

3 中心机房端多串口转发设备

3.1实现的功能：

（1）多串口，串口0 与数据传输单元通信，串口1～16与MOXA16口串口服务器通信；

（2）带EEPROM 存储功能，存储设备地址等信息；

（3）5V、12V可控电源输出，给数据传输单元供电，可实现数据传输单元的断电重启；

（4）数据转发功能：单片机接收串口0的数据，先解析，如果是设置地址或读取地址，则设置或返回地址信息，其他则判断发往哪个串口，去除地址信息及串口信息后传至该串口，发送到PC；单片机接收串口1～16数据加上地址信息及串口信息传至串口0，发送给数据传输单元，传到可变情报板；

（5）通过串口0定时查询数据传输单元的状态，故障时断电重启；

（6）地址编码信息应包括：道路编号，桩号信息，上下行等；

3.2电路设计框图

4 服务器端数据转发软件

4.1实现的功能

（1）所有的DTU 设备都作为TCP Client 存在于系统中，上线即向数据转发服务器建立连接；

（2）在服务器上运行一个后台服务程序， 作为TCPServer， 开放一个端口，例如2929，实施监听网络连接；

（3）当服务器和某个数据传输单元建立连接后，服务器向该数据传输单元设备发送命令，请求ID，并利用返回的设备ID，查询映射关系数据库，进行记录匹配，以后收到的信息通过ID和串口号标识发送到相应的数据传输单元；

（4）服务器上除了数据转发的后台程序，还需要一个客户端程序，用来编辑数据传输单元及串口的映射关系数据库；

3.2软件数据流图

5高速公路可变情报板的应用分析

5.1工程概况

深汕西高速公路可变情报板设备数据原来是采用数据光端机的传输方式，接入管理中心的多串口服务器，中心的管理计算机通过多串口服务器与沿线各处的可变情报板通信。由于通信光缆易遭到破坏，中心与外场情报板的通信时常中断。且对于新增情报板设备，光缆敷设的工作量较大。本工程采用利用无线公网的无线通信技术实现可变情报板的数据传输，既降低了维护工作量，也可以方便的接入新设备。

5.2实施方案

（1）在可变情报板处设置具备标准数据通讯接口（与可变情报板数据接口一致）的无线调制解调器，该调制解调器内建工业级的无线通信（GPRS/CDMA1X）模块和TCP/IP功能，可变情报板可通过该调制解调器利用无线公网（GSM/CDMA）接入公共网络（Internet）；

（2）在管理中心设置具有固定公网IP的服务器（已有），并安装可变情报板数据管理服务器软件，通过指定端口控制可变情报板数据通信的接入；

（3）无线调制解调器上电后自动拨号，与管理中心服务器建立TCP/UDP连接，实现可变情报板与管理中心之间的数据通信；

（4）在管理中心控制台设置可变情报板管理计算机，安装可变情报板管理终端软件。管理计算机通过管理中心网络接入服务器，管理操作人员通过管理计算机提供的管理操作界面（GUI）实现与可变情报板设备的数据交互；

6 结束语

目前移动电话网络覆盖面广，数据传输单元数据转换器技术成熟，所以使用数据传输单元实现远程控制高速公路可变情报板，利用移动电话网络进行数据通信，随时随地可以使用，安装方便，费用低廉，利于推广。