多卡箱式收发卡设备在高速公路的应用

聂红全

【摘要】近几年来高速公路行业中系统中开始大批量使用RFID卡作为通行卡进行收费运营，尤其是广东高速公路系统进行全省联网收费，RFID卡的应用又上了一个新的台阶，但随之而来的便是薄卡改厚卡后装卡量急剧下降的问题，多卡箱式收发卡设备的应用完美地解决了装卡量少的问题。

【关键词】多卡箱式收发卡；圆周均布式；直线排列式

一、研发背景

近几年来随着各省市高速公路系统开始实施区域联网收费，路径标识卡（简称厚卡）开始批量应用。相比于之前已经广泛应用的非接触式IC卡（简称薄卡，卡片厚度小于1mm），路径标识卡内含电池等电气元件（厚度一般在5mm左右），厚度增加了5倍以上，系统中原有适用于薄卡的收发卡设备已不能满足要求。薄卡的收发卡设备一般安装4套收发卡单元，每套收发卡单元安装1套储卡箱，每套储卡箱可存储400～500张薄卡。批量使用厚卡后，如果只对原有设备进行简单改造继续使用，则原来能储存1600～2000张薄卡的收发卡设备，只能存储300～500张厚卡，对于日益繁忙的高速公路系统，远远不能满足需求。

为满足此项要求，必须开发出大储卡量的厚卡收发卡设备。单个储卡箱如果太大，安装运输都会产生一系列的问题，所以厚卡储卡箱的尺寸应与原有薄卡儲卡箱的尺寸相近，每个厚卡储卡箱的卡片容量应在60～80张。综合以上因素，如果每套厚卡收发单元能安装多个储卡箱（4～6个），则厚卡容量为240～480张，整台收发卡设备的厚卡容量可达960～1920张，可满足高速公路系统的要求。

二、结构分析

每套薄卡收发卡单元中，由于只针对一套储卡箱进行收发卡操作，所以一般只需安装一组收发卡机构，结构相对简单。但在厚卡收发卡单元中，由于安装了多个储卡箱，所以除了安装一套收发卡机构外，还需设计一套储卡箱运动机构与收发卡机构相互配合，使收发卡机构能够对每套储卡箱都进行收发卡操作。

下面具体分析一下多卡箱式收发卡设备的结构组成。

（一）圆周均布式结构

收发卡单元设计为圆周旋转式结构，多个储卡箱圆周均布在旋转中心的周围，除了收发卡运动机构外，每套收发卡单元中，另外设计一套储卡箱旋转运动机构。运行时，收发卡运动机构只针对当前位置的储卡箱进行收发卡操作。需要转换储卡箱时，通过旋转机构的转动，把另一个储卡箱移动到收发卡运动机构的对应位置，开始进行收发卡操作。

结构示意图如图1。

储卡箱旋转运动机构，可用各种电机进行驱动，可为直流电机、交流电机、步进电机等，旋转运动必须定位精确，保证每个储卡箱都能精确停滞在收发卡运动机构的操作位置。

（二）直线排列式结构

多个储卡箱直线排列在一起，除收发卡运动机构外每套收发卡单元中另外设计一套直线平移机构，直线平移机构对收发卡运动机构式储卡箱进行直线运动操作。

1.收发卡运动机构平移的直线排列式结构

把收发卡运动机构安装在平移机构上，储卡箱不动，当收发卡运动机构对一个储卡箱执行完收发卡操作后，平移机构带动收发卡运动机构直线移动到另一个储卡箱位置继续进行操作。如图2。

2.储卡箱平移的直线排列式结构

收发卡运动机构固定在一个位置，储卡箱可直线平移，当收发卡运动机构对一个储卡箱执行完收发卡操作后，平移机构带动另一个储卡箱直线移动到收发卡位置，收发卡机构继续对新的储卡箱进行操作。如图3。

以上两种平移机构可用各种电机驱动，如直流电机、交流电机、步进电机等，平移机构必须直线运动精确定位，确保每个储卡箱都能精确与收发卡运动机构相互配合执行操作。

三、结语

随着我国高速公路建设规模的不断扩大，无人值守全自动发卡机的运营优势日渐明显，已成为高速公路收费站入口车道的一种标配设备。多卡箱式收发卡设备其储卡量大、运营安全、操作维护方便等性能特点得到了用户的充分认可。符合我国大力发展智慧交通、智慧城市、智慧中国的需求，尤其是在路径标识卡广泛应用的现在多卡箱式收发卡设备完美解决了储卡量的问题，减少了人工干预次数，给使用者带来极大的便利。

参考文献

[1]旋转伸出式无人值守自动发卡机专利[P].中国专利：CN102201066A，2013-01-09.