引言：本文主要介紹了研祥軌道交通AFC設(shè)備終端ERC-1005在自動(dòng)售票機(jī)上的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　一.系統(tǒng)概述

　　AFC系統(tǒng)的全稱是Automatic Fare Collection System，是基于計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　二.系統(tǒng)要求

　　要求AFC系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備長時(shí)間不間斷運(yùn)行、數(shù)據(jù)錄入的安全性，以及寬溫、潮濕、多粉塵、振動(dòng)等環(huán)境對(duì)可靠性提出了更高的要求，此外還有靜電和電磁信號(hào)干擾等問題。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，研祥量身打造ERC-1005軌道交通AFC行業(yè)專用整機(jī)。

　　研祥軌道交通AFC設(shè)備終端ERC-1005是一款面向軌道交通AFC系統(tǒng)終端設(shè)備主控單元的嵌入式整機(jī)，系統(tǒng)架構(gòu)采用模塊板+背板設(shè)計(jì)方案，各模塊之間連接采用歐式插針連接，保證高可靠性的運(yùn)行環(huán)境;無風(fēng)扇低功耗設(shè)計(jì)，機(jī)殼采用鈑金件+鋁合金結(jié)構(gòu)，外形尺寸小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，充分考慮散熱和接口功能的擴(kuò)展性;具有優(yōu)良的密封防塵、散熱與抗振性能，是一款A(yù)FC系統(tǒng)終端應(yīng)用領(lǐng)域革命性的產(chǎn)品。

　　三.系統(tǒng)描述

　　城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了層次劃分，共分為車票、車站終端設(shè)備、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、清分系統(tǒng)五個(gè)層次。

　　層次結(jié)構(gòu)是按照全封閉的運(yùn)行方式，以計(jì)程收費(fèi)模式為基礎(chǔ)，采用非接觸式IC卡為車票介質(zhì)的組成原則，根據(jù)各層次設(shè)備和子系統(tǒng)各自的功能、管理職能和所處的位置進(jìn)行劃分的。目前確定的五層結(jié)構(gòu)型式，是根據(jù)我國國情和城市發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮了軌道交通建設(shè)的特點(diǎn)(如線路多而復(fù)雜、建設(shè)周期長、多個(gè)業(yè)主單位等情況)而設(shè)置的，具有一定的可伸縮性。

　　基于Intel ATOM N455 +ICH8M芯片組(兼容ATOM D525 CPU)，板載2G DDR3 內(nèi)存;整體方案采用Intel Luna-Pier N455 CPU 板卡、COM/GPIO板卡連接背板來實(shí)現(xiàn)，Intel Luna-Pier N455 CPU 板卡、COM/GPIO板卡通過歐式插針實(shí)現(xiàn)可抽拉功能，且CPU板卡設(shè)計(jì)可以滿足全密封散熱的抽拉結(jié)構(gòu);COM/GPIO模塊多可擴(kuò)展8個(gè)串口(3個(gè)串口支持隔離)，設(shè)備可連接周邊串口裝置，如：TVM機(jī)的讀卡器、觸摸屏、紙幣機(jī)、找零機(jī)等;支持32路的開關(guān)量輸入/輸出(16路隔離數(shù)字輸入/輸出;16路非隔離數(shù)字輸入/輸出)以連接周邊傳感器和狀態(tài)量檢測，如紅外感應(yīng)器、閘機(jī)狀態(tài);支持3個(gè)顯示，在人工半自動(dòng)售票廳中可同時(shí)處理票務(wù)異常、票卡充值等多顯示客戶服務(wù);電源采用單獨(dú)的電源模塊方便升級(jí)更換，系統(tǒng)支持DC12-24V直接供電。

　　四.系統(tǒng)框圖

        ERC-1005在自動(dòng)售票機(jī)(TVM)上的應(yīng)用

　　自動(dòng)售票機(jī)(TVM)用于乘客自助式購買單程票和為儲(chǔ)值票充值，能接受指定的紙幣、硬幣或混合幣，具有自動(dòng)找贖功能。根據(jù)乘客投入的鈔票以及相關(guān)的行程操作，將車票輸出給乘客。

　　閘機(jī)(AGM)分為單向閘機(jī)和雙向閘機(jī)，可對(duì)各類車票進(jìn)行讀寫操作和合法性確認(rèn)。入站時(shí)在車票上寫入入站信息，出站時(shí)回收車票或扣除車費(fèi)、顯示余額。

　　五.產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格

        主要功能介紹

　　微處理器 ：板載Intel? Atom? N455 CPU，1.66GHZ，DMI2.5GT/S，512KB。

　　芯片組 ：Intel? ICH8M。

　　內(nèi)存 ：板載DDR3 800MHZ 2GB內(nèi)存。

　　網(wǎng)絡(luò)功能 ：提供2個(gè)10/100/1000Mbps網(wǎng)絡(luò)接口，LAN1支持網(wǎng)絡(luò)喚醒功能。

　　顯示功能 ：支持2VGA+LVDS顯示，VGA1模擬輸出支持最高分辨率為1400×1050 ，VGA2和LVDS支持最大分辨率為1366×768，LVDS數(shù)字視頻輸出采用DVI-I(24+4)連接器。

　　音頻功能 ：采用HD標(biāo)準(zhǔn)，支持MIC-IN/LINE-OUT。

　　Watchdog功能：支持 255級(jí)，可編程按分或秒; 支持看門狗超時(shí)中斷或復(fù)位系統(tǒng)。

　　I/O 接口

　　4個(gè)USB接口;

　　10個(gè)串口，其中COM1，COM2，COM3為隔離串口，COM2，10支持RS-232/RS-422/RS-485切換，COM9支持Modem喚醒。

　　1個(gè)并口;

　　2個(gè)16路 GPIO口，其中:;GPIO1為數(shù)字GPIO，GPIO2為隔離GPIO。

　　2個(gè)VGA顯示接口;

　　1個(gè)LVDS接口(DB24+4);

　　1個(gè)AUDIO接口(1個(gè)MIC-IN，1個(gè)LINE-OUT);

　　1個(gè)CF卡槽;

　　2個(gè)10/100/1000Mbps網(wǎng)絡(luò)接口;

　　1個(gè)PS/2鍵盤/鼠標(biāo)接口。

　　其他特性

　　電源模塊：DC12V～DC24V輸入，輸出DC12V，支持S0，S1，S5。

　　硬件監(jiān)測：System Temperature、CPU Temperature、Vcore、V12.0、V3.3、V5.0、VBAT、故障診斷數(shù)碼管顯示代碼功能。

　　功 耗

　　典型功耗：15.6W(待機(jī)狀態(tài))

　　最大功耗：16.7W(運(yùn)行3D 100%)

　　械尺寸、重量與環(huán)境

　　外形尺寸：212.6 mm(D)×259.6mm(W)×117.8mm(H)

　　凈重：4.1Kg;

　　工作環(huán)境：度：-20℃～60℃;

　　貯存環(huán)境： -40℃～80℃;

　　濕熱交變： 溫度：-40℃～60℃; 濕度：RH=85%～90%,48H。

　　磁兼容性

　　GB 9254-2008 輻射騷擾(A)級(jí);

　　GB 9254-2008傳導(dǎo)騷擾(A)級(jí);

　　GB/T 17626.2.2006 靜電放電( 2)級(jí);

　　GB/T 17626.4-2006 脈沖群抗擾度(2)級(jí);

　　GB/T 17626.5-2008 浪涌(沖擊)抗擾度(2)級(jí);

　　GB/T 17626.6-2008 傳導(dǎo)抗擾度(2)級(jí)。

　　GB/T 17626.11-2008電壓暫降、電壓短時(shí)中斷.

　　可靠性

　　平均無故障工作時(shí)間：MTBF≥1000000h;

　　平均維修時(shí)間：MTTR≤15分鐘。

　　安全性

　　滿足GB4943-2001的基本要求。

　　機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性

　　抗振動(dòng)：5-17Hzs周期/1.0mm振幅;17-200Hz/1.0g加速度;

　　抗沖擊：加速度(10g)持續(xù)時(shí)間(11ms);

　　六.產(chǎn)品特性

        全密封抽拉模塊散熱設(shè)計(jì)：CPU板卡散熱通過箱體底部散熱且該模塊支持抽拉功能，板卡模塊與箱體底部通過角度鋁塊實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，達(dá)到散熱效果。

　　高可靠性：系統(tǒng)方案采用內(nèi)部模塊化設(shè)計(jì)，板卡模塊之間采用針孔連接器連接，所有輸出端口直接板載板卡上，拆裝方便，連接可靠，可維護(hù)性高，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。

　　BIOS冗余功能：通過硬件、BIOS實(shí)現(xiàn)BIOS冗余功能，快捷實(shí)現(xiàn)BIOS備份及刷新功能。

　　數(shù)字隔離技術(shù)：支持16路隔離數(shù)字輸出，輸出電壓：5~40V，隔離電壓：2,500Vdc;支持16路路隔離數(shù)字輸入，輸入電壓：5~24V，隔離電壓：2,500Vdc，電氣特性：無極性光耦輸入。

　　寬電壓直流輸入：支持DC12-24V直接供電，適合現(xiàn)場不同電壓的變化波動(dòng)。

　　活動(dòng)安裝支架：支持活動(dòng)可翻轉(zhuǎn)90°的活動(dòng)支架，方便使用者進(jìn)行維護(hù)。

　　七.技術(shù)特點(diǎn)

        系統(tǒng)架構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)有背板模塊、Intel Luna-Pier N455 CPU板卡模塊、通訊模塊組成，每個(gè)模塊獨(dú)立裝配，采用歐式插針連接，保證性能互相兼容又保證每個(gè)模塊的獨(dú)立性，方便拆裝維護(hù)。

　　楔形可插拔式導(dǎo)熱設(shè)計(jì)(申請(qǐng)國家設(shè)計(jì)發(fā)明專利)

　　密閉工業(yè)計(jì)算機(jī)是利用機(jī)箱外殼散熱的，其主板上的熱是通過導(dǎo)熱板(熱傳導(dǎo)率比較高的金屬，鋁或銅)傳導(dǎo)至機(jī)箱外殼的。主板，導(dǎo)熱板，機(jī)箱外殼三者是用螺絲緊固連接在一起的，每個(gè)接觸面之間填充了導(dǎo)熱介質(zhì)(導(dǎo)熱膏或?qū)釅|)，保證了三者之間的導(dǎo)熱連接。這樣，如果要從機(jī)箱內(nèi)將主板拆卸下來是極不方便的，要先拆下機(jī)箱的散熱外殼，再從主板上拆下導(dǎo)熱板(為了加固，導(dǎo)熱板是透過主板上的安裝孔鎖在機(jī)箱底部的)，最后才能從機(jī)箱內(nèi)拆下主板。拆卸過程中要擰很多螺絲，拆卸下來的零部件瑣碎零散，過程也很復(fù)雜，很浪費(fèi)時(shí)間，將主板裝回去的過程同樣存在這樣的弊端，不利于終端客戶的維修，也不利于終端客戶在使用過程中對(duì)主板的升級(jí)互換。

　　目前諸多行業(yè)的客戶對(duì)工業(yè)計(jì)算機(jī)均提出了如維修過程中拆卸簡單快捷，節(jié)省時(shí)間，核心部件便于升級(jí)互換等要求?；贏FC系統(tǒng)對(duì)工業(yè)計(jì)算機(jī)這方面的要求和期望才有了本專利的產(chǎn)生，設(shè)計(jì)一種“楔形可插拔式導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)”，可以實(shí)現(xiàn)主板模塊從機(jī)箱內(nèi)部非?？旖莸乇怀槌觯匦虏迦霗C(jī)箱后也不會(huì)影響主板與機(jī)箱外殼之間的導(dǎo)熱連接。

　　壁掛式旋轉(zhuǎn)支架設(shè)計(jì)(申請(qǐng)國家設(shè)計(jì)發(fā)明專利)

　　因使用空間狹小維護(hù)極為不方便。為解決此問題，本發(fā)明將壁掛式支架設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)式支架，在日常維護(hù)時(shí)，只需擰開支架固定螺絲，將整機(jī)旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行維護(hù)，該壁掛式旋轉(zhuǎn)支架極大的方便了整機(jī)日常維護(hù)，提高了維護(hù)效率，且轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)同時(shí)作用的壁掛式旋轉(zhuǎn)支架結(jié)構(gòu)，節(jié)省了旋轉(zhuǎn)的空間，非常適應(yīng)于狹小空間。

（轉(zhuǎn)載）