專利名稱：碰觸式泊車計費裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及街邊停車場計時計費設備，尤其涉及全密封碰觸式電子泊車計費裝置。
目前國內外安裝在城市街道上的電子泊車計費裝置(咪表)都是使用插入式的IC卡(含集成電路的硬片)，使用IC卡的泊車收費咪表，其不足之處在于1、由于插卡槽的存在使咪表的整體結構成為非封閉式，而咪表長期暴露街頭，日曬、雨淋、灰塵、潮濕空氣、噪聲、振動等不良因素可直接危害咪表內部各部件，導致咪表性能不穩定或故障增加；另外，非封閉結構也使咪表的抗破壞性變弱，個別喜歡惡作劇的人很容易對插卡槽進行封堵或加塞異物，使咪表不能正常工作。
2、IC卡一般都采用塑料封裝，使用時容易出現磨損、劃傷、變形甚至折斷等現象，影響數據讀寫和IC卡使用壽命。
3、收費管理上只有單一的一次性預購時間的方式，即使用者將IC卡插入后，咪表立即從卡上扣除一個基本時間段的金額，同時顯示這一時間，如果不將卡拔出，則每過幾秒鐘，顯示屏上的時間就會按基本泊車時間段的整數倍往上遞增，當達到使用者需要購買的時間時，使用者迅速將卡拔出。這樣的操作程序十分繁瑣，且經常造成兩種不正常的結果一方面，如果使用者要延長泊車，他必須在辦事中途回到泊車位重新劃卡交費，否則會因超時泊車受到管理部門的處罰；另一方面，如果使用者需要提前離開，則多交的錢就白白損失了。由于多數情況下不能準確地預計泊車時間，這種收費管理方式使持卡人常常感到為難和不便。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種操作簡單、抗干擾能力強且可靠耐用，管理手段更豐富的泊車計費裝置。
本實用新型的目的可以通過采用以下技術方案來達到設計一種碰觸式泊車計費裝置，包括本體、存儲鈕扣和支撐柱；本體固定在支撐柱上，其正面的指示燈、顯示屏和數據讀寫頭與本體內部的印刷電路板電連接；其特征在于A．印刷電路板包括符合單線通訊協議的微處理器、存儲器、實時時間/日歷發生器以及貯存于微處理器或存儲器內的管理程序P，微處理器、存儲器和實時時間/日歷發生器三者之間為多線雙向連接；數據讀寫頭的數據電極和接地電極是印刷電路板讀入數據信號的兩個觸點，其間有絕緣物隔離兩者并完成密封；B．存儲鈕扣的集成電路芯片符合單線通訊協議，芯片的兩個數據觸點引接到殼體和內罩，絕緣層將兩者隔離和實施密封；C．所述存儲鈕扣只在需要時才碰觸讀寫頭，此時存儲鈕扣的殼體和內罩分別同讀寫頭的接地電極和數據電極瞬間碰觸完成數據交換。
由于數據讀寫裝置采用獨特的數據傳輸方式，符合單線通訊協議，其數據觸點只有兩個，因而讀寫裝置和存儲鈕扣可以用全金屬密閉封裝，因而對水、磁、靜電等干擾有很強的屏蔽效果；另外，固化在存儲器或微處理器內的程序P除保留現有的一次性預購時間方式外，還增加了兩次劃卡的計費辦法，當存儲鈕扣第一次碰觸計費裝置的數據讀寫頭時，計費裝置從存儲鈕扣的金額中扣除一個基本量儲存在存儲器中充作押金，如果存儲鈕扣中的金額不足一個基本量，則將存儲鈕扣中的金額全部扣完；當離開時存儲鈕扣第二次碰觸計費裝置的數據讀寫頭時，計費裝置根據兩次碰觸的時間間隔計算收費額，將收費額從押金中扣除，并將余額寫回存儲鈕扣中。
附圖的圖面說明如下
圖1是本實用新型泊車計費裝置的外貌示意圖；圖2是本體1內部印刷電路板15的最佳實施例電路原理方框圖；圖3是圖1、圖2中存儲鈕扣2的結構示意圖4是圖2中數據讀寫頭13實施例一的結構示意圖；圖5是所存儲述鈕扣2的原理方框圖(5-1)及其電路模型(5-2)；圖6是本實用新型泊車計費裝置程序P的工作流程圖；圖7是本體1內部印刷電路板15另一實施例電路原理方框圖；圖8是數據讀寫頭13實施例二的主視圖(左)和左視圖(右)；圖9是數據讀寫頭13實施例三的主視圖(左)和左視圖(右)。
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步的詳細說明。
如圖1所示，本實用新型的碰觸式泊車計費裝置，包括本體1、存儲鈕扣2和支撐柱3，本體1固定在支撐柱3上，本體1的正面安裝有指示燈11、顯示屏12和數據讀寫頭13，分別與本體1內部的印刷電路板15有電連接。
圖2是圖1中本體1內部印刷電路板15的最佳實施例的電路原理方框圖，印刷電路板15包括符合單線通訊協議的微處理器151、存儲器152和實時時間/日歷發生器153；所述存儲器152是非揮發性讀/寫存儲器(NVRAM)，管理程序P固化在其中，地址總線155和數據總線156將其雙向連接至微處理器151和實時時間/日歷發生器153的各對應插腳，微處理器151的多線輸出口接顯示屏12,PL1輸出口接指示燈11。
印刷電路板15還有其他的實施方式，如圖7所示。印刷電路板15包括符合單線通訊協議的微處理器151’、存儲器152’和實時時間/日歷發生器153’；所述存儲器152’是電可擦除的可編程序只讀存儲器(EEPROM)，管理程序P固化在微處理器151’中，微處理器151’與實時時間/日歷發生器153’之間通過地址總線155和數據總線156雙向連接，微處理器151’與存儲器152’之間通過時鐘線和數據線雙向連接。
本實用新型泊車計費裝置的工作原理如下微處理器151把程序P調入并運行，當使用者用存儲鈕扣2碰觸數據讀寫頭13時，微處理器151通過單線通訊協議對存儲鈕扣2中的數據進行讀寫；在數據處理過程中，微處理器151會將一些數據送到存儲器152中儲存起來并從存儲器152中提取一些數據作為后續處理的依據。最后，微處理器151將處理結果送至顯示屏12，指示燈11則給出該計費裝置是否被占用的狀態信息。
數據讀寫頭13是一個由金屬和絕緣材料制成的形狀象下凹淺盤的封閉結構，盤中中央向上凸的金屬體是數據電極131，外圍的環形金屬體與本體1的外殼緊密相連構成接地電極132，數據電極131和外殼電極132是印刷電路板15讀入數據信號的兩個觸點，其間有絕緣物133，如絕緣塑料把數據電極131和接地電極132隔離開并使數據讀寫頭13成密封狀態(圖4)。這種封閉結構對讀寫頭13有很好的保護作用，能有效地防止日曬、雨淋、灰塵、潮濕空氣、噪聲、振動等有害因素對讀寫裝置的影響，使計費裝置更可靠、更耐用。
圖3是所述存儲鈕扣2的結構示意圖。存儲鈕扣2的集成電路芯片24符合單線通訊協議，芯片24的兩個數據觸點引接到殼體21和內罩22，絕緣層23將兩者隔離和實現密封。存儲鈕扣2的集成電路芯片24是美國Dallas半導體公司的產品Touch Memory iButton。存儲鈕扣2也叫TM卡，TM卡是成熟現有技術。圖5-1是它的原理方框圖，圖5-2是它的電路模型圖。存儲鈕扣2用全金屬封裝，其外形為帶把手的鈕扣狀，其殼體21和內罩22為不銹鋼，這種全金屬密閉封裝對水、磁、靜電等干擾具有很強的屏蔽效果，同時能有效防止磨損、變形、彎折等。
存儲鈕扣2只在需要時才碰觸讀寫頭13，此時存儲鈕扣2的殼體21和內罩22分別同讀寫頭13的接地電極132和數據電極131瞬間碰觸。為方便存儲鈕扣2與數據讀寫頭13相應的數據觸點發生碰觸，讀寫頭13的數據電極131頂面低于接地電極132的環形周邊134，存儲鈕扣2的殼體21的外緣直徑Db大于讀寫頭13正面接地電極132的底面內直徑d1，但小于其口部的內直徑d2(對比圖3和圖4)。
數據讀寫頭13也可以被制作成如圖8的環形斜面(實施例二)，數據電極131在斜面中央，接地電極132在斜面頂端的壁上；存儲鈕扣2順著斜面壓入時，殼體21和內罩22與讀寫頭13相應的兩個電極碰觸。
數據讀寫頭13的數據電極131和接地電極132還可以被做成相距d，長度為L，高度分別為h1、h2的下、上兩根金屬條，其中距離d＞Db/2，長度L＞d,h2＞h1＞0.2厘米(圖9的實施例三)。當存儲鈕扣2放在下面的金屬條往上頂時，殼體21和內罩22與讀寫頭13相應的兩個電極碰觸。
本實用新型泊車計費裝置本體1的外表形狀是上部為圓盤狀，下部為長方體。為了美化環境，本體1還可以被做成如熊貓或米老鼠的動物類寵物外形，或蔬菜、水果外形。
系統管理軟件P中兩次劃卡計費方式的工作流程圖如圖6所示。在車位空閑時，計費裝置一直在等待使用者碰觸存儲鈕扣2(步驟39)，同時狀態指示燈11熄滅，提示車位可以泊車。當有人碰觸存儲鈕扣2時，計費裝置首先判斷其合法性，這是通過在步驟40中驗證存儲鈕扣2中的密碼來實現的。密碼是泊車管理部門事先儲存于存儲鈕扣2中的識別碼，如果密碼不對，說明此存儲鈕扣2不合法，計費裝置將拒絕其泊車。
密碼驗證通過后，計費裝置進行步驟41判別存儲鈕扣2的種類。除了普通的泊車存儲鈕扣2外，還有幾種類型的存儲鈕扣用于系統管理。這幾種存儲鈕扣分別是編程存儲鈕扣，執行步驟30，用于對計費的基本時間單位、每時間單位的計費金額等計費參數進行設置；數據存儲鈕扣，執行步驟31，用于提取一段時間內計費裝置的收費記錄以便泊車管理部門制作統計報表；清除存儲鈕扣，執行步驟32，用于清除計費裝置的參數和數據，使計費裝置復位。
驗證密碼后如果系統確認是泊車存儲鈕扣2，則計費裝置執行步驟42，檢查存儲鈕扣2上的金額是否為零，如果為零，則計費裝置將拒絕泊車；如果不為零，則執行步驟43存儲存儲鈕扣2的金額和編號，并從存儲鈕扣2中扣除一個基本量的金額，如果鈕扣2中的金額不足一個基本量，則全部扣完，然后執行步驟44打開指示燈11，提示該車位已被合法占用，同時顯示屏12顯示該存儲鈕扣2的金額及允許停留的最長時間。
使用者碰觸存儲鈕扣2以后，計費裝置不一定要立即計費，一般允許有一個延遲時段(步驟45、46)，在該時段計費裝置并不計費。延遲時段的長短由泊車管理部門通過編程存儲鈕扣設置。如果該時段設為零，則使用者的存儲鈕扣2一碰觸計費裝置便立即計時收費。
計費采用先扣款后計時的方式，即先扣除一個基本計費時段的金額(步驟47)然后開始計時(步驟48、49)，計滿一個基本計費時段后，又立即扣除下一個時段的金額，到余額為零時，使用者還剩下一個基本計費時段，這個時段計滿(步驟50)，使用者就被認為是超時泊車了。
這時如果使用者尚未離開，本產品還允許他有一段額外的緩沖時段(步驟51、52)，在該時段內駕車離開還不算犯規。但超過緩沖時段還未離開就算違規了，計費裝置的狀態指示燈將熄滅，并通知管理人員前來處理。緩沖時段的長短可由泊車管理部門通過編程存儲鈕扣進行設置。如果該時段設為零，則在合法計費時段一結束，計費裝置的狀態指示燈11便會熄滅，表示已經出現非法泊車。
在延遲時段、計費時段或是緩沖時段(步驟45、48、51)，如果有人碰觸存儲鈕扣2，系統都會進入步驟53，計費裝置先檢查存儲鈕扣中的密碼，然后讀入存儲鈕扣2的編號(步驟54)，并與第一次碰觸時存儲鈕扣2的編號相比較(步驟55)如果不同，說明是另外的存儲鈕扣，計費裝置不進行另外的數據操作，只將當時使用者剩余的金額和停車時間顯示出來(步驟56)，然后程序退回到碰觸以前的地方繼續運行；如果存儲鈕扣2的編號相同，說明是使用者準備離開的第二次碰觸，計費裝置將扣除泊車費后的余額寫回存儲鈕扣2之中(步驟57)，熄滅指示燈11(步驟58)，并將本次收費情況進行記錄(步驟59)，然后退回至步驟38等待下一位使用者碰觸存儲鈕扣2泊車。
本實用新型碰觸式泊車計費裝置所用元器件的型號、參數如下存儲鈕扣2的芯片美國Dallas半導體公司的Tonch MemoryiButton；存儲器152: HM628128；微處理器151DS5001FP；時間/日歷發生器153: DS12835；存儲器152’: AT24C16；微處理器151’: PIC17C42；時間/日歷發生器153’: OKI5832。
本實用新型碰觸式泊車計費裝置最適合作為城市街道露天的泊車收費咪表，也可以作為停車場、俱樂部等娛樂場所的自動計費裝置。
與現有的插卡泊車咪表相比，本實用新型裝置具有下列的有益效果1、其數據讀寫裝置符合單線通訊協議的要求，數據觸點只有兩個，因而本實用新型碰觸式泊車計費裝置的數據讀寫頭13和存儲鈕扣2可用全金屬密閉封裝，對水、磁、靜電、振動、灰塵等外界干擾有很強的防護作用，可靠耐用。
2、具有更豐富的收費管理系統，可實現精確地按使用時間收費。
權利要求1.一種碰觸式泊車計費裝置，包括本體(1)、存儲鈕扣(2)和支撐柱(3)，本體(1)固定在支撐柱(3)上，其正面的指示燈(11)、顯示屏(12)和數據讀寫頭(13)與本體(1)內部的印刷電路板(15)電連接；其特征在于A．印刷電路板(15)包括符合單線通訊協議的微處理器(151)、存儲器(152)、實時時間/日歷發生器(153)以及貯存于微處理器(151)或存儲器(152)內的管理程序P，微處理器(151)、存儲器(152)和實時時間/日歷發生器(153)三者之間為多線雙向連接；數據讀寫頭(13)的數據電極(131)和接地電極(132)是印刷電路板(15)讀入數據信號的兩個觸點，其間有絕緣物(133)隔離兩者并完成密封；B．存儲鈕扣(2)的集成電路芯片(24)符合單線通訊協議，芯片(24)的兩個數據觸點引接到殼體(21)和內罩(22)，絕緣層(23)將兩者隔離和實施密封；C．所述存儲鈕扣(2)只在需要時才碰觸讀寫頭(13)，此時鈕扣(2)的殼體(21)和內罩(22)分別同讀寫頭(13)的接地電極(132)和數據電極(131)瞬間碰觸完成數據交換。
2.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述存儲器(152)是非揮發性讀/寫存儲器(NVRAM)，管理程序P固化在其中，地址總線(155)和數據總線(156)將其雙向連接至微處理器(151)和實時時間/日歷發生器(153)的各對應插腳。
3.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述存儲器(152’)是電可擦除的可編程序只讀存儲器(EEPROM)，管理程序P固化在微處理器(151’)中，微處理器(151’)與實時時間/日歷發生器(153’)之間通過地址總線(155)和數據總線(156)雙向連接，微處理器(151’)與存儲器(152’)之間通過時鐘線和數據線雙向連接。
4.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述存儲鈕扣(2)的集成電路芯片(24)包括多工器(241)和存儲器(242)。
5.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述讀寫頭(13)是一個由金屬和絕緣材料制成的形狀象下凹淺盤的封閉結構，盤中中央向上凸的金屬體是數據電極(131)，外圍的環形金屬體與本體(1)的外殼緊密相連構成接地電極(132)；數據電極(131)的頂面低于接地電極(132)的環形周邊(134)；存儲鈕扣(2)殼體(21)的外緣直徑Db大于讀寫頭(13)正面接地電極(132)的底面內直徑d1，但小于其口部的內直徑d2。
6.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述讀寫頭(13)有環形斜面，數據電極(131)在斜面中央，接地電極(132)在斜面頂端的壁上；存儲鈕扣(2)順著斜面壓入時，殼體(21)和內罩(22)與讀寫頭(13)相應的兩個電極碰觸。
7.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述讀寫頭(13)的兩個電極(132)和(131)是相距d，長度為L，高度分別為h2、h1的上、下兩根金屬條，其中距離d＞Db/2，長度L＞d,h2＞h1＞0.2厘米；當存儲鈕扣(2)放在下面的金屬條往上頂時，殼體(21)和內罩(22)與讀寫頭(13)相應的兩個電極碰觸。
8.根據權利要求1所述的碰觸式泊車計費裝置，其特征在于所述本體(1)的外表形狀是上部為圓盤狀，下部為長方體；或動物類寵物外形；或蔬菜、水果外形。
專利摘要本實用新型公開了一種碰觸式泊車計費裝置,它包括本體1和存儲鈕扣2,本體1包括指示燈11、顯示屏12、數據讀寫頭13和印刷電路板15,該電路板包括微處理器151、存儲器152和實時時間/日歷發生器153;本實用新型的數據讀寫裝置符合單線通訊協議,數據觸點只有兩個,因而數據讀寫頭13和存儲鈕扣2可用全金屬密閉封裝,對水、磁、靜電、振動、灰塵等外界干擾有很強的防護作用,可靠耐用,非常適合作為城市街道露天的泊車收費咪表。
文檔編號G07F17/00GK2322188SQ98203728
公開日1999年6月2日 申請日期1998年4月27日 優先權日1998年4月27日
發明者林輝, 湯維雄, 何前, R·達爾杰克, A·達爾杰克 申請人:深圳市安得電子系統工程有限公司, 加拿大安得泊車技術有限公司