基于嵌入式vzworks操作系统的etc车道控制系统开发报告

《基于嵌入式vzworks操作系统的etc车道控制系统开发报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于嵌入式VxWorks操作系统的ETC车道控制系统开发报告梁舜宋向辉李磊国家智能交通系统工程技术研究中心摘要：本文简要介绍了一种基于VxWorks嵌入式操作系统的ETC车道控制系统；包括系统开发的目标、系统所采用关键技术、系统的功能等。经过实际的测试表明，该系统能够圆满的达到各项指标，已经可以投入到实际的工程应用中。关键词：VxWorksETC车道控制系统一、引言电子不停车收费系统的引入给高速公路收费系统提出了更高的技术要求。车辆通行时间的缩短，在提高收费车道的通行能力同时，也要求车道控制系统应当具备更强的处理能力和更高的准确性；电子收费车道

2、的无人值守，在节约了人力成本的同时，对整个系统的稳定性、可靠性也提出了更高的要求。传统人工收费车道控制系统大都构建在Windows系列桌面操作系统之上，其固有的实时性、可靠性、稳定性已经不能够满足电子收费车道控制系统苛刻的要求。因此有必要将广泛应用于工业控制领域的实时、嵌入式VxWorks系统引入到电子收费车道控制系统中来。二、系统的目标ETC车道系统是ETC系统的前端设备，负责生成和收集ETC收费原始数据信息并发送给收费站管理系统；控制ETC车道设备，指挥车辆通过ETC车道；以及监控ETC车道设备的工作。综上所述，本次开发的ETC车道系统应实

3、现几个方面的目标：1．与ETC车道上行驶的车辆通讯系统能够可靠的、准确的与通过ETC车道并持有有效的电子标签的车辆进行通信，读写车辆身份及相关的收费信息。在通讯时，不能因为停顿、慢速、高速等其他的一些干扰因素影响通过系统的准确性和可靠性。2．收费处理根据车辆识别系统采集的资料和费率表，后台计算收费金额，并记录和存储相关信息。2004年全国高速公路联网收费技术研讨会论文集3。交通指挥依据车辆识别系统采集的资料和黑名单、灰名单、无效的电子标签名单进行判断，控制车道设备(自动栏杆、车道开／关信号灯、交通灯、示警灯和报警器等)进行相应的交通指挥操作。4

4、．车道设备监控检测车道设备工作状况并实时上传；根据站级下达的指令控制车道设备(自动栏杆、车道开／关信号灯、交通灯、示警灯和报警器等)工作。5．与收费站管理系统进行通讯接受站级下达指令、费率表、黑名单、灰名单、无效的电子标签名单；实时上传收费记录信息、车道设备状况和警报信息。三、关键技术分析t在本次ETC车道控制系统的开发中，系统目标主要是要开发出实时可靠，能够全天候、24小时稳定运行的无人值守的车道控制系统，即要求系统具有极高的实时性、稳定性和可靠性。为了满足上述的要求，在本次开发的过程中，项目组结合国内外已有的各种系统的经验，采用如下文所述的

5、各种技术来满足系统的要求。1。系统的实时性要求实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。从操作系统能否满足实时性要求来区分，可把操作系统分成分时操作系统和实时操作系统。分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。这样的系统无法实时响应外部异步事件。实时操作系统能够在限定的时间内执行完所规定的功能，并能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。分时系统主要应用于科学计算和一般实时性要

6、求不高的场合。实时性系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。电子不停车收费车道控制系统通常要求在微波天线通信区域内(长度约4米)完成主要的业务流程，在车辆以20Km／H或80Km／H的时速通过时，时间片段分别为O．72秒及0．18秒。由于必须在很短的时间内完成处理，决定了在ETC车道控制系统中必须采用实时操作系统。2．为何采用嵌入式的VxWorks车道系统在ETC车道控制系统中必须采用实时操作系统，但一个实时操作系统内核需满足许多特定的实时环境所提出的基本要求，这些要求包括：多任务：由于车道控制系统中事件的异步

7、性，能够运行许多并发进程或任务是很重要的。多任务提供了一个较好的匹配，因为它允许对应于许多外部事件的多线程执行。系统内核分2742004年全国高速公路联网收费技术研讨会论文集配CPU给这些任务来获得并发性。抢占调度：事件具有继承的优先级，在分配CPU的时候要注意到这些优先级。基于优先级的抢占调度，任务都被指定了优先级，在能够执行的任务(没有被挂起或正在等待资源)中，优先级最高的任务被分配CPU资源。换句话说，当一个高优先级的任务变为可执行态，它会立即抢占当前正在运行的较低优先级的任务。任务间的通讯与同步：在一个实时系统中，可能有许多任务作为一个

8、应用的一部分执行。系统必须提供这些任务间的快速且功能强大的通信机制。内核也要提供为了有效地共享不可抢占的资源或临界区所需的同步机制。任务与中断之间的通