近年来，随着高速公路的建设和对收费管理、交通控制、安全管理的要求日益提高，高速公路自动发卡机在越来越多的公路站点被采用；但是自动发卡机都存在许多故障，至今还未在全国范围普及使用。本论文在研制多功能自动发卡机的基础上，对其进行测试、分析及改进，为了最终研发出功能强大而故障率低的多功能自动发卡机。高速公路发卡机的主要性能取决于发卡机头的稳定性及功能，在研究发卡机头机理的基础上，首先，论述当前国内外自动发卡机技术的现状；其次，针对多功能自动发卡机的设计要求研究出一套设计方案并进行结构验证与结构分析；再次，针对设计方案，运用利用虚拟技术软件SolidWorks建立了发卡机的三维模型，并针对各模块的功能需要进行了软硬件的设计，再进行了样机及电路板进行试制与测试；最后,通过不断地进行功能测试、分析及不断改进，完成了初步样机，之后通过参数的测试及分析，以及故障率的两大关键参数卡卡率及叠卡率的重点分析，找到了基本解决相应问题并验证通过的办法，最终做出了满意的多功能自动发卡机。论文对多功能自动发卡机的结构和控制系统进行了详细阐述与分析并且通过对测试结果的不断验证、测试与分析，对其进行了改进和优化。基本达到了多功能自动发卡机的技术要求，为进一步优化其功能及稳定性提供了理论依据。