無線交通流檢測器的製造方法
2023-09-22 07:42:15 1
無線交通流檢測器的製造方法
【專利摘要】一種無線交通流檢測器，採用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端採樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經過放大器放大、模數轉換傳送給CPU，CPU通過計算、學習、趨近、漂移處理方法準確判斷出車輛在其之上的運行狀態，通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備。再通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備。本無線交通流檢測完整簡潔，體積小、功耗低、通訊距離遠、算法優、維護量小、低成本。運用地磁棒感應的車輛檢測技術，檢測信號通過無線通訊方式發射出去，從而實現無線檢測車輛。安裝方便，無需關閉車道或大面積破壞路面，內置電池供電，使用壽命長。
【專利說明】無線交通流檢測器
【技術領域】
[0001]本發明屬於計算機電子信息、自動控制、智能交通(ITS)領域，特別涉及一種無線交通流檢測器。
【背景技術】
[0002]現行的車輛檢測器種類有很多，包括磁感應檢測器，波頻車輛檢測器，視頻檢測器
坐寸O
[0003]地埋線圈式磁感應檢測器:環形線圈檢測器是傳統的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設備。車輛通過埋設在路面下的環形線圈引起線圈磁場的變化，檢測器據此計算出車輛的流量、速度、時間佔有率和長度等交通參數，並上傳給中央控制系統，以滿足交通控制系統的需要。此種方法技術成熟，易於掌握，並有成本較低的優點。這種方法也有以下缺點:1、線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道，這樣交通會暫時受到阻礙。2、切割路面面積比較大，埋置線圈的切縫軟化了路面，路面被雨水浸泡後容易出現路面下陷，使路基遭到破壞，容易造成整個路面的下陷。3、感應線圈易受冰凍、路基下沉、鹽鹼等自然環境的影響，容易損壞，使用壽命短。4、感應線圈由於自身的測量原理所限制，當車流擁堵，車間距小於3m的時候，其檢測精度大幅度降低，甚至無法檢測。
[0004]波頻車輛檢測器:波頻車輛檢測器(多為懸掛式檢測系統)是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發射電磁波產生感應的檢測器，這裡主要介紹微波檢測器(RTMS)，它是一種價格低、性能優越的交通檢測器，可廣泛應用於城市道路和高速公路的交通信息檢測。RTMS的工作方式是:採用側掛式，在扇形區域內發射連續的低功率調製微波，並在路面上留下一條長長的投影。RTMS以2米為一「層」，將投影分割為32層。用戶可將檢測區域定義為一層或多層。RTMS根據被檢測目標返回的回波，測算出目標的交通信息，每隔一段時間通過RS-232向控制中心發送。它的車速檢測原理是:根據特定區域的所有車型假定一個固定的車長，通過感應投影區域內的車輛的進入與離開經歷的時間來計算車速。一臺RTMS側掛可同時檢測8個車道的車流量、道路佔有率和車速。RTMS的測量方式在車型單一，車流穩定，車速分布均勻的道路上準確度較高，但是在車流擁堵以及大型車較多、車型分布不均勻的路段，由於遮擋，測量精度會受到比較大的影響。另外，微波檢測器要求離最近車道有3m的空間，如要檢測8車道，離最近車道也需要7-9m的距離而且安裝高度達到要求。因此，在橋梁、立交、高架路的安裝會受到限制，安裝困難，價格也比較昂貴。
[0005]視頻檢測器:是通過視頻攝像機作傳感器，在視頻範圍內設置虛擬線圈，即檢測區，車輛進入檢測區時使背景灰度值發生變化，從而得知車輛的存在，並以此檢測車輛的流量和速度。檢測器可安裝在車道的上方和側面，與傳統的交通信息採集技術相比，交通視頻檢測技術可提供現場的視頻圖像，可根據需要移動檢測線圈，有著直觀可靠，但安裝調試麻煩，造價比較高，容易受惡劣天氣、燈光、陰影等環境因素的影響，汽車的動態陰影也會帶來幹擾，特別是晚上誤報率比較高。
[0006]無線交通流檢測器:運用地磁棒感應的車輛檢測技術，檢測信號通過無線通訊方式發射出去，從而實現無線檢測車輛。安裝方便，無需關閉車道或大面積破壞路面，內置電池供電，使用壽命長(5年左右)。缺點，車輛停留在檢測器之上時，可能會產生對地磁場擾動平衡，因而產生一次誤判，此問題可以調整檢測器安裝位置來規避。
【發明內容】
[0007]本發明所解決的技術問題是:提供一種無線交通流檢測器。「無線交通流檢測器」是廣泛應用在城市交通流管理系統的一種新型產品，其主要原理是涉及一種地磁變化傳感器，能夠採集交通車輛的車速、車流量、車頭時距、佔有時間等參數(交通流)的交通流檢測器。它包括磁場傳感器、信號放大器、基於zigbee協議的無線收發器、一次鋰電、單片機、夕卜殼。所述的磁場傳感器是利用「地磁場高斯理論」研製的；所述的信號放大器是將檢測到的地磁微弱變化放大數倍；所述的無線收發器是一種基於zigbee協議的短距離低功耗的數傳模塊，採用頻段2.4G，可兼容802.15.4協議；所述的一次鋰電是不能充電的功率型鋰電，其容量根據檢測器用途決定；所述的單片機是核心數據處理單元，它負責對採樣數據的加工運算，組織數據收發；外殼採用PA66，為聚己二醯己二胺，工業簡稱PA66，常製成圓柱狀粒料，作塑料用的聚醯胺分子量一般為1.5萬?2萬，各種聚醯胺的共同特點是耐燃，抗張強度高(達104千帕)，耐磨，電絕緣性好；外殼設計成上下兩部分，上部稱其為蓋，下部稱其為底，是螺紋擰一起的圓柱形體，蓋的外邊沿下方有凸起部分，底的外邊沿有凹陷部分，在凹陷槽中放置矽膠密封圈(防水)，底的內邊沿設計支架用於固定電路板和電池。
[0008]磁場變化傳感器是利用「地磁場高斯理論」研製的，即地球上每一個地理坐標點，在一段時間內磁場強度是恆定的，當車輛或其它鐵磁物質運動經過或停止在這個點時，對這個點的磁場強度產生一個連續的擾動，單片機通過對磁傳感器採樣數據進行分析，判定檢測器之上是否「存在」車輛，並將判定結果通過無線發射器傳輸給現場中心。
[0009]>體積小，安裝方便簡單，無需破路申請；
[0010]>超低功耗，可連續工作5年；
[0011]>通訊距離遠，可以達到距離路口或路段採集中心設備300米；
[0012]>無論車輛高速行駛，還是緩行甚至靜止不動，都能檢測到；抗幹擾能力強、適應能力強，不受環境影響；
[0013]> 一般在無修路情況下，無需維護；
[0014]>由於持續使用時間比較長，使得年平均成本很低。
[0015]>工業級設計。工作溫度範圍-40?85攝氏度。
[0016]本發明的技術方案是:
[0017]一種無線交通流檢測器，其特徵在於:採用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端採樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經過放大器放大、模數轉換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學習、趨近、漂移處理方法準確判斷出車輛在其之上的運行狀態，通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備，其中所有電路由電池供電。
[0018]電池採用功率型一次性鋰電。
[0019]無線模塊採用zigbee技術，基於IEEE802.15.4標準，工作在2.4GHz的頻段。
[0020]單片機以睡眠和休眠方式達到節能目的，周邊部件和電路採用關斷、睡眠方式節倉泛。
[0021]無線交通流檢測器外殼採用聚己二醯己二胺材料PA66製成。達到耐燃、抗張強度高達104千帕、耐磨、電絕緣設計要求。
[0022]整體形狀是一個圓柱形。
[0023]車輛運行狀態包括車頭時距、佔有時間。
[0024]本發明效果是:
[0025]本無線交通流檢測完整簡潔，體積小、功耗低、通訊距離遠、算法優、維護量小、低成本。運用地磁棒感應的車輛檢測技術，檢測信號通過無線通訊方式發射出去，從而實現無線檢測車輛。安裝方便，無需關閉車道或大面積破壞路面，內置電池供電，使用壽命長(5年左右)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是硬體構成圖。
[0027]圖2是無線交通流檢測器電路圖。
[0028]圖3是檢測器軟體流圖。BI開始，讀取運行參數B4。B2調用檢測模塊(函數)B5。B3如果有車或車離開發射。B4運行參數。B5算法模塊(函數)。
[0029]圖4.1是外形結構圖，上蓋俯視圖。
[0030]圖4.2是外形結構圖，上蓋局部剖視圖。
[0031]圖4.3是外形結構圖，上蓋局部剖視圖。
[0032]圖4.4是外形結構圖，上蓋側視圖。
[0033]圖4.5是外形結構圖，上蓋立體圖圖。
[0034]圖5.1是外形結構圖，下底俯視圖。
[0035]圖5.2.是外形結構圖，下底局部放大圖。
[0036]圖5.3是外形結構圖，下底局部放大圖。
[0037]圖5.4是外形結構圖，下底外套側視圖。
[0038]圖5.5是外形結構圖,下底局部放大圖。
[0039]圖5.6是外形結構圖，下底立體圖圖。
[0040]圖6.1是內部結構件主視圖。
[0041]圖6.2是內部結構件側剖圖。
[0042]圖6.3是內部結構件俯視圖。
[0043]圖6.4是內部結構件局部放大圖。
[0044]圖6.5是內部結構件圖立體圖。
【具體實施方式】
[0045]如圖1、2所示的無線交通流檢測器採用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端採樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經過放大器放大、模數轉換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學習、趨近、漂移處理方法準確判斷出車輛在其之上的運行狀態，通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備。再通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備。其中所有電路由電池供電。[0046]電池採用功率型一次性鋰電。
[0047]車輛運行狀態包括車頭時距、佔有時間。
[0048]無線模塊採用zigbee技術，基於IEEE802.15.4標準，工作在2.4GHz的頻段。
[0049]單片機以睡眠和休眠方式達到節能目的，周邊部件和電路採用關斷、睡眠方式節倉泛。
[0050]無線交通流檢測器外殼採用聚己二醯己二胺材料PA66製成，達到耐燃、抗張強度高達104千帕、耐磨、電絕緣設計要求。整體形狀是一個圓柱形。
[0051]無線交通流檢測器外殼設計:上下兩部分組成，上部稱其為蓋，下部稱其為底，是螺紋擰一起的圓柱形體，蓋的外邊沿下方有凸起部分，底的外邊沿有凹陷部分，在凹陷槽中放置矽膠密封圈(防水)，底的內邊沿設計支架用於固定電路板和電池，底的表面有防滑槽。
[0052]外殼材料選用尼龍66為聚己二醯己二胺，工業簡稱PA66。常製成圓柱狀粒料，作塑料用的聚醯胺分子量一般為1.5萬?2萬。各種聚醯胺的共同特點是耐燃，抗張強度高(達104千帕)，耐磨，電絕緣性好。
[0053]電路板設計:地磁傳感器檢測信號通過放大器放大，送給單片機AD管腳；單片機串口與無線模塊串口連接，採用TTL電平。電池採用3.6V供電。採用滾珠方向開關連接單片機一個管腳，起到激活或進入睡眠作用，運輸時倒置進入睡眠模式，達到省電效果。
[0054]電路板和電池之間用端子連接，方便更換電池。
[0055]蓋和底用特製工具擰緊。
[0056]軟體設計:算法採用學習機制，應對不斷變化的外界環境。串口接收採用緩衝區編程機制，做到接收不丟失數據。
[0057]如圖3是檢測器軟體流圖。BI開始，讀取運行參數B4。B2調用檢測模塊(函數)B5。B3如果有車或車離開發射。B4運行參數。B5算法模塊(函數)。
[0058]無線交通流檢測器通訊協議公開，允許第三方設備無障礙通信。
[0059]應用:一般安裝在車道渠化線的中心線上，用公路打孔機鑽孔安裝檢測器。
【權利要求】
1.一種無線交通流檢測器，其特徵在於:採用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端採樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經過放大器放大、模數轉換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學習、趨近、漂移處理方法準確判斷出車輛在其之上的運行狀態，通過無線模塊以公開通訊協議發送給其它接收處理設備，其中所有電路由電池供電。
2.根據權利要求1所述的一種無線交通流檢測器，其特徵在於:電池採用功率型一次性鋰電。
3.根據權利要求1所述的一種無線交通流檢測器，其特徵在於:無線模塊採用zigbee技術，基於IEEE802.15.4標準，工作在2.4GHz的頻段。
4.一種無線交通流檢測器，其特徵在於:單片機以睡眠和休眠方式達到節能目的，周邊部件和電路採用關斷、睡眠方式節能。
5.一種無線交通流檢測器，其特徵在於:無線交通流檢測器外殼採用聚己二醯己二胺材料PA66製成。
6.一種無線交通流檢測器，其特徵在於:整體形狀是一個圓柱形。
7.一種無線交通流檢測器，其特徵在於:車輛運行狀態包括車頭時距、佔有時間。
【文檔編號】G08G1/042GK103810862SQ201310534580
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】劉春義, 霍金海, 李曉嵐 申請人:北京同濟易德科技發展有限公司