專利名稱：地埋式多功能車輛探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探測裝置，特別是涉及一種地埋式多功能車輛探測器，該裝置可用于城市或公路交通指揮管理系統(tǒng)及車輛靜態(tài)管理系統(tǒng)，可對車輛通行、車速、車輛長度、車流量、占道、堵車、?？繒r間等車輛動態(tài)或靜態(tài)信息的探測，適用于紅綠燈控制系統(tǒng)、電子警察照相系統(tǒng)、車輛收費(fèi)站系統(tǒng)、車輛門禁系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)及路網(wǎng)交通的監(jiān)控管理系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車越來越近地走近人們的生活，城市交通和公路交通擁堵現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是大中型城市的交通狀況已是政府、民眾關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一，使得大量的人力、物力、資金投入到道路改造和道路建設(shè)方面，即便如此，也跟不上交通壓力的高速增長，這種情況非常普遍，特別是經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)，交通擁堵現(xiàn)象越嚴(yán)重；有些地區(qū)，由于資金不足、道路改造和道路建設(shè)客觀上也有難度，面對交通壓力的不利局面將會較長時期的存在；另一方面，道路資源沒有充分利用和挖潛，造成道路資源浪費(fèi)也相當(dāng)嚴(yán)重，讓人倍感痛惜。因此，怎樣充分利用和挖潛道路資源，低成本地、有效地改善和提高道路的使用率、車輛流量和車輛速度，是值得考慮和追求的目標(biāo)，解決這一問題需要建立完善的、高效的和低成本的交通信息系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)，而車輛和車流量探測器是其中的重要一環(huán)。
目前，有關(guān)車輛的探測器大多采用無源紅外線來探測車輛信號并進(jìn)行放大后傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]部門，如專利西門子公司的申請?zhí)枮?8802297.4的《車輛探測裝置》等；還有一些是以大型感應(yīng)線圈為探測裝置，車輛經(jīng)過大型感應(yīng)線圈時，車輛駛經(jīng)或停靠大型感應(yīng)線圈之上，使得其線圈的電感量發(fā)生變化，致使由該線圈與其它電路一起構(gòu)成的探測電路輸出的電信號也隨著發(fā)生變化，形成車輛探測信號，一般為頻率信號，送處理機(jī)處理，得到車流量等交通信息，這些探測裝置存在著對車輛探測方式單一，探測信息不全面，體積大、安裝不方便、安裝時對路面破壞嚴(yán)重、由于路面的龜裂易被損壞等缺點(diǎn)。另外，美國生產(chǎn)一種利用車輛磁映像(VMI)技術(shù)測量車流量的永久型無線車輛記錄器，但這種探測裝置對探測車輛的行駛速度，以及在對車速較慢的、或停靠在其安裝位置處的、或停靠在其安裝位置附近的車輛進(jìn)行探測時，具有功能或性能方面的局限性和不足，不能完全滿足城市交通路口、停車場和路網(wǎng)交通狀況的監(jiān)控、管理、指揮系統(tǒng)對車輛探測裝置的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有多種探測方式、探測的車輛信息更全面的車輛探測裝置，以解決現(xiàn)有車輛探測裝置的不足。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種地埋式多功能車輛探測器，它由用于探測車輛地磁映像信號的地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器與用于探測車輛位移信號的超聲波多普勒效應(yīng)探測器或探測車輛靜電感應(yīng)信號的靜電感應(yīng)探測器構(gòu)成的探測單元、用于完成對探測單元的相應(yīng)信號輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、信號采集、邏輯分析或?qū)π盘柕姆怠㈩l率、寬度、信號包絡(luò)增幅速率和時域特性進(jìn)行分析判斷以及對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成，電源為各單元電路供電，每個探測器的輸出端分別接駁信號處理/傳輸單元的相應(yīng)輸入端，信號處理/邏輯處理單元的輸出端與信號變換/傳輸接口單元的輸入端相連接。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器由可探測變化磁場感生電壓的感應(yīng)線圈和線圈感生電壓信號檢測/處理電路構(gòu)成或者由可探測弱磁場/地磁場強(qiáng)度的霍爾器件/組件和霍爾信號檢測/處理電路構(gòu)成。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，超聲波多普勒效應(yīng)探測器由超聲波多普勒天線和超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路構(gòu)成，車輛靜電感應(yīng)探測器由車輛感應(yīng)極片/感應(yīng)天線和靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路構(gòu)成。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，探測單元中設(shè)有一溫度傳感電路，其輸出端與信號處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端連接。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號處理/邏輯處理單元可接駁另外的具有獨(dú)立殼體的子探測單元，該子探測單元包括車輛地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器、超聲波多普勒效應(yīng)傳感器和靜電感應(yīng)探測器中的至少一種探測器，其輸出端與信號處理/邏輯處理單元中的相應(yīng)輸入端連接。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號變換/傳輸接口單元設(shè)置有用于探測信號輸出的高低電平/脈沖輸出電路裝置、音頻信號輸出電路裝置、電子開關(guān)通/斷輸出電路裝置、集電極輸出電路裝置、光電隔離傳輸電路裝置、標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)串/并行通訊接口/總線傳輸電路裝置、無線電通訊信號傳輸電路裝置及光纖通訊信號傳輸?shù)碾娐费b置中的至少一種輸出/傳輸電路裝置。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元設(shè)置成滿足不同需要的模塊，或者利用大規(guī)模專用的或通用的模擬/數(shù)字集成電路/模塊或微處理單片計(jì)算機(jī)/DPS微處理器為核心電路并設(shè)置相應(yīng)的外圍器件，把車輛探測器中各單元的相應(yīng)電路的功能進(jìn)行有機(jī)地綜合設(shè)制成半一體化或一體化集成電路模塊。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，超聲波多普勒天線為微波環(huán)形天線，超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路由微波多普勒效應(yīng)傳感模塊RD627/9481和其相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成、由微波檢測集成模塊TX982和其外圍器件構(gòu)成或者由射頻位移傳感器模塊D-777構(gòu)成，或者由與RD627、RD9481、TX982或D-777的功能相近的集成模塊和其相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成，或者以多普勒自激/自差振蕩器為核心電路構(gòu)成。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路由以場效應(yīng)管為核心電路構(gòu)成或者由感應(yīng)傳感集成電路和其外圍器件構(gòu)成，或者以靜電感應(yīng)控制振蕩器為核心電路構(gòu)成。
上述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，電源為具有穩(wěn)壓電路的有線供電電源、蓄電池電源或太陽能電池組電源，感應(yīng)線圈可根據(jù)需要設(shè)置或不設(shè)置骨架或磁芯，超聲波多普勒天線可根據(jù)需要設(shè)置或不設(shè)置定向罩，車輛感應(yīng)極片/感應(yīng)天線為圓片形、方片形、拋物面形或開口桶/管狀形，殼體為可拆裝的獨(dú)立式或車輛探測器組件整體塑封成形式。
本實(shí)用新型的地埋式多功能車輛探測器的工作原理及特點(diǎn)闡述如下車輛地磁映像傳感器的工作原理由于每臺車輛從探測器處駛經(jīng)時，車輛會使該探測器處的地球磁場強(qiáng)度發(fā)生變化，地磁探測器件為地磁感應(yīng)線圈時，變化的地球磁場使地磁感應(yīng)線圈兩端的感應(yīng)電動勢也發(fā)生相應(yīng)的變化，既車輛地磁映像信號；或者地磁探測器件為地球磁場強(qiáng)度傳感器件時，也得到反映車輛在探測器處的地球磁場強(qiáng)度發(fā)生變化的車輛地磁映像信號，通過對該車輛地磁映像信號的檢測和處理，可達(dá)到探測車輛經(jīng)過、靠近或駛離信號的目的。車輛地磁映像探測具有對移動的車輛探測唯一性好，探測信號信息全、性能可靠，受環(huán)境因素影響很小，幾乎不用維護(hù)；但是，車輛地磁映像探測器在對靜止或移動速度非常慢的車輛進(jìn)行探測時，探測性能不理想。
車輛超聲波多普勒效應(yīng)探測器的工作原理它是根據(jù)物體位移超聲波(包括微波)多普勒效應(yīng)探測原理而設(shè)計(jì)的。當(dāng)其天線有效監(jiān)測范圍內(nèi)有車輛駛近時，天線接收到車輛反射回來的超聲波，經(jīng)超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路處理后，輸出一個幅值與距離相關(guān)的、頻率與車輛駛近速度相關(guān)的多普勒信號，駛近距離由遠(yuǎn)至近，幅值由小變大、頻率與駛近速度成正比；當(dāng)車輛覆蓋著駛經(jīng)或?？坑谔綔y器天線位置時，相當(dāng)于車輛與探測器天線之間沒有位移，此時超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路沒有多普勒信號輸出；當(dāng)車輛駛離時，天線接收到車輛反射回來的超聲波，經(jīng)超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路處理后，輸出一個幅值與駛離距離相關(guān)的、頻率與車輛駛離速度相關(guān)的多普勒信號，駛離距離由近至遠(yuǎn)，幅值由大變小、頻率與駛離速度成正比；根據(jù)這一多普勒信號的時域幅頻特性可探知車輛在探測器有效監(jiān)測范圍內(nèi)是否有車輛駛經(jīng)或?？?，近一步分析還可得出車速、停車時間及勻速駛經(jīng)的車輛長度等信息。
車輛靜電感應(yīng)探測器的工作原理它是根據(jù)車輛本體及車輛上的人和物帶有靜電的客觀存在，應(yīng)用靜電感應(yīng)來探測車輛信號的原理而設(shè)計(jì)。
車輛超聲波多普勒效應(yīng)探測器和車輛靜電感應(yīng)探測器可全面探測到車輛駛經(jīng)、停靠及駛離過程中的車輛信號特征，且探測靈敏度高。但是它們的探測唯一性不好，非車輛目標(biāo)(如物體、人、動物等)均會對車輛它們的探測結(jié)果造成誤報(bào)，環(huán)境條件(如雨水)對探測精度有一定的影響，而且在兩車道以上的應(yīng)用場合，對分辨是否屬于自己車道上的車輛的能力較弱。
本實(shí)用新型的地埋式多功能車輛探測器，充分利用車輛地磁映像探測、車輛超聲波多普勒效應(yīng)探測器和車輛靜電感應(yīng)探測器相應(yīng)優(yōu)點(diǎn)，通過對各探測信號進(jìn)行相應(yīng)的放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、信號采集或邏輯分析等手段，或?qū)π盘柕姆?、頻率、寬度、信號包絡(luò)增幅速率和時域幅頻特性進(jìn)行處理、綜合分析，達(dá)到兩探測器取長補(bǔ)短，提高了車輛探測器的可靠性，增加了車輛探測器的信息量，可容易的得到闖線、車流量、道路占用率、車速、車輛長度、停車時間等信息。因此可更好地滿足不同的應(yīng)用場合和領(lǐng)域、不同的技術(shù)要求、不同的探測目的的需要。它體積小、模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高，安裝靈活、方便、快捷，可采用全密封型外殼，對安裝環(huán)境條件要求低、免維護(hù)，特別適合室外和野外使用，惡劣的氣象環(huán)境如下雨、刮風(fēng)、沙塵暴、溫度變化對其使用效果沒有影響。安裝時，可在車道上鉆孔埋設(shè)于道路路面，基本上不損壞路面，不占用道路路面以上的空間；當(dāng)然，也可安裝在道路路面以上、不影響車輛通過且不超過探測距離的空間位置。本實(shí)用新型可用于交通動態(tài)和靜態(tài)指揮、管理信息系統(tǒng)，適用于對車輛的車速、車輛長度、車流量、車輛停留和占道時間、道路占用率和路面溫度的探測，還可應(yīng)用于安全監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的軸向剖視圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路舉例1電原理圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路舉例2電原理圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的軸向剖視圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路原理圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3的軸向剖視圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例3的電路原理圖。
圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例4的軸向剖視圖。
圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例4的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例的探測器由車輛地磁映像感應(yīng)線圈(1)、地磁映像感應(yīng)線圈骨架(3)、地磁映像感應(yīng)線圈磁芯(2)、地磁映像感應(yīng)線圈引出線(6)、微波多普勒環(huán)形天線(4)、微波多普勒環(huán)形天線引出線(7)、電路模塊線路板(9)、電源線和信號輸出電纜(17)和整體塑封式塑料殼(15)組成。殼體中部設(shè)置車輛地磁映像感應(yīng)線圈(1)，線圈(1)密繞在“工”字形骨架(3)上，骨架(3)中設(shè)有“棒狀”磁芯(2)，微波多普勒環(huán)形天線(4)為橢圓形，豎直設(shè)置，殼體下部設(shè)置電路模塊線路板(9)，地磁映像感應(yīng)線圈(1)和微波多普勒環(huán)形天線(4)分別由其相應(yīng)的引出線(6、7)與電路模塊線路板(9)相連接，電源線及信號輸出電纜(17)通過塑料殼體(15)與電路模塊線路板(9)相連接，信號變換/傳輸接口單元為電源線及信號輸出電纜(17)。電路模塊線路板(9)包括線圈感生電壓信號檢測/處理電路、超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路、信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元和電源。
如圖2所示，為本實(shí)施例的電路例1電原理圖，電源由穩(wěn)壓電路U1、①和②構(gòu)成，U1為78LXX三端穩(wěn)壓器；車輛地磁映像信號探測器由地磁映像感應(yīng)線圈L1與線圈感生電壓信號檢測/處理電路構(gòu)成，由C1——C5、R1——R6、WD1、Q1和Q2組成濾波、兩級放大的線圈感生電壓信號檢測/處理電路；超聲波多普勒效應(yīng)探測器由微波多普勒環(huán)形天線W與多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路構(gòu)成，由C6——C8、R7——R9、D1、Q3和Q4及U2組成多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路，U2為RD627多普勒效應(yīng)傳感器模塊；通用單片微處理計(jì)算機(jī)U3構(gòu)成信號處理/邏輯處理單元，U3為AVR單片機(jī)AT90S8535、AT90SMEG103、或TINY10/12/15，也可為51/96系列單片機(jī)或DSP數(shù)據(jù)處理器等；I/O為由電源線、信號線或與RS-232/485傳輸模塊及插座/插頭構(gòu)成的信號傳輸接口單元。
根據(jù)上述車輛地磁映像傳感器和車輛超聲波多普勒效應(yīng)探測器的工作原理對于地磁映像傳感器，平常沒有車輛從探測器處駛經(jīng)時，地磁感應(yīng)線圈兩端信號為零，U3的模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D0腳沒有信號輸入，當(dāng)車輛從探測器處駛經(jīng)時，在地磁感應(yīng)線圈兩端得到變化的感應(yīng)電動勢信號(車輛地磁映像信號)；通過Q1和Q2組成的兩級信號放大，在U3的A/D0腳得到一個單片微處理計(jì)算機(jī)U3能夠進(jìn)行采集和處理的幅值較大的地磁映像信號。對于多普勒效應(yīng)探測器，平常，U2的輸出端6腳信號為零，當(dāng)其天線有效監(jiān)測范圍內(nèi)有車輛駛近時，天線接收到車輛反射回來的超聲波(微波)，U2的輸出端6腳輸出一個幅值與距離相關(guān)的、頻率與車輛駛近速度相關(guān)的多普勒信號，駛近距離由遠(yuǎn)至近，幅值由小變大、頻率與駛近速度成正比；當(dāng)車輛覆蓋著駛經(jīng)或?？坑谔綔y器天線位置時，相當(dāng)于車輛與探測器天線之間沒有位移，此時U2的輸出端6腳沒有多普勒信號輸出；當(dāng)車輛駛離時，天線接收到車輛反射回來的超聲波(微波)，U2的輸出端6腳輸出一個幅值與駛離距離相關(guān)的、頻率與車輛駛離速度相關(guān)的多普勒信號，駛離距離由近至遠(yuǎn)，幅值由大變小、頻率與駛離速度成正比；這一多普勒信號經(jīng)Q3和Q4放大后，送到U3的模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D1腳。帶A/D轉(zhuǎn)換器、程序和數(shù)據(jù)存儲器的單片微處理計(jì)算機(jī)U3通過對A/D0、A/D1腳信號進(jìn)行實(shí)時采集、運(yùn)算和時域幅頻特性進(jìn)行處理、綜合分析，并對結(jié)果進(jìn)行存儲或統(tǒng)計(jì)，得到闖線、車流量、道路占用率、車速、車輛長度、停車時間等信息，通過U3的B口的B0、B1和B2腳與I/O進(jìn)行數(shù)據(jù)或信號傳輸，通過I/O查詢或通過I/O傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用裝置或系統(tǒng)。
為了說明本實(shí)用新型以很多不同的電路形式制作而不至于影響本實(shí)用新型的權(quán)利要求，在該實(shí)用新型組成結(jié)構(gòu)中，多給出一個應(yīng)用實(shí)施例電路形式，起到舉一反三，以示說明。如圖3所示，為本實(shí)施例的電路舉例2電原理圖，電源由穩(wěn)壓電路U1、C9、①和②構(gòu)成，U1為78LXX或85XX系列三端穩(wěn)壓器；由C10——C14、R10——R15、U2-1、U2-2和U2-3組成濾波、兩級集成運(yùn)放放大的線圈感生電壓信號檢測/處理電路，U2為四運(yùn)放LM324/124/224或MAX418/419等；由C15——C17、R16——R23、Q5和U2-4組成多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路，其中天線W與C15、C16、R16——R20和Q5構(gòu)成多普勒自激/自差振蕩器，由C17、R18、R21、R22、R23和U2-4構(gòu)成多普勒效應(yīng)信號處理電路；帶A/D轉(zhuǎn)換器及程序和數(shù)據(jù)存儲器的單片微處理計(jì)算機(jī)CPU構(gòu)成信號處理/邏輯處理單元；由電源線①②、R24、Q6、信號線③或與繼電器K、R25、觸點(diǎn)輸出線④⑤(雙點(diǎn)劃線部分所示)構(gòu)成信號變換/傳輸接口單元。該電路的工作機(jī)理與上述本實(shí)施例電路舉例1的機(jī)理相似，可得到闖線、?？考榜偨?jīng)信號或相應(yīng)的觸點(diǎn)控制輸出等，具體工作過程不再敘述。
實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處是，增加了路面溫度探測器，電源由電池供電，信號變換/傳輸接口單元以無線電通訊裝置為核心構(gòu)成。本實(shí)施例的探測器由車輛地磁映像感應(yīng)線圈(1)、地磁映像感應(yīng)線圈骨架(3)、地磁映像感應(yīng)線圈磁芯(2)、地磁映像感應(yīng)線圈引出線(6)、微波多普勒環(huán)形天線(4)、微波多普勒環(huán)形天線引出線(7)、溫度傳感器(5)、電路模塊線路板(9)、無線電通訊裝置(11)、電池(14)、殼體本體(15)和殼體蓋(16)組成。殼體中上部設(shè)置車輛地磁映像感應(yīng)線圈(1)，線圈(1)密繞在“工”字形骨架(3)上，骨架(3)中設(shè)有“棒狀”磁芯(2)，微波多普勒環(huán)形天線(4)為圓形，水平設(shè)置，溫度傳感器(5)設(shè)置在殼體上端，殼體中部設(shè)置電路模塊線路板(9)，殼體中下部設(shè)置無線電通訊裝置(11)，殼體下段設(shè)置電池(14)。地磁映像感應(yīng)線圈(1)、微波多普勒環(huán)形天線(4)和溫度傳感器(5)分別由其相應(yīng)的引出線(6、7和8)與電路模塊線路板(9)相連接，電池引出線(12)分別與電路模塊線路板(9)和無線電通訊裝置(11)相連接，電路模塊線路板(9)和無線電通訊裝置(11)由電纜(10)相連接，無線電通訊信號通過發(fā)射天線(13)傳輸。電路模塊線路板(9)包括線圈感生電壓信號檢測/處理電路、微波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路、溫度傳感信號處理電路、信號處理/邏輯處理單元和穩(wěn)壓電路。
如圖5所示，為本實(shí)施例的電路原理圖，電源由穩(wěn)壓電路U1、C1——C3、電池E構(gòu)成，U1為85XX微功耗三端穩(wěn)壓器；車輛地磁映像信號探測器由地磁映像感應(yīng)線圈L與線圈感生電壓信號檢測/處理電路構(gòu)成，由C4——C9、R1——R8、U2-1、U2-2和U2-3組成濾波、兩級集成運(yùn)放放大的線圈感生電壓信號檢測/處理電路，U2為四運(yùn)放MAX418/419；微波多普勒效應(yīng)探測器由微波多普勒環(huán)形天線W與多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路構(gòu)成，由U3、U4、C10——C12、R9——R16和D1組成多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路，U3為D-777射頻位移傳感器模塊，U4為D-855信號識別電路模塊；溫度傳感器由溫感電阻Rt、C13、C14、R17——R21和U2-4構(gòu)成；通用單片微處理計(jì)算機(jī)U5構(gòu)成信號處理/邏輯處理單元，U5為AVR單片機(jī)TINY10/12/15；U6和通訊天線T構(gòu)成信號變換/傳輸接口單元，U6為T94W4穩(wěn)頻型無線電編碼發(fā)射器；雙點(diǎn)劃線部分所示為以T2068CK(U7)為核心構(gòu)成的與U6相配對的無線電遙控編碼接收電路模塊。
該電路的車輛探測的工作機(jī)理與上述實(shí)施例1的探測機(jī)理相似，可得到闖線、車輛駛經(jīng)或?？考奥访鏈囟冗^高/過低等信息，通過U6和U7進(jìn)行無線電通訊，把探測結(jié)果或信號傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用裝置或系統(tǒng)，具體工作過程不再敘述。
實(shí)施例3如圖6所示，本實(shí)施例的探測器由車輛地磁場強(qiáng)度霍耳傳感器(20)、霍耳傳感器引出線(21)、圓片形車輛感應(yīng)極片(18)、車輛感應(yīng)極片引出線(19)、電路模塊線路板(9)、電源線和信號輸出電纜(17)、殼體本體(15)和殼體蓋(16)組成。殼體上端部水平設(shè)置圓片形車輛感應(yīng)極片(18)，殼體中上部設(shè)置地磁場強(qiáng)度霍耳傳感器(20)，殼體下部設(shè)置電路模塊線路板(9)，車輛感應(yīng)極片(18)和地磁場強(qiáng)度霍耳傳感器(20)分別由其相應(yīng)的引出線(19、21)與電路模塊線路板(9)相連接，電源線及信號輸出電纜(17)通過塑料殼體(15)與電路模塊線路板(9)相連接。信號變換/傳輸接口單元為信號輸出電纜(17)，電路模塊線路板(9)包括地磁場強(qiáng)度霍耳傳感信號檢測/處理電路、車輛靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路、信號處理/邏輯處理單元和電源。
如圖7所示，為本實(shí)施例的電路原理圖，電源由穩(wěn)壓電路U1、C1、①和②構(gòu)成，U1為78LXX三端穩(wěn)壓器；車輛地磁映像信號探測器由地磁場強(qiáng)度霍耳傳感器H與地磁場強(qiáng)度信號檢測/處理電路構(gòu)成，由C2——C7、R2——R9、U2-1、U2-2和U2-3組成濾波、兩級集成運(yùn)放放大的地磁場強(qiáng)度信號檢測/處理電路，U2為四運(yùn)放MAX418/419；車輛靜電感應(yīng)探測器由車輛感應(yīng)極片A與車輛靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路構(gòu)成，由QF、Q1、C8、R10和R11組成車輛靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路，QF為結(jié)型場效應(yīng)管3DJ6/7。單片微處理計(jì)算機(jī)U3構(gòu)成信號處理/邏輯處理單元，U3為DPS數(shù)據(jù)處理器；由電源線①②、R12、Q2、信號線③或與繼電器、R13、觸點(diǎn)輸出線④⑤(雙點(diǎn)劃線部分所示)構(gòu)成信號變換/傳輸接口單元。
根據(jù)上述車輛地磁映像傳感器和車輛靜電感應(yīng)探測器的工作原理可以看出，除用地磁場強(qiáng)度霍耳傳感器H測量出車輛駛經(jīng)本車輛探測器處時車輛地磁映像脈沖信號送到DPS的A0腳外，當(dāng)車輛駛經(jīng)或?？坑谲囕v感應(yīng)極片A(探測器)處時，車輛靜電會使QF導(dǎo)通加深，Q1的基極電壓降低，Q1處于截止?fàn)顟B(tài)，DPS的A1腳收到高電平；當(dāng)車輛離開車輛感應(yīng)極片A(探測器)處時，車輛靜電消失，QF不導(dǎo)通，Q1的基極電壓升高，Q1處于飽和狀態(tài)，DPS的A1腳收到低電平。因此，數(shù)據(jù)處理器DPS根據(jù)對A0和A1腳輸入脈沖和電平的變化及其時域特性，可分析判斷出車輛是否駛經(jīng)或?？?，并給出相應(yīng)的信號輸出或觸點(diǎn)控制輸出。
實(shí)施例4如圖8、9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3不同之處是，圓片形車輛感應(yīng)極片換成了豎直設(shè)置的開口管狀形車輛感應(yīng)極片，車輛地磁映像信號探測器使用地磁映像感應(yīng)線圈L1并設(shè)置在開口管狀形車輛感應(yīng)極片里，車輛靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路以靜電感應(yīng)控制振蕩器為核心電路構(gòu)成，靜電感應(yīng)控制振蕩器由L2、R9——R13、C8——C12、D、Q1和Q2構(gòu)成。
同理，車輛地磁映像信號探測器的輸出送到CPU的A0腳；另外，當(dāng)車輛感應(yīng)極片(探測器)處無車輛駛經(jīng)或?？繒r，Q1和Q2處于截止，CPU的A1腳為高電平；當(dāng)車輛感應(yīng)極片(探測器)處有車輛駛經(jīng)或?？繒r，在車輛靜電感應(yīng)信號的作用下，晶體管LC振蕩器振蕩工作，振蕩信號經(jīng)D整流和C12濾波后，使Q2導(dǎo)通，CPU的A1腳為低電平；當(dāng)車輛離開探測器處時，晶體管LC振蕩器停止振蕩，Q1和Q2又處于截止?fàn)顟B(tài)，CPU的A1腳回到高電平。因此，單片機(jī)CPU根據(jù)對A0和A1腳輸入脈沖和電平的變化及其時域特性，可分析判斷出車輛是否駛經(jīng)或停靠，并給出相應(yīng)的信號輸出或觸點(diǎn)控制輸出。
權(quán)利要求1.一種地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，它由用于探測車輛地磁映像信號的地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器與用于探測車輛位移信號的超聲波多普勒效應(yīng)探測器或探測車輛靜電感應(yīng)信號的靜電感應(yīng)探測器構(gòu)成的探測單元、用于完成對探測單元的相應(yīng)信號輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、信號采集、邏輯分析或?qū)π盘柕姆?、頻率、寬度、信號包絡(luò)增幅速率和時域特性進(jìn)行分析判斷以及對結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成，電源為各單元電路供電，每個探測器的輸出端分別接駁信號處理/傳輸單元的相應(yīng)輸入端，信號處理/邏輯處理單元的輸出端與信號變換/傳輸接口單元的輸入端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器由可探測變化磁場感生電壓的感應(yīng)線圈和線圈感生電壓信號檢測/處理電路構(gòu)成或者由可探測弱磁場/地磁場強(qiáng)度的霍爾器件/組件和霍爾信號檢測/處理電路構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，超聲波多普勒效應(yīng)探測器由超聲波多普勒天線和超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路構(gòu)成，車輛靜電感應(yīng)探測器由車輛感應(yīng)極片/感應(yīng)天線和靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，探測單元中設(shè)有一溫度傳感電路，其輸出端與信號處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端連接。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號處理/邏輯處理單元可接駁另外的具有獨(dú)立殼體的子探測單元，該子探測單元包括車輛地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器、超聲波多普勒效應(yīng)傳感器和靜電感應(yīng)探測器中的至少一種探測器，其輸出端與信號處理/邏輯處理單元中的相應(yīng)輸入端連接。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號變換/傳輸接口單元設(shè)置有用于探測信號輸出的高低電平/脈沖輸出電路裝置、音頻信號輸出電路裝置、電子開關(guān)通/斷輸出電路裝置、集電極輸出電路裝置、光電隔離傳輸電路裝置、標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)串/并行通訊接口/總線傳輸電路裝置、無線電通訊信號傳輸電路裝置及光纖通訊信號傳輸?shù)碾娐费b置中的至少一種輸出/傳輸電路裝置。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元設(shè)置成滿足不同需要的模塊，或者利用大規(guī)模專用的或通用的模擬/數(shù)字集成電路/模塊或微處理單片計(jì)算機(jī)/DPS微處理器為核心電路并設(shè)置相應(yīng)的外圍器件，把車輛探測器中各單元的相應(yīng)電路的功能進(jìn)行有機(jī)地綜合設(shè)制成半一體化或一體化集成電路模塊。
8.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，超聲波多普勒天線為微波環(huán)形天線，超聲波多普勒效應(yīng)傳感/檢測/處理電路由微波多普勒效應(yīng)傳感模塊RD627/9481和其相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成、由微波檢測集成模塊TX982和其外圍器件構(gòu)成或者由射頻位移傳感器模塊D-777構(gòu)成，或者由與RD627、RD9481、TX982或D-777的功能相近的集成模塊和其相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成，或者以多普勒自激/自差振蕩器為核心電路構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，靜電感應(yīng)信號傳感/檢測/處理電路由以場效應(yīng)管為核心電路構(gòu)成或者由感應(yīng)傳感集成電路和其外圍器件構(gòu)成，或者以靜電感應(yīng)控制振蕩器為核心電路構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的地埋式多功能車輛探測器，其特征在于，電源為具有穩(wěn)壓電路的有線供電電源、蓄電池電源或太陽能電池組電源，感應(yīng)線圈可根據(jù)需要設(shè)置或不設(shè)置骨架或磁芯，超聲波多普勒天線可根據(jù)需要設(shè)置或不設(shè)置定向罩，車輛感應(yīng)極片/感應(yīng)天線為圓片形、方片形、拋物面形或開口桶/管狀形，殼體為可拆裝的獨(dú)立式或車輛探測器組件整體塑封成形式。
專利摘要一種地埋式多功能車輛探測器，它由用于探測車輛地磁映像信號的地磁映像/磁場強(qiáng)度探測器與探測車輛位移信號的超聲波多普勒效應(yīng)探測器或探測車輛靜電感應(yīng)信號的靜電感應(yīng)探測器構(gòu)成的探測單元、用于完成對探測單元的相應(yīng)信號輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、信號采集、邏輯分析以及對結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號處理/邏輯處理單元、信號變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成。信號處理/邏輯處理單元還可接駁子探測單元。它可用于交通動態(tài)和靜態(tài)指揮、管理信息系統(tǒng)，適用于對車輛的車速、車輛長度、車流量、車輛停留和占道時間、道路占用率和路面溫度的探測，還可應(yīng)用于安全監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)。
文檔編號G08G1/04GK2731611SQ20042001091
公開日2005年10月5日 申請日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者林貴生 申請人:林貴生