專利名稱：利用gmr傳感器探測(cè)車流量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及道路車輛信息檢測(cè)領(lǐng)域，采用最新的無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體是一種利用GMR傳感器探測(cè)車流量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置。
技術(shù)背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，汽車工業(yè) 迅猛發(fā)展，雖然交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日新月異，但交通供給增長(zhǎng)的速度 仍難以應(yīng)對(duì)機(jī)動(dòng)車保有量帶來(lái)的交通需求的高速增長(zhǎng)，交通供需矛盾 日益突出，由此引發(fā)種種交通問(wèn)題越來(lái)越突出，對(duì)道路交通進(jìn)行科學(xué) 管理勢(shì)在必行。于是，近年來(lái)把道路、車輛等凡與交通有關(guān)的所有一 切都?xì)w為一體，通過(guò)采用信息采集技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)以及其 他的科學(xué)技術(shù)把它們聯(lián)系起來(lái)，致力于使之智能化的智能交通系統(tǒng)的 研究開(kāi)發(fā)應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備之一就是車輛檢測(cè)器。以機(jī)動(dòng)車輛作為 檢測(cè)目標(biāo)，對(duì)檢測(cè)車輛的通過(guò)和存在狀況進(jìn)行檢測(cè)，目前常用的車輛 檢測(cè)器主要有環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器、視頻車輛檢測(cè)器和微波車輛檢測(cè) 器。相比于視頻和微波檢測(cè)技術(shù)的難以實(shí)用性，環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器 由于技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確率較高、可靠性較高目前被大量應(yīng)用。但環(huán) 形線圈的面積過(guò)大，成本較高，布設(shè)時(shí)對(duì)路面破壞嚴(yán)重，維護(hù)麻煩。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用GMR傳感器探測(cè)車流量的無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置和實(shí)現(xiàn)方法。本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有視頻和微波檢測(cè)裝置存在的實(shí)用性 差；環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器存在的環(huán)形線圈的面積過(guò)大，成本較高，布 設(shè)時(shí)對(duì)路面破壞嚴(yán)重，維護(hù)麻煩的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所述的利用GMR傳感器探測(cè)車流 量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置包括GMR傳感器、濾波降噪單元、差分 放大單元、直流偏置單元、二級(jí)放大單元、隔直濾波單元、遲滯比較 單元、動(dòng)態(tài)調(diào)整單元、控制單元和射頻單元組成。GMR傳感器連接 于濾波降噪單元，濾波降噪單元連接于差分放大單元，差分放大單元 連接于直流偏置單元，直流偏置單元連接于二級(jí)放大單元，二級(jí)放大 單元連接隔直濾波單元和控制單元，隔直濾波單元連接于遲滯比較單 元，遲滯比較單元連接于控制單元，控制單元連接于動(dòng)態(tài)調(diào)整單元， 動(dòng)態(tài)調(diào)整單元連接于直流偏置單元和二級(jí)放大單元，單片機(jī)與射頻單 元互相連接。本實(shí)用新型的裝置采用了 GMR傳感器作為車輛檢測(cè)傳感器，使 其檢測(cè)靈敏度高、磁場(chǎng)測(cè)量范圍大、可操作線性范圍寬、工作溫度范 圍大。本實(shí)用新型的裝置采用一系列的低功耗和集成化器件，使其體 積小、功耗低的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的裝置采用射頻無(wú)線傳輸技術(shù)和電 池供電，使其布設(shè)、維護(hù)簡(jiǎn)單，并能降低成本。本實(shí)用新型的裝置采 用融合動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)、抗干擾措施，使其工作穩(wěn)定可靠，持續(xù)工作能 力強(qiáng)。本實(shí)用新型在道路車流量檢測(cè)、停車場(chǎng)管理、道路路口管理等方 面有廣闊應(yīng)用前景。


圖1為本實(shí)用新型的框圖。圖2本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖所示，本實(shí)用新型所述的利用GMR傳感器探測(cè)車流量的 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置由GMR傳感器、濾波降噪單元、差分放大單元、 直流偏置單元、二級(jí)放大單元、隔直濾波單元、遲滯比較單元、動(dòng)態(tài) 調(diào)整單元、控制單元和射頻單元組成；GMR傳感器連接于濾波降噪 單元，濾波降噪單元連接于差分放大單元，差分放大單元連接于直流 偏置單元，直流偏置單元連接于二級(jí)放大單元，二級(jí)放大單元連接于 隔直濾波單元和控制單元，隔直濾波單元連接于遲滯比較單元，遲滯 比較單元連接于控制單元，控制單元連接于動(dòng)態(tài)調(diào)整單元，動(dòng)態(tài)調(diào)整 單元連接于直流偏置單元和二級(jí)放大單元，單片機(jī)與射頻單元互相連 接。GMR傳感器選用NVE公司的AA002-02傳感器。射頻單元工 作頻率為433MHz，信道數(shù)目255個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最 大傳輸速率500kbps，最大傳輸功率10dBm，布設(shè)在路面斷層中的無(wú) 線傳輸距離最大可到300m，射頻單元采用垂直極化方向的全向陶瓷 天線，最大天線增益0.5dBi，最大駐波比2.0。本實(shí)用新型檢測(cè)方法為在GMR傳感器旁放置磁柱，建立偏置磁 場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與傳感器敏感軸平行，與當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)GMR傳感器時(shí)， 磁場(chǎng)發(fā)生變化，GMR傳感器就能在檢測(cè)的半徑范圍內(nèi)檢測(cè)到此磁場(chǎng) 變化并輸出電壓信號(hào)，濾波降噪單元對(duì)GMR傳感器輸出電壓進(jìn)行濾波和衰減噪聲處理，處理后的信號(hào)送給差分放大單元進(jìn)行差分放大， 控制單元對(duì)數(shù)字電位計(jì)進(jìn)行寫(xiě)預(yù)值操作，對(duì)差分放大后的信號(hào)進(jìn)行直 流偏置，偏置后的信號(hào)送給二次放大單元進(jìn)行二次放大，二次放大后 的信號(hào)經(jīng)隔直濾波單元進(jìn)行隔直、濾波后，信號(hào)經(jīng)交流耦合給遲滯比 較單元與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)把微處理器從超低功耗模式下喚醒，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，啟動(dòng)AD，采集信號(hào)，控制 單元對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、抗干擾處理，接著將產(chǎn)生的車流量 信息提供給射頻單元，射頻單元將車流量信息數(shù)據(jù)傳輸給基站后便進(jìn) 入休眠狀態(tài)，當(dāng)沒(méi)有車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，控制單元的微處理器工作于超低功耗模式，它將控制射頻單元進(jìn)入休眠并關(guān)閉AD?？刂茊卧獙?duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)具體為控制單元通過(guò)AD采集信號(hào)判斷汽車是否進(jìn)入GMR傳感器檢測(cè)范圍，汽車進(jìn)入檢測(cè)范圍后， 控制單元的I/0 口電平由高變低一次認(rèn)為是一輛汽車經(jīng)過(guò)，控制單元 的計(jì)數(shù)器累加車流量并將數(shù)據(jù)傳送給射頻單元。本實(shí)用新型所述的GMR是Giant Magneto Resistive的縮寫(xiě)，中 文全稱"巨磁阻"。
權(quán)利要求1、一種利用GMR傳感器探測(cè)車流量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于它由GMR傳感器、濾波降噪單元、差分放大單元、直流偏置單元、二級(jí)放大單元、隔直濾波單元、遲滯比較單元、動(dòng)態(tài)調(diào)整單元、控制單元和射頻單元組成；GMR傳感器連接于濾波降噪單元，濾波降噪單元連接于差分放大單元，差分放大單元連接于直流偏置單元，直流偏置單元連接于二級(jí)放大單元，二級(jí)放大單元連接隔直濾波單元和控制單元，隔直濾波單元連接于遲滯比較單元，遲滯比較單元連接于控制單元，控制單元連接于動(dòng)態(tài)調(diào)整單元，動(dòng)態(tài)調(diào)整單元連接于直流偏置單元和二級(jí)放大單元，單片機(jī)與射頻單元互相連接；
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用GMR傳感器探測(cè)車流量的無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于GMR傳感器選用NVE公司的 AA002-02傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型包括GMR傳感器、濾波降噪單元、差分放大單元、直流偏置單元、二級(jí)放大單元、隔直濾波單元、遲滯比較單元、動(dòng)態(tài)調(diào)整單元、控制單元和射頻單元。本實(shí)用新型利用汽車經(jīng)過(guò)時(shí)的磁場(chǎng)變化對(duì)經(jīng)過(guò)的汽車進(jìn)行判斷，最終將所測(cè)得的車流量信息經(jīng)射頻發(fā)送至基站以進(jìn)行控制或保存。本實(shí)用新型在道路車流量檢測(cè)、停車場(chǎng)管理、道路路口管理等方面有廣闊應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G08G1/042GK201084279SQ20072011291
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者波 吳, 周璐巍, 帆 張, 李中一, 李保海, 康 趙, 鮑星合 申請(qǐng)人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心