無線交通流檢測器的制造方法
【專利摘要】一種無線交通流檢測器，采用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端采樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經(jīng)過放大器放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送給CPU，CPU通過計算、學(xué)習(xí)、趨近、漂移處理方法準(zhǔn)確判斷出車輛在其之上的運行狀態(tài)，通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備。再通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備。本無線交通流檢測完整簡潔，體積小、功耗低、通訊距離遠(yuǎn)、算法優(yōu)、維護量小、低成本。運用地磁棒感應(yīng)的車輛檢測技術(shù)，檢測信號通過無線通訊方式發(fā)射出去，從而實現(xiàn)無線檢測車輛。安裝方便，無需關(guān)閉車道或大面積破壞路面，內(nèi)置電池供電，使用壽命長。
【專利說明】無線交通流檢測器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機電子信息、自動控制、智能交通(ITS)領(lǐng)域，特別涉及一種無線交通流檢測器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的車輛檢測器種類有很多，包括磁感應(yīng)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(yīng)檢測器:環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設(shè)備。車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈引起線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數(shù)，并上傳給中央控制系統(tǒng)，以滿足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方法技術(shù)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)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，路面被雨水浸泡后容易出現(xiàn)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(yīng)線圈易受冰凍、路基下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響，容易損壞，使用壽命短。4、感應(yīng)線圈由于自身的測量原理所限制，當(dāng)車流擁堵，車間距小于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(tǒng))是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的檢測器，這里主要介紹微波檢測器(RTMS)，它是一種價格低、性能優(yōu)越的交通檢測器，可廣泛應(yīng)用于城市道路和高速公路的交通信息檢測。RTMS的工作方式是:采用側(cè)掛式，在扇形區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)的低功率調(diào)制微波，并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(qū)域定義為一層或多層。RTMS根據(jù)被檢測目標(biāo)返回的回波，測算出目標(biāo)的交通信息，每隔一段時間通過RS-232向控制中心發(fā)送。它的車速檢測原理是:根據(jù)特定區(qū)域的所有車型假定一個固定的車長，通過感應(yīng)投影區(qū)域內(nèi)的車輛的進入與離開經(jīng)歷的時間來計算車速。一臺RTMS側(cè)掛可同時檢測8個車道的車流量、道路占有率和車速。RTMS的測量方式在車型單一，車流穩(wěn)定，車速分布均勻的道路上準(zhǔn)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，由于遮擋，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(dá)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，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進入檢測區(qū)時使背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并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(cè)面，與傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)相比，交通視頻檢測技術(shù)可提供現(xiàn)場的視頻圖像，可根據(jù)需要移動檢測線圈，有著直觀可靠，但安裝調(diào)試麻煩，造價比較高，容易受惡劣天氣、燈光、陰影等環(huán)境因素的影響，汽車的動態(tài)陰影也會帶來干擾，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(yīng)的車輛檢測技術(shù)，檢測信號通過無線通訊方式發(fā)射出去，從而實現(xiàn)無線檢測車輛。安裝方便，無需關(guān)閉車道或大面積破壞路面，內(nèi)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(chǎn)生對地磁場擾動平衡，因而產(chǎn)生一次誤判，此問題可以調(diào)整檢測器安裝位置來規(guī)避。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)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(yīng)用在城市交通流管理系統(tǒng)的一種新型產(chǎn)品，其主要原理是涉及一種地磁變化傳感器，能夠采集交通車輛的車速、車流量、車頭時距、占有時間等參數(shù)(交通流)的交通流檢測器。它包括磁場傳感器、信號放大器、基于zigbee協(xié)議的無線收發(fā)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”研制的；所述的信號放大器是將檢測到的地磁微弱變化放大數(shù)倍；所述的無線收發(fā)器是一種基于zigbee協(xié)議的短距離低功耗的數(shù)傳模塊，采用頻段2.4G，可兼容802.15.4協(xié)議；所述的一次鋰電是不能充電的功率型鋰電，其容量根據(jù)檢測器用途決定；所述的單片機是核心數(shù)據(jù)處理單元，它負(fù)責(zé)對采樣數(shù)據(jù)的加工運算，組織數(shù)據(jù)收發(fā)；外殼采用PA66，為聚己二酰己二胺，工業(yè)簡稱PA66，常制成圓柱狀粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬?2萬，各種聚酰胺的共同特點是耐燃，抗張強度高(達(dá)104千帕)，耐磨，電絕緣性好；外殼設(shè)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，在凹陷槽中放置硅膠密封圈(防水)，底的內(nèi)邊沿設(shè)計支架用于固定電路板和電池。
[0008]磁場變化傳感器是利用“地磁場高斯理論”研制的，即地球上每一個地理坐標(biāo)點，在一段時間內(nèi)磁場強度是恒定的，當(dāng)車輛或其它鐵磁物質(zhì)運動經(jīng)過或停止在這個點時，對這個點的磁場強度產(chǎn)生一個連續(xù)的擾動，單片機通過對磁傳感器采樣數(shù)據(jù)進行分析，判定檢測器之上是否“存在”車輛，并將判定結(jié)果通過無線發(fā)射器傳輸給現(xiàn)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(xù)工作5年；
[0011]>通訊距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到距離路口或路段采集中心設(shè)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；抗干擾能力強、適應(yīng)能力強，不受環(huán)境影響；
[0013]> 一般在無修路情況下，無需維護；
[0014]>由于持續(xù)使用時間比較長，使得年平均成本很低。
[0015]>工業(yè)級設(shè)計。工作溫度范圍-40?85攝氏度。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0017]一種無線交通流檢測器，其特征在于:采用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端采樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經(jīng)過放大器放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學(xué)習(xí)、趨近、漂移處理方法準(zhǔn)確判斷出車輛在其之上的運行狀態(tài)，通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備，其中所有電路由電池供電。
[0018]電池采用功率型一次性鋰電。
[0019]無線模塊采用zigbee技術(shù)，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4GHz的頻段。
[0020]單片機以睡眠和休眠方式達(dá)到節(jié)能目的，周邊部件和電路采用關(guān)斷、睡眠方式節(jié)倉泛。
[0021]無線交通流檢測器外殼采用聚己二酰己二胺材料PA66制成。達(dá)到耐燃、抗張強度高達(dá)104千帕、耐磨、電絕緣設(shè)計要求。
[0022]整體形狀是一個圓柱形。
[0023]車輛運行狀態(tài)包括車頭時距、占有時間。
[0024]本發(fā)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(yuǎn)、算法優(yōu)、維護量小、低成本。運用地磁棒感應(yīng)的車輛檢測技術(shù)，檢測信號通過無線通訊方式發(fā)射出去，從而實現(xiàn)無線檢測車輛。安裝方便，無需關(guān)閉車道或大面積破壞路面，內(nèi)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是硬件構(gòu)成圖。
[0027]圖2是無線交通流檢測器電路圖。
[0028]圖3是檢測器軟件流圖。BI開始，讀取運行參數(shù)B4。B2調(diào)用檢測模塊(函數(shù))B5。B3如果有車或車離開發(fā)射。B4運行參數(shù)。B5算法模塊(函數(shù))。
[0029]圖4.1是外形結(jié)構(gòu)圖，上蓋俯視圖。
[0030]圖4.2是外形結(jié)構(gòu)圖，上蓋局部剖視圖。
[0031]圖4.3是外形結(jié)構(gòu)圖，上蓋局部剖視圖。
[0032]圖4.4是外形結(jié)構(gòu)圖，上蓋側(cè)視圖。
[0033]圖4.5是外形結(jié)構(gòu)圖，上蓋立體圖圖。
[0034]圖5.1是外形結(jié)構(gòu)圖，下底俯視圖。
[0035]圖5.2.是外形結(jié)構(gòu)圖，下底局部放大圖。
[0036]圖5.3是外形結(jié)構(gòu)圖，下底局部放大圖。
[0037]圖5.4是外形結(jié)構(gòu)圖，下底外套側(cè)視圖。
[0038]圖5.5是外形結(jié)構(gòu)圖,下底局部放大圖。
[0039]圖5.6是外形結(jié)構(gòu)圖，下底立體圖圖。
[0040]圖6.1是內(nèi)部結(jié)構(gòu)件主視圖。
[0041]圖6.2是內(nèi)部結(jié)構(gòu)件側(cè)剖圖。
[0042]圖6.3是內(nèi)部結(jié)構(gòu)件俯視圖。
[0043]圖6.4是內(nèi)部結(jié)構(gòu)件局部放大圖。
[0044]圖6.5是內(nèi)部結(jié)構(gòu)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采用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端采樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經(jīng)過放大器放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學(xué)習(xí)、趨近、漂移處理方法準(zhǔn)確判斷出車輛在其之上的運行狀態(tài)，通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備。再通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備。其中所有電路由電池供電。[0046]電池采用功率型一次性鋰電。
[0047]車輛運行狀態(tài)包括車頭時距、占有時間。
[0048]無線模塊采用zigbee技術(shù)，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4GHz的頻段。
[0049]單片機以睡眠和休眠方式達(dá)到節(jié)能目的，周邊部件和電路采用關(guān)斷、睡眠方式節(jié)倉泛。
[0050]無線交通流檢測器外殼采用聚己二酰己二胺材料PA66制成，達(dá)到耐燃、抗張強度高達(dá)104千帕、耐磨、電絕緣設(shè)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(shè)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，在凹陷槽中放置硅膠密封圈(防水)，底的內(nèi)邊沿設(shè)計支架用于固定電路板和電池，底的表面有防滑槽。
[0052]外殼材料選用尼龍66為聚己二酰己二胺，工業(yè)簡稱PA66。常制成圓柱狀粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬?2萬。各種聚酰胺的共同特點是耐燃，抗張強度高(達(dá)104千帕)，耐磨，電絕緣性好。
[0053]電路板設(shè)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，采用TTL電平。電池采用3.6V供電。采用滾珠方向開關(guān)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(dá)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]蓋和底用特制工具擰緊。
[0056]軟件設(shè)計:算法采用學(xué)習(xí)機制，應(yīng)對不斷變化的外界環(huán)境。串口接收采用緩沖區(qū)編程機制，做到接收不丟失數(shù)據(jù)。
[0057]如圖3是檢測器軟件流圖。BI開始，讀取運行參數(shù)B4。B2調(diào)用檢測模塊(函數(shù))B5。B3如果有車或車離開發(fā)射。B4運行參數(shù)。B5算法模塊(函數(shù))。
[0058]無線交通流檢測器通訊協(xié)議公開，允許第三方設(shè)備無障礙通信。
[0059]應(yīng)用:一般安裝在車道渠化線的中心線上，用公路打孔機鉆孔安裝檢測器。
【權(quán)利要求】
1.一種無線交通流檢測器，其特征在于:采用不易被磁化的磁阻傳感器作為前端采樣傳感器，獲得受機動車影響的地磁擾動信號，經(jīng)過放大器放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送給單片機CPU，單片機CPU通過計算、學(xué)習(xí)、趨近、漂移處理方法準(zhǔn)確判斷出車輛在其之上的運行狀態(tài)，通過無線模塊以公開通訊協(xié)議發(fā)送給其它接收處理設(shè)備，其中所有電路由電池供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線交通流檢測器，其特征在于:電池采用功率型一次性鋰電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線交通流檢測器，其特征在于:無線模塊采用zigbee技術(shù)，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4GHz的頻段。
4.一種無線交通流檢測器，其特征在于:單片機以睡眠和休眠方式達(dá)到節(jié)能目的，周邊部件和電路采用關(guān)斷、睡眠方式節(jié)能。
5.一種無線交通流檢測器，其特征在于:無線交通流檢測器外殼采用聚己二酰己二胺材料PA66制成。
6.一種無線交通流檢測器，其特征在于:整體形狀是一個圓柱形。
7.一種無線交通流檢測器，其特征在于:車輛運行狀態(tài)包括車頭時距、占有時間。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】劉春義, 霍金海, 李曉嵐 申請人:北京同濟易德科技發(fā)展有限公司