一種線圈檢測裝置、檢測系統及其檢測方法

專利名稱：一種線圈檢測裝置、檢測系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及車輛檢測技術，特別涉及線圈檢測裝置、檢測系統及其檢測方法。
背景技術：
目前市場上的線圈檢測器通常有3部分構成，通訊卡(CU)、管理卡(MU) 和若干檢測卡(DU)，如圖1所示。其中，若干檢測卡(DU)通過總線與一 塊管理卡(MU)相連，管理卡(MU)再通過通訊卡(CU)與外部設備相連。 檢測卡(DU)負責線圈頻率變化的測量，每個檢測卡(DU)可以連接4個線 圈，通過線圏的變化測量車道上通過的車輛信息。管理卡(MU)負責將與其 相連的所有檢測卡(DU)的檢測數據進行統計并對統計結果進行存儲，對檢 測卡(DU)的運行狀態進行監測，根據檢測卡(DU)輸出的檢測數據進行速 度、車長的計算。通訊卡(CU)負責管理卡(MU)與外部設備的通訊，將管 理卡(MU)的檢測結果發送到外部設備，接收來自外部設備對管理卡(MU) 和檢測卡(DU)的設置信息并發送到管理卡(MU)和檢測卡(DU)。
上述線圈監測器的缺點是①系統需要3種不同類型的板卡，增加了復雜 度、降低了可靠性；②管理卡和通訊卡的價格較高，雖然用量小但是會增加用 戶的維護成本；③只能采用集中采集方式，當檢測區域大時，線圈饋線太長， 導致安裝和施工成本升高；④對于不同的地點，需要設置的檢測卡數量不同， 而管理卡的存儲用量是固定的，有時造成管理卡存儲能力浪費或存儲能力不 足。

發明內容
本發明的目的在于提供一種具有通訊和存儲能力的線圈檢測裝置、由上述 線圈檢測裝置構成的檢測系統及其檢測方法。
本發明的技術方案是 一種線圈檢測裝置，包括用于對與所述線圈檢測裝 置相連的線圈進行檢測的檢測模塊，還包括管理模塊，其用于從所述檢測模 塊獲得檢測數據，對上述數據進行統計、計算，并存儲到其存儲單元中；通訊 模塊，其用于從所述管理模塊或其第二通訊接口獲得檢測數據，并通過其第一 通訊接口發送出去。
其中，所述第一通訊接口可以為下列標準串行接口中的一種通用異步接
口 UART、通用串行總線USB接口、同步通訊接口 SDLC。上述通用異步接 口 UART可以采用的電氣協議有RS-232、 RS-485或RS-422。上述第一通訊接 口也可以為標準以太網接口。
而所述第二通訊接口可以為下列現場總線接口中的一種CAN (Controller AreaNetwork,控制器局部網)總線、Lonworks (LONWORKSNetworks，分 布式智能控制網絡技術)總線接口 、 PROFIBUS總線接口 、 FF (FoudationFieldbus，基金會現場總線)總線接口、 AnyBus總線(一種嵌入式 現場總線)接口、 WorldFIP (World Factory Instrumentation Protocol,世界工廠 設備協議)總線接口、 P-NET (是一種多主站、多網絡系統)總線接口、 INTERBUS總線(包括遠程總線網絡和本地總線網絡)接口、DNET(DeviceNet， 設備網絡)總線接口、 ControlNET (控制網絡)總線接口、 LIGHTBUS (光導 總線)總線接口、 MODBUS (是OSI模型第7層上的應用層報文傳輸協議) 總線接口和CC-LINK (Control & Communication Link,控制和通訊鏈接)總 線接口 。上述第二通訊接口也可以為標準以太網接口或通用串行總線接口 。
本發明還提供了一種基于上述線圈檢測裝置的線圈檢測系統，包括主控制 裝置和至少一個線圈檢測裝置，其中，各線圈檢測裝置通過對應其第二通訊接 口的通訊總線相連，其中被設定為主線圈檢測裝置的線圈檢測裝置通過對應其 第一通訊接口的通訊與所述主控制機相連；所述主線圈檢測裝置通過其第二通 訊接口從其它線圈檢測裝置獲得對應檢測數據、或從其自身存儲單元中獲得其 檢測數據，并通過其第一通訊接口發送到所述主控制裝置。
本發明線圈檢測系統鐘，所述主控制裝置可以為計算機，所述計算機與互 聯網相連。當然，所述計算機也可以不與互聯網相連。
本發明還提供了一種基于上述線圈檢測系統的線圈檢測方法，包括以下步
驟(a)，所述線圈檢測裝置實時對與其相連的各線圈進行檢測，輸出一定頻 率的信號到所述管理模塊；(b),所述管理模塊對接收到的信號進行統計、計 算，得到對應車道上經過對應線圈的車輛信息，并存儲到其存儲單元中；(c)， 所述主線圈檢測裝置的通訊模塊從其管理模塊獲取檢測數據，或從其第二通訊 接口獲得對應線圈檢測裝置的檢測數據，并通過其第一通訊接口發送到所述主 控制裝置。
進一步的，所述步驟(C)之前還可以進一步包括步驟(COI)，所述主控
制裝置發送接收信號到所述主線圈檢測裝置；(c02)，所述主線圈檢測裝置通 過其第二通訊接口將所述接收到的信號發送給其它線圈檢測裝置。
其中，所述車輛信息至少包括下列中的一種車輛進入線圈時間、車輛離 開線圈時間、是否逆行、是否壓線、車速、車長、車型分類、車流量、占有率。
本發明的有益效果在于①系統只需要1種板卡，降低了系統的復雜度， 提高了系統的可靠性；②用戶只需要對1種板卡進行備貨，降低了備貨成本； (D支持分布式結構，線圈檢測裝置可以靠近線圈埋設點安裝，不同線圈檢測裝 置之間可通過廉價的通訊線連接，大大降低整個系統的安裝成本和安裝復雜 度；④存儲量與線圈檢測裝置的數量成正比關系，不會出現存儲量不足或浪費 現象。


圖1是現有線圈監測器的結構圖。
圖2是本發明一種線圈檢測裝置的結構圖。
圖3是本發明中一種線圈檢測系統的結構示意圖。
圖4是本發明中一種線圈檢測方法的流程圖。
具體實施例方式
下面根據附圖和具體實施例對本發明作進一步闡述。
如圖2所示，本發明一種線圈檢測裝置1主要包括檢測模塊11、管理模 塊12和通訊模塊13。
其中，檢測模塊ll可以連接多個線圈，相應的，檢測模塊ll包括與線圈 數目相同個防雷電路和振蕩電路。本實施例中，檢測模塊11可連接四個環形 線圈(LOOP1到LOOP4)。 一個線圈通過線圈接入端子與一個防雷電路和一 個振蕩電路串聯連接，組成一條檢測通路。其檢測原理是振蕩電路產生電磁 場，當金屬物體通過磁場時，引起磁通量的變化，金屬物體內產生渦流，渦流 產生的磁場方向與線圈產生的磁場方向相反，產生的互感造成環形線圈的電感 系數的減少。由于環形線圈檢等效電感變小因此造成線圈震蕩頻率升高，檢測 模塊11實時檢測線圈的變化并將檢測數據輸出。由于本發明檢測模塊11中的 防雷電路和振蕩電路是目前比較成熟的技術，故不在此進行詳述。
管理模塊12的功能主要是對檢測模塊11的輸出進行統計、計算，根據檢 測數據頻率大小確定對應車道上通過對應線圈的車輛信息，如車輛進入線圈時 間、車輛離開線圈時間、是否逆行、是否壓線、車速、車長、車型(小型汽車、 公交車、貨車等)、車流量、占有率等，并將檢測結果存儲到其存儲單元中。 管理模塊12還可通過檢測模塊11的輸出判斷線圈狀態，具有斷路和短路檢測 功能。
本實施例采用中央處理器(CPU)來實現管理模塊12的功能。為了方便 控制，本發明線圈檢測裝置1中還設置有撥碼開關鍵14，其與管理模塊12相 連，可用于設置線圈檢測裝置1的主從關系、檢測的靈敏度、檢測模塊ll輸 出通道中數據的存在時間和輸出方式等。同時還可以設置有與管理模塊12相 連的LED指示電路15，用于每個線圈狀態，如故障、有車輛進入或離開線圈 等，還可用于在用撥碼開關14設置中央處理器時指示當前設置參數信息。還 可以設置與管理模塊12相連的線路故障繼電器，用于在線圈檢測裝置1出現 故障的時候斷掉線圈檢測裝置。上述存儲單元可以是與所述中央處理器相連的 存儲器(FLASH )。
通訊模塊13主要用于完成管理模塊12與外部主控制裝置2之間的通訊，
其包括第一通訊接口 Pl和第二通訊接口 P2。其中，第一通訊接口 Pl用于完 成通訊模塊13與主控制裝置2之間的通訊，其接收來自主控制裝置2的指令， 轉發到管理模塊12 (如果該通訊模塊13所屬的線圈檢測裝置1被設置為主線 圈檢測裝置，上述指令還會通過第二通訊接口 P2發送到其它線圈檢測裝置1 )， 接收來自管理模塊12的數據并進行處理后發送到主控制裝置2，或從其第二 通訊接口 P2接收數據并發送到主控制裝置2。第二通訊接口 P2用于完成各通 訊模塊13之間的通訊，其將來自主控制裝置2的指令發送到各從線圈檢測裝 置，接收來自從線圈檢測裝置的數據并發送到第一通訊接口 Pl。當然，本發 明中所述管理模塊12和通訊模塊13的功能可由一塊中央處理器(CPU)完成。
如圖3所示，本發明一種線圈檢測系統包括一臺主控制裝置2和多塊線圈 檢測裝置l，采用分布式結構通過第二通訊總線將各線圈檢測裝置1的第二 通訊接口 P2相連，通過撥碼開關14鍵設置其中一塊線圈檢測裝置1為主線圈 檢測裝置，再通過第一通訊總線將主線圈檢測裝置的第一通訊接口 Pl與主控 制裝置2相連。其中，主控制裝置采用計算機。如果主控制裝置與互聯網相連， 則用戶就可以通過網絡査詢自己車輛的違規信息。第一通訊接口 Pl可以是通 用異步接口UART (電氣協議可以是RS-232、 RS-485、 RS-422)、 USB接口、 以太網口或同步通訊接口 SDLC。相應的，第一通訊總線可以采用與上述接口 相對應的通訊總線。第二通訊接口 P2可以是CAN總線、Lonworks總線接口、 PROFIBUS總線接口 、 FF總線接口 、 AnyBus總線接口 、 WorldFIP總線接口 、 P-NET總線接口 、 INTERBUS總線接口 、 DNET總線接口 、 CcontrolNET總線 接口、 LIGHTBUS總線接口、 MODBUS總線接口、 CC-LINK總線接口等現場 總線接口，也可以是標準以太網接口或通用串行總線接口(USB)。相應的，第 二通訊總線可以采用與上述接口相對應的通訊總線。
本發明中，所有線圈檢測裝置1均可通過撥碼開關14對其參數進行設置， 還可通過主控制裝置2對各線圈檢測裝置1的參數進行設置，如線圈檢測裝置 1的主從關系、檢測的靈敏度、檢測模塊11輸出通道中數據的存在時間和輸 出方式、線圈參數、數字輸入輸出I/0設置參數、禁止或允許通過撥碼開關14 設置、禁止或允許實時數據上傳、實時數據顯示等。 由于本發明系統采用分布式結構，線圈檢測裝置1可以靠近線圈埋設點安 裝，減短了線圈與各線圈檢測裝置l之間饋線的長度，同時，不同線圈檢測裝 置1之間可通過廉價的通訊線連接，大大降低整個系統的安裝成本和安裝復雜 度。當然，本領域技術人員知道，本發明線圈檢測系統也可以采用集中式結構， 各線圈檢測裝置1分別通過各自的通訊模塊13將檢測數據發送到主控制模塊。
如圖4所示，本發明線圈檢測系統的檢測方法包括步驟
Sl，各線圈檢測裝置1中的檢測模塊11實時對與其相連的各線圈進行檢
抓;，湔出-定頻率的信號到其管理模塊12。
S2，管理模塊12對接收到的信號進行統計、計算，得到對應車道上經過 對應線圈的車輛信息，并存儲到其存儲單元中。
S3，主控制裝置2發送接收信號到主線圈檢測裝置。上述接收信號中可 包括請求檢測數據的起始日期、數據類型(如全部信息、超速車輛信息或小型 車信息等)等。
S4，主線圈檢測裝置通過其第二通訊接口 P2將其接收到的信號發送給其 它線圈檢測裝置1，同時將上述信號發送到其管理模塊12。
S5，各線圈檢測裝置1的管理模塊12從其存儲單元中獲取相應數據并發 送到其通訊模塊13，通訊模塊13對上述數據進行編碼，主要是將其自身IP 號插入到檢測數據中。然后，從線圈檢測裝置的通訊模塊13通過其第二通訊 接口 P2將進行編碼后的檢測數據發送到主線圈檢測裝置。
S6，主線圈檢測裝置的通訊模塊13從其第二通訊接口 P2獲得對應線圈 檢測裝置1的檢測數據，連同自己的檢測數據一起通過其第一通訊接口 Pl發 送到主控制裝置2。
這樣，系統只需要1種板卡就可實現線圈檢測的全部功能。
權利要求
1、 一種線圈檢測裝置，包括用于對與所述線圈檢測裝置相連的線圈進行 檢測的檢測模塊，其特征在于，還包括管理模塊，其用于從所述檢測模塊獲得檢測數據，對上述數據進行統計、計算，并存儲到其存儲單元中；通訊模塊，其用于從所述管理模塊或其第二通訊接口獲得檢測數據，并通 過其第一通訊接口發送出去。
2、 根據權力要求1所述的線圈檢測裝置，其特征在于所述第一通訊接 口為下列標準串行接口中的一種通用異步接口 UART、通用串行總線USB 接口、同步通訊接口 SDLC。
3、 根據權力要求1所述的線圈檢測裝置，其特征在于所述第一通訊接口為標準以太網接口。
4、 根據權力要求1所述的線圈檢測裝置，其特征在于，所述第二通訊接口為下列現場總線接口中的一種CAN總線、Lonworks總線接口、 PROFIBUS總線接口、 FF總線接口、 AnyBus總線接口、 WorldFIP總線接口、 P-NET總線接口、 INTERBUS總線接 口 、 DNET總線接口 、 ControlNET總線接口 、 LIGHTBUS總線接口 、 MODBUS 總線接口和CC-LINK總線接口。
5、 根據權力要求1所述的線圈檢測裝置，其特征在于，所述第二通訊接 口為標準以太網接口或通用串行總線接口 。
6、 一種基于權利要求1所述線圈檢測裝置的線圈檢測系統，包括主控制裝置和至少一個線圈檢測裝置，其特征在于各線圈檢測裝置通過對應其第二通訊接口的通訊總線相連，其中被設定為主線圈檢測裝置的線圈檢測裝置通過 對應其第一通訊接口的通訊與所述主控制機相連；所述主線圈檢測裝置通過其第二通訊接口從其它線圈檢測裝置獲得對應檢測數據、或從其自身存儲單元中 獲得其檢測數據，并通過其第一通訊接口發送到所述主控制裝置。
7、 根據權利要求6所述的線圈檢測系統，其特征在于所述主控制裝置 為計算機，所述計算機與互聯網相連。
8、 一種基于權力要求6所述線圈檢測系統的線圈檢測方法，包括以下步驟所述線圈檢測裝置實時對與其相連的各線圈進行檢測，輸出一定頻率的信號到所述管理模塊；(b) ，所述管理模塊對接收到的信號進行統計、計算，得到對應車道上經 過對應線圈的車輛信息，并存儲到其存儲單元中；(c) ,所述主線圈檢測裝置的通訊模塊從其管理模塊獲取檢測數據，或從 其第二通訊接口獲得對應線圈檢測裝置的檢測數據，并通過其第一通訊接口發 送到所述主控制裝置。
9、 根據權利要求8所述的線圈檢測方法，其特征在于所述步驟(c)之 前進一步包括步驟-(COI)，所述主控制裝置發送接收信號到所述主線圈檢測裝置；(c02)，所述主線圈檢測裝置通過其第二通訊接口將所述接收到的信號發 送給其它線圈檢測裝置。
10、 根據權利要求8所述的線圈檢測方法，其特征在于，所述車輛信息至 少包括下列中的一種車輛進入線圈時間、車輛離開線圈時間、是否逆行、是 否壓線、車速、車長、車型分類、車流量、占有率。
全文摘要
本發明公開了一種線圈檢測裝置，包括用于對與所述線圈檢測裝置相連的線圈進行檢測的檢測模塊，還包括管理模塊，其用于從所述檢測模塊獲得檢測數據，對上述數據進行統計、計算，并存儲到其存儲單元中；通訊模塊，其用于從所述管理模塊或其第二通訊接口獲得檢測數據，并通過其第一通訊接口發送出去。本發明還公開了一種線圈檢測系統及其檢測方法。本發明的有益效果在于系統只需要1種板卡，降低了系統的復雜度，提高了系統的可靠性，降低了備貨成本；支持分布式結構，減短了線圈檢測裝置與線圈之間的饋線，不同線圈檢測裝置之間可通過廉價的通訊線連接，大大降低整個系統的安裝成本和安裝復雜度，且不會出現存儲量不足或浪費現象。
文檔編號G08G1/042GK101123040SQ20061006209
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月10日 優先權日2006年8月10日
發明者泉 曹 申請人:深圳市哈工大交通電子技術有限公司