專利名稱：車速模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及交通控制系統領域，特別是涉及一種車速模擬裝置。
背景技術：
隨著智能交通的發展，各種車輛檢測器在工程中得到大量運用。車輛檢 測器以機動車輛為檢測目標，檢測車輛的通過或存在狀況，其作用是為智能 交通控制系統提供足夠的信息以便進行最優的控制。常用的車輛檢測器主要 有感應式環形線圈車輛檢測器、雷達4全測器以及基于計算機視覺技術的視頻 檢測器等。其中，感應式環形線圈車輛檢測器具有性能穩定、電路筒單、成 本低、使用方便、免維護等優點，因而在工程中得到廣泛的運用。
環形線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器，在車輛經 過道路檢測點地表上埋入一個環形線圏，它作為車輛檢測器的傳感器，并在
線圈內通一定的振蕩工作電流。當車輛通過環形地感線圈上時，車輛自身4失 質切割磁力線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感量就可 以檢測出車輛的存在。如果使用兩個(或是多個)地感線圏，用車輛通過前 后線圈的時間差以及前后線圈的距離，就可以計算出車輛的速度了。
車輛檢測器是智能交通控制系統中的一個重要環節，因此，對環形線圈 車輛檢測器精度檢查和使用了環形線圈車輛檢測器的工程質量檢驗也非常重 要。目前，常用實際車輛行駛來進行精度檢查和工程質量檢驗，但是這樣的 檢驗方法不僅操作不方便，而且成本也較高。
實用新型內容
本實用新型解決的問題是，提供一種車速模擬裝置，模擬以預定速度行 駛的實際車輛。為解決上述問題，本實用新型提供一種車速模擬裝置，包括
磁場產生單元，包括至少兩個線圏；
開關單元，包括至少兩個開關元件，分別對應連接所述線圈； 控制單元，以預定時間間隔分別開啟兩個開關元件，^使與所述開關元件
連接的線圏中產生電流，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間的距離除以預
定車速。
可選的，所述控制單元包括記錄單元，記錄預定車速和兩個線圏之間 的距離；計算單元，計算預定時間間隔，所述預定時間間隔等于兩個線圈之 間的距離除以預定車速；發送單元，在第一預定時間和第二預定時間分別發 送第一控制信號和第二控制信號，所述第一控制信號和第二控制信號分別控 制開啟兩個開關元件，所述第二預定時間與第一預定時間之差為所述計算得 到的預定時間間隔。
可選的，所述線圈鋪設于車輛^r測器的地感線圈上。
可選的，所述車速模擬裝置還包括比較單元，計算車速，并比較所述 預定車速和計算得到的車速，所述車速等于兩個地感線圏之間的距離除以兩 個地感線圈電感量發生變化的時間間隔。
可選的，所述線圏略小于地感線圈。
可選的，所述線圈的匝數大于等于10。
可選的，所述開關元件為開關三極管或金屬氧化物半導體晶體管。
可選的，所述車速模擬裝置還包括緩沖單元，連接在所述控制單元和 開關單元之間，輸出控制所述開關元件的控制信號。
可選的，所述控制單元通過計算機或單片機實現。
可選的，所述的車速模擬裝置還包括電源，在所述開關元件開啟時， 向所述與開關元件連接的線圏供電。
可選的，所述電源為充電電池或干電池。上述車速模擬裝置可以模擬以預定車速行駛的實際車輛，其結構簡單、 操作方便、成本較低，并且可以輕易達到實際車輛行駛達不到的高速。相較 于現有使用實際車輛行駛來檢驗車輛檢測器，使用上述車速模擬裝置可以使 檢驗更精確，并且由于車速模擬裝置可以模擬高速行駛的實際車輛，因而使 得檢驗的范圍更大。
圖1是本實用新型車速模擬裝置的一種實施方式的結構示意圖； 圖2是本實用新型車速模擬裝置的另 一種實施方式的結構示意圖； 圖3是本實用新型車速模擬裝置的一個實施例電路圖； 圖4和圖5是本實用新型車速模擬裝置的線圏和車輛檢測器的地感線圏 的大小和位置關系示意圖6是圖3所示的車速模擬裝置的控制單元發送控制信號的流程圖7是本實用新型車速模擬裝置的另一個實施例電路圖8是圖7所示的車速模擬裝置的控制單元發送控制信號的流程圖。
具體實施方式
本實用新型實施方式的車速模擬裝置是以一定的時間間隔在相隔一定距 離的前后兩個線圈里通以電流，從而模擬車輛行駛的速度。
將車速模擬裝置的線圈覆蓋在車輛檢測器的環形地感線圏上方，在線圈
中通以電流，因為電流產生磁場，這個磁場能使車輛4全測器的地感線圏的磁 力線發生變化，從而引起地感線圈回路的電感量的變化，即可以模擬車輛經 過地感線圈上方的情形。因此，以一定的時間間隔在前后兩個線圈里通以電 流，就可以才莫擬車輛以 一定的速度通過地感線圈上方的情形。
以下結合附圖和實施例對本實用新型具體實施方式
做詳細的說明。
圖1是本實用新型車速模擬裝置的一種實施方式的結構示意圖，所示車速模擬裝置包括；茲場產生單元ll、開關單元12和控制單元13。
磁場產生單元11，包括至少兩個線圈，對線圈通電后，在線圈中產生電 流，電流產生磁場。所述線圏由多匝導線組成，線圈的個數可以根據實際工 程需要選擇，可以有兩個,三個或是多個。
開關單元12,包括至少兩個開關元件，分別連接線圈。開關單元12控制 線圈中的電流，開關元件開啟，與之連接的線圈通電，線圈中產生電流；開 關元件關斷，與之連接的線圏斷電，線圈中沒有電流。所述開關元件的個數 對應與所述線圏的個數相同，即一個開關元件連接一個線圈，以控制所連接 的線圈中電流的有無。
控制單元13,以預定時間間隔分別開啟兩個開關元件，^使與所述開關元 件連接的線圈中產生電流，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間的距離除以 預定車速。在車輛行駛的速度(預定車速)確定后，若已知兩個線圈之間的 距離，就可以計算出對兩個線圏通電的時間間隔。因此，本實用新型的車速 模擬裝置可以用于模擬車輛行駛的速度。
控制單元13可以包括記錄單元130、計算單元131和發送單元132。
記錄單元130,記錄預定車速和兩個線圏之間的距離。
計算單元131，計算預定時間間隔，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間 的距離除以預定車速。
發送單元132,在第一預定時間和第二預定時間分別發送第一控制信號和 第二控制信號，所述第一控制信號和第二控制信號分別控制開啟兩個開關元 件，所述第二預定時間與第一預定時間之差為所述計算得到的預定時間間隔。
將^f茲場產生單元的線圈分別鋪設于車輛#:測器的環形地感線圈上，就可 以模擬車輛以一定的速度通過環形地感線圈上方的情形，圖2是本實用新型
車速模擬裝置的另一種實施方式的結構示意圖，與圖l相比，圖2所示的車 速模擬裝置還可以包括比較單元23,計算車速，并比較計算得到的車速和個地感線圈之間的距離除 以兩個環形線圈電感量發生變化的時間間隔。
在車速模擬裝置的線圈中通以電流，因為電流產生磁場，這個磁場能使
下面的環形地感線圏的》茲力線發生變化，乂人而引起環形線圈回路的電感量的 變化，分別記錄兩個環形線圈電感量發生變化的時間，然后計算時間差，即 兩個環形線圈電感量發生變化的時間間隔。
根據所述時間間隔和兩個環形線圈之間的距離計算車速。將兩個環形線 圏之間的距離除以計算得到的時間間隔，可以得到車輛行駛的速度，這個速
度就是車輛檢測器檢測到的車速。將計算得到的車速與控制單元13記錄的預
定車速進行比較，就可以得到車輛檢測器檢測車輛行駛速度的精度，從而實 現了對車輛檢測器的精度檢驗。
比較單元23也可以由其它裝置實現，例如，可以通過計算機記錄環形地 感線圏的電感量發生變化的時間，然后計算時間間隔和車速。
圖3是本實用新型車速模擬裝置的一個實施例電路圖，本實施例中，磁 場產生單元11的線圏和開關單元12的開關元件是以兩個為例進行說明的。
如圖3所示，磁場產生單元包括兩個線圏lla、 llb。考慮到磁場強度公 式11=111(其中，I是流過螺線管的電流，n是單位長度內的螺線管圏數)和 對地感線圈產生的影響大小要恒定的要求，線圈的匝數要有一定數量，最好 10匝以上，并且線圈的大小要求能擺放在地感線圏內并盡量貼地感線圈的內 周，也就是說，線圈應略小于環形地感線圈。
圖4和圖5是本實用新型車速模擬裝置的線圏和車輛檢測器的地感線圏 的大小和位置關系示意圖。其中，圖4是路面俯視圖，圖5是沿圖4的A-A 線的剖視圖。圖4中，外周為車輛檢測器的地感線圏切割槽溝41在路面上切 痕，內周為車速模擬裝置的磁場產生單元的線圈42。圖5中，車速模擬裝置 的線圈42鋪設于車輛檢測器的地感線圈43上方的路面44上，線圏42貼近地感線圏切割槽溝41的內周。
開關單元12的開關元件包括兩個開關三才及管12a、 12b，例如TIP41C, 開關三極管具有延時時間非常小的特性。開關三極管12a的發射極連接線圈 lla,集電極連接電源15,基極輸入控制信號C11;開關三極管12b的發射極 連接線圈12a,集電極連接電源15，基極輸入控制信號C21。控制信號Cll 控制開關三極管12a的開啟和關斷，開關三極管12a開啟后，電源15通過開 關三極管12a使線圏lla通電，在線圏lla中產生電流。控制信號C21控制 開關三極管12b的開啟和關斷，開關三極管12b開啟后，電源15通過開關三 極管12b使線圈llb通電，在線圈lib中產生電流。在其它實施例中，開關 元件也可以是金屬氧化物半導體(MOS)晶體管等其它具有開關特性的元件。
控制單元包括計算機(圖中未示出)，計算機通過并口 13a發出控制信號 CIO、 C20，以在預定時間間隔分別開啟開關三極管12a、 12b。計算機向并口 13a發送控制信號的流程如圖6所示步驟S61,獲取線圈lla、 llb之間的距 離和預定車速；步驟S62,計算預定時間間隔t;步驟S63,向并口 13a輸出 控制信號C10;步驟S64，延時時間t;步驟S65，向并口 13a輸出控制信號 C20。這個流程可以通過計算機程序來實現。在其它實施例中，控制單元也可 以由單片機(MCU)來實現。由計算機控制開關單元可以使車速模擬裝置的 應用更為靈活。
為使控制開關三極管12a、 12b的控制信號更為穩定，圖3所示的車速模 擬裝置還包括緩沖單元14,連接在控制單元13和開關單元12之間。緩沖單 元14接收計算機向并口 13a發出的控制信號CIO、 C20,輸出用于控制開關 三極管12a、 12b的控制信號C11、 C21。緩沖單元14，例如電氣元件HC244， 對控制信號CIO、 C20起緩沖作用，可以得到更為穩定的控制信號Cll、 C12。
電源15可以是如圖3所示的充電電源，在車速模擬裝置工作時，充電器 對充電電源充電，因而使電源15能向線圈lla、 llb提供穩定的電壓源。電源15也可以使用干電池或其它內阻較小的直流電源。另外，本實施例中，開關
三極管12a、 12b開啟后，是由電源15向線圈lla、 llb供電，以使線圈lla、 llb通電，乂人而產生電流，在其它實施例中，也可以有其它方式向線圈lla、 llb供電，例如，可以通過計算才幾直^^妄對線圏lla、 11b進4亍供電。
將圖3所示的車速模擬裝置的線圈lla、 llb分別鋪設于兩個車輛檢測器的 環形地感線圏(下面分別稱為第一環形線圈和第二環形線圈)正上方的路面 上，就可以模擬車輛以預定速度通過環形線圈上方的情形，已知環形線圏之 間的距離D,預定車速v，圖3所示的車速模擬裝置的工作過程如下所述
計算機計算預定時間間隔t, t = D/v;
計算機向并口13a寫數據0x01,并口13a的引腳2有信號，其它引腳無信號， 即輸出控制信號C10;
控制信號ClO緩沖后得到控制信號Cll,開啟開關三極管12a,使線圏lla 通電，線圈lla中產生電流，因電流產生;茲場，使被線圏ll通蓋的第一環形線 圏的磁力線發生變化，從而引起第一環形線圈的電感量發生變化，以此模擬 車輛通過第 一環形線圈的情況；
延時時間t;
計算機向并口13a寫數據0x04,并口13a的引腳4有信號，其它引腳無信號， 即輸出控制信號C20;
控制信號C20緩沖后得到控制信號C21,開啟開關三極管12b，使線圏llb 通電，線圏llb中產生電流，因電流產生磁場，使被線圏llb覆蓋的第二環形 線圈的磁力線發生變化，從而引起第二環形線圈的電感量發生變化，以此模 擬車輛通過第二環形線圈的情況；
計算機向并口13a寫數據0x00,關斷開關三極管12a、 12b。
若第一環形線圏的電感量發生變化的時間為tl ，第二環形線圈的電感量發 生變化的時間為t2,那么車輛檢測器檢測到的車速vt = D/(t2-tl),比較車速vt和預定車速V，就可以知道車輛檢測器是否能精確檢測車輛的速度。
圖7是本實用新型車速模擬裝置的另一個實施例電路圖，本實施例中， 磁場產生單元的線圏和開關單元的開關元件是以三個為例進行說明的。
如圖7所示，；茲場產生單元包括三個線圈lla、 llb、 llc。對應的，開關 單元的開關元件包括三個開關三極管12a、 12b、 12c,例如TIP41C。開關三 極管12a的發射極連接線圏lla,集電極連接電源15,基極輸入控制信號C11; 開關三極管12b的發射極連接線圈12a,集電極連接電源15,基極輸入控制 信號C21;開關三極管12c的發射極連接線圈llc,集電極連接電源15,基極 輸入控制信號C31。控制信號Cll控制開關三極管12a的開啟和關斷，開關 三極管12a開啟后，電源15通過開關三極管12a使線圈lla通電，在線圏lla 中產生電流。控制信號C21控制開關三極管12b的開啟和關斷，開關三極管 12b開啟后，電源15通過開關三極管12b使線圈llb通電，在線圏llb中產 生電流。控制信號C31控制開關三極管12c的開啟和關斷，開關三極管12c 開啟后，電源15通過開關三極管12c使線圈llc通電，在線圈llc中產生電 流。電源15可以4吏用千電池。
本實施例中，控制單元13為單片機實現，單片機發出控制信號C11、C21、 C31，以在預定時間間隔分別開啟開關三極管12a、 12b、 13c。單片才幾發送控 制信號的一個流程實例可以如圖8所示步驟S81,獲取線圈lla、 llb之間 的距離和預定車速，以及線圏llb、 llc之間的距離和預定車速；步驟S82, 計算預定時間間隔tl和t2;步驟S83,輸出控制信號C11;步驟S84,延時時 間tl;步驟S85,輸出控制信號C21;步驟S86,延時時間t2;步驟S87,輸 出控制信號C31。
上述車速模擬裝置結構簡單、操作方便、成本較低，并且可以輕易達到 實際車輛行駛達不到的高速。相較于現有使用實際車輛行駛來檢驗車輛檢測 器，使用上述車速模擬裝置可以使檢驗更精確，并且由于車速模擬裝置可以模擬高速行駛的實際車輛，因而使得檢驗的范圍更大。
本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新 型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做出 可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求 所界定的范圍為準。
1權利要求1.一種車速模擬裝置，其特征在于，包括磁場產生單元，包括至少兩個線圈；開關單元，包括至少兩個開關元件，分別對應連接所述線圈；控制單元，以預定時間間隔分別開啟兩個開關元件，使與所述開關元件連接的線圈中產生電流，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間的距離除以預定車速。
2. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述控制單元包括 記錄單元，記錄預定車速和兩個線圈之間的距離；計算單元，計算預定時間間隔，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間的 距離除以預定車速；發送單元，在第一預定時間和第二預定時間分別發送第一控制信號和第 二控制信號，所述第一控制信號和第二控制信號分別控制開啟兩個開關元件， 所述第二預定時間與第 一預定時間之差為所述計算得到的預定時間間隔。
3. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述線圈鋪設于車 輛檢測器的地感線圏上。
4. 根據權利要求3所述的車速模擬裝置，其特征在于，還包括比較單元， 計算車速，并比較所述預定車速和計算得到的車速，所述車速等于兩個地感 線圈之間的距離除以兩個地感線圈電感量發生變化的時間間隔。
5. 根據權利要求3所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述線圈略小于地 感線圈。
6. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述線圈的匝數大 于等于10。
7. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述開關元件為開 關三極管或金屬氧化物半導體晶體管。
8. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，還包括緩沖單元，連接在所述控制單元和開關單元之間，輸出控制所述開關元件的控制信號。
9. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述控制單元通過 計算機或單片機實現。
10. 根據權利要求1所述的車速模擬裝置，其特征在于，還包括電源，在所述開關元件開啟時，向所述與開關元件連接的線圏供電。
11. 根據權利要求IO所述的車速模擬裝置，其特征在于，所述電源為充電電 池或干電池。
專利摘要一種車速模擬裝置，包括磁場產生單元，包括至少兩個線圈；開關單元，包括至少兩個開關元件，分別對應連接所述線圈；控制單元，以預定時間間隔分別開啟兩個開關元件，使與所述開關元件連接的線圈中產生電流，所述預定時間間隔等于兩個線圈之間的距離除以預定車速。所述車速模擬裝置可以模擬以預定車速行駛的實際車輛，應用上述車速模擬裝置可以檢驗車輛檢測器，并且具有檢驗精確和檢驗范圍大的優點。
文檔編號G08G1/052GK201435153SQ20092007351
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者潘如松 申請人:上海高德威智能交通系統有限公司