專利名稱：一種交通信息檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及智能交通領域，特別涉及ー種低功耗、對路面破壞小、不受道路路面惡劣氣象條件干擾的交通信息檢測系統。結合高端軟件和無線網絡技術，該系統可用于遠程監測交通狀況、交通管理和交通統計，包括有助于構成道路流量監測、車速監測、道ロ交通指揮和車輛泊位管理系統。
背景技術：
交通信息檢測系統，主要應用于遠程監測交通狀況、交通管理、交通統計，它由車輛檢測器和交通流動態參數采集、存貯和處理系統組成。目前國內外在交通檢測系統或交通信息采集系統中，大量應用了電磁傳感技術、超聲傳感技術、雷達探測技術、視頻檢測技術、計算機技術、通信技術等高新科學技木。相應地，車輛檢測器的主要采用的傳感器類型有環型感應線圈檢測器(電感環)、超聲波檢測器、紅外檢測器、雷達檢測器、視頻檢測器、 磁阻檢測器(美國2006年)等。 目前車輛檢測器根據安裝方式可以分為埋設式和懸掛式。從性價比和高可靠性上來考慮，使用最多的仍然是環形線圈式車輛檢測器后接有線交通流動態參數采集、存貯和處理系統，而這種線圈檢測器在使用時，存在以下幾個問題I)施工比較困難，需要封路、破壞路面；2)線圈容易損壞，后期維護量大；3)為了盡量少的破壞路面，同一方向的線圈一般從同一個槽中引出，這樣造成一個線圈損壞后，如果馬上更換需要同時更換這ー組線圈，工程量大，而且要再次封閉車道。目前常用的做法是等這ー組所有的線圈全部損壞后再進行更換，這樣線圈損壞后就影響了用戶使用該檢測器；4)埋設線圈對馬路的損壞較大，再更換線圈時不能在同一位置更換線圏，隨著時間的推移馬路破壞面積會越來越大。隨著智能交通網絡的發展，車輛檢測器的使用將越來越多，使用線圈檢測器則需要不停的封路、施工、在封路、再施工，對路面破壞較大，在高速路上已被禁止使用。近年來也有地方少量使用微波車輛檢測器、視頻車輛檢測器或磁阻車輛檢測器，有線或無線連接至交通流動態參數采集、存貯和處理系統。它們存在以下幾個問題微波車輛檢測器測速精度低，成本高，另外，停車不能檢測，不能用于泊位檢測。視頻檢測器測速不精確，需要大量數據處理分析，不適應高速，不適應霧天、雨天、雪天和燈光干擾，對環境要求高。磁阻車輛檢測器是檢測車輛通過時其擾動地磁場的變化，體積小，靈敏度較高、檢測速度快，但目前其功耗較高，需要從國外迸ロ，成本也較高。
發明內容
本發明的目的，是設計ー種交通信息檢測系統，其中的車輛檢測器和磁阻式車輛檢測器原理近似但性能更好，它是利用磁敏感材料--非晶絲的巨磁阻抗變化來檢測車輛通過時其擾動地磁場的變化，通過該車輛檢測器和無線交通流動態參數采集、存貯、接收系統可以實現在無線通訊情況下，實時檢測交通流(包括車輛的有無、車速、交通流量、道路占有率、車型等)，并可存儲數據于內置存儲器以及輸出到外部設備，結合網絡，達到指揮或改善交通的目的。該系統克服了現有車輛檢測器的不足，使其中的車輛檢測器擁有拆裝更換方便、成本低、體積小、靈敏度較高、檢測速度快、功耗低、成本較低、抗惡劣環境的優點。本發明與現有技術相比，具有以下顯著特點和積極效果本發明基于非晶絲材料制造的微磁探頭，其成本低、體積小、響應速度快、功耗低、
靈敏度高。采用無線通訊系統，方便數據傳輸，減少了引線對路面的破壞。采用太陽能電池供電解決了部分電路功耗問題，而對于陰雨天和風沙天的惡劣環境問題，采用充電電池或超級電容解決。以固定頻率發射數據，交通流動態參數采集存貯處理系統定時接收車輛檢測器發射的數據，使交通流動態參數采集存貯處理系統通訊同歩，兩系統在接收發射模式與待命模式之間轉換，從而實現了兩系統通訊的低功耗。
下面結合附圖和實施例對本發明進ー步說明。圖I是本發明的車輛檢測器結構示意圖。圖2是本發明的車輛檢測器電路示意圖。圖3是本發明的交通流動態參數采集、存貯、處理系統電路示意圖。
具體實施例方式如附圖一、圖ニ、圖三所示，本發明的系統構成是ー種交通信息檢測系統，它由車 輛檢測器、交通流動態參數采集、存貯、處理系統兩部分組成，其特征在干所述車輛檢測器由太陽能電池板3、保護透光板2、金屬保護墊片I、金屬保護底盤4、電源分配控制器51、超級電容或充電電池52、磁控開關(干簧管、金屬片和磁鐵組成)8、傳感器電路板53 (其中包括振蕩器531、非晶絲探頭532、放大器533)、智能處理接ロ板54(其中包括A/D轉換器541、單片機542、RFID 543)、陶瓷天線55、防水封裝盒6、密封橡膠圈和封裝蓋7組成；所述交通流動態參數采集、存貯、處理系統由比車輛檢測器所采用的太陽能電池板3大幾倍的太陽能電池板9、電源分配控制器10、充電電池11、天線12、RFID 131、單片機132、繼電器控制器接ロ 133、RS232 ロ 134、USB ロ 135、485 ロ 136、無線通信模塊14、防雨封裝盒13和天線15組成；通過該車輛檢測器和無線交通流動態參數采集、存貯、接收系統可以實現在無線通訊情況下，實時檢測交通流(包括車輛的有無、車速、交通流量、道路占有率、車型等)，并可存儲數據于內置存儲器以及輸出到外部設備，結合網絡，達到指揮或改善交通的目的；本發明的非晶絲探頭532是采用Co-Fe-M-Si-B非晶絲材料，其響應速度小于10納秒，靈敏度高(滿量程輸出IOOOmV左右)、體積小(5毫米長，30微米-100微米粗、耐腐蝕、抗沖擊能力強。非晶絲探頭532檢測車輛通過時其擾動地磁場的變化；振蕩器531用來激勵非晶絲，加快其響應速度，放大器533用于放大非晶絲探頭532的信號并送入A/D轉換器541變為數字信號進入單片機542，單片機542對采集的信息進行處理，通過RFID543和陶瓷天線55，單片機542發送數據到交通流動態參數采集存貯處理系統的數據接收天線12;所述車輛檢測器安裝在單向車道或停車位的中央地下，它采用“圖釘”結構，為了解決傳感器的埋設與路面保護的矛盾，采用了鋁合金或不銹鋼構成的金屬保護墊片I和金屬保護底盤4 ;金屬保護墊片I和金屬保護底盤4可根據使用情況做成底部為方形、圓形、扁圓形等形狀，且圓滑過渡到頂部，從而可防止車輪對太陽能電池板3和檢測器電路與電源部分5的碾壓；采用太陽能電池板3供電解決了功耗問題，所述超級電容或充電電池52解決了陰雨天和風沙天的惡劣環境問題。所述智能處理接ロ板54(其中包括A/D轉換器541、單片機542,RFID 543)中的單片機542程序中有一動態門坎電壓，當環境磁場發生緩慢改變時，單片機542會計算出與背景磁場對應的動態門坎電壓，用來濾除非晶絲探頭532的周圍環境對非晶絲探頭532的不良影響； 所述“圖釘”結構的立柱為防水封裝盒6，封裝盒6內安裝有電源分配控制器51、超級電容或充電電池52、振蕩器531、非晶絲探頭532、放大器533、A/D轉換器541、單片機542、RFID543、陶瓷天線55和磁控開關8，其中陶瓷天線55和RFID543緊貼在“圖釘”圓蓋的下面，封裝盒6的頂端；所述磁控開關8作為電源開關安裝在封裝盒6的底部，與電源控制器串聯，當封裝盒底部有磁鐵時，干簧管處于長開狀態，當磁鐵移開后，干簧管處于長閉狀態；所述的車輛檢測器和交通流動態參數采集、存貯、處理系統采用脈沖供電形式，以降低單片機132和542、A/D轉換器541和無線發送電路543和14的功耗，由于A/D轉換器541與無線發送接受543和14電路的工作時間不到整個工作時間的1/5，所以在空閑的時候利用電源控制器51和10關掉這部分的電源可以大大降低整個系統的功耗。所述交通流動態參數采集、存貯、處理系統數據存貯接收系統的封裝盒13安裝高度距地面5-10米，安裝在車輛檢測器所在車道的斜側道路旁的立柱上，其天線12的安裝位置位于車輛檢測器的安裝位置的前方，并且相對于車輛檢測器的安裝位置與其前方單向道路構成的方向成45度角；所述交通流動態參數采集存貯處理系統中的單片機可通過無線通信模塊14輸入設置系統初始參數數據，也可以通過無線通訊模塊14發送數據信息給智能接ロ處理板中的單片機542或系統外的無線網絡。通過非晶絲探頭532，將磁場信號轉換為交流電信號，再由電路進行計算處理。單片機542采集磁場信號，經軟件識別，進行環境地磁分析和車輛擾動地磁檢測。單片機542通過無線通信方式與交通流動態參數采集存貯處理系統中的單片機132進行通信，交通流動態參數采集、存貯、處理系統能實時處理車輛的通過數量、車速等；這些信息可通過無線寬帶網絡上傳到交通管理控制電腦中，可用于遠程監測交通狀況、交通管理和交通統計，包括構成道路流量監測、車速監測、道ロ交通指揮和車輛泊位管理。以上所述，僅是本發明的較佳實施方式，不應被視為對本發明范圍的限制，而且本發明所主張的權利要求范圍并不局限于此，凡熟悉此領域技藝的人士，依照本發明所披露的技術內容，可輕易思及的等效變化，均應落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.ー種交通信息檢測系統，它由車輛檢測器、交通流動態參數采集、存貯、處理系統組成，其特征在于所述車輛檢測器由太陽能電池板3、保護透光板2、金屬保護墊片I、金屬保護底盤4、電源分配控制器51、超級電容或充電電池52、磁控開關(干簧管、金屬片和磁鐵組成)8、傳感器電路板53 (其中包括振蕩器531、非晶絲探頭532、放大器533)、智能處理接ロ板54(其中包括A/D轉換器541、單片機542、RFID 543)、陶瓷天線55、防水封裝盒6、密封橡膠圈和封裝蓋7組成；所述交通流動態參數采集、存貯、處理系統由比車輛檢測器所采用的太陽能電池板3大幾倍的太陽能電池板9、電源分配控制器10、充電電池11、天線12、RFID 131、單片機 132、繼電器控制器接ロ 133、RS232 ロ 134、USB ロ 135、485 ロ 136、無線通信模塊14、防雨封裝盒13和天線15共13部分組成；通過該車輛檢測器和無線交通流動態參數采集、存貯、接收系統可以實現在無線通訊情況下，實時檢測交通流(包括車輛的有無、車速、交通流量、道路占有率、車型等)，并可存儲數據于內置存儲器以及輸出到外部設備，結合網絡，達到指揮或改善交通的目的；
2.權利要求I所述的交通信息檢測系統，其特征在于所述車輛檢測器由太陽能電池板3、金屬保護底盤4、電路和電源部分5、防水封裝盒6、密封蓋7、磁控開關8組成；所述車輛檢測器安裝在單向車道或停車位的中央地下，它采用“圖釘”結構，為了解決傳感器的埋設與路面保護的矛盾，采用了鋁合金或不銹鋼構成的金屬保護墊片I和金屬保護底盤4 ;金屬保護墊片I和金屬保護底盤4可根據使用情況做成底部為方形、圓形、扁圓形等形狀，且圓滑過渡到頂部，從而可防止車輪對太陽能電池板3和檢測器電路與電源部分5的碾壓；所述“圖釘”結構的立柱為防水封裝盒6，封裝盒6內安裝有電源分配控制器51、超級電容或充電電池52、振蕩器531、非晶絲探頭532、放大器533、A/D轉換器541、單片機542、RFID543、陶瓷天線55和磁控開關8，其中陶瓷天線55和RFID543緊貼在“圖釘”圓蓋的下面，封裝盒6的頂端；采用太陽能電池板3供電解決了車輛檢測器平時的功耗問題，所述超級電容或充電電池52解決了陰雨天和風沙天的惡劣環境問題。所述磁控開關8作為電源開關安裝在封裝盒6的底部，與電源控制器串聯，當封裝盒底部有磁鐵時，干簧管處于長開狀態，當磁鐵移開后，干簧管處于長閉狀態；本發明的非晶絲探頭532是采用Co-Fe-M-Si-B非晶絲材料，其響應速度小于10納秒，靈敏度高(滿量程輸出IOOOmV左右)、體積小(5毫米長，30微米-100微米粗、耐腐蝕、抗沖擊能力強。非晶絲探頭532檢測車輛通過時其擾動地磁場的變化；振蕩器531用來激勵非晶絲，加快其響應速度，放大器533用于放大非晶絲探頭532的信號并送入A/D轉換器541變為數字信號進入單片機542，單片機542對采集的信息進行處理，通過RFID543和陶瓷天線55，單片機542發送數據到交通流動態參數采集存貯處理系統的數據接收天線12 ；
3.權利要求I所述的交通信息檢測系統，其特征在于所述智能處理接ロ板54(其中包括A/D轉換器541、單片機542、RFID543)中的單片機542程序中有一動態門坎電壓，當環境磁場發生緩慢改變時，單片機542會計算出與背景磁場對應的動態門坎電壓，用來濾除非晶絲微磁探頭532周圍環境對傳感器的電路和電源5的不良影響；
4.權利要求I所述的交通信息檢測系統，其特征在于所述交通流動態參數采集、存貯、處理系統的封裝盒13安裝高度距地面5-10米，安裝在車輛檢測器所在車道的斜側道路旁的立柱上，其天線12的安裝位置位于車輛檢測器的安裝位置的前方，并且相對于車輛檢測器的安裝位置與其前方單向道路構成的方向成45度角；所述交通流動態參數采集、存貯、處理系統中的單片機可通過無線通信模塊14輸入設置系統初始參數數據，也可以通過無線通訊模塊14發送數據信息給智能接ロ處理板中的單片機542或系統外的無線網絡。通過非晶絲探頭532，將磁場信號轉換為交流電信號，再由電路進行計算處理，單片機542采集磁場信號，經軟件識別，進行環境地磁分析和車輛擾動地磁檢測。單片機542通過無線通信方式與交通流動態參數采集、存貯、處理系統中的單片機132進行通信，交通流動態參數采集、存貯、處理系統能實時處理車輛的通過數量、車速等；這些信息可通過無線寬帶網絡上傳到交通管理控制電腦中，可用于遠程監測交通狀況、交通管理和交通統計，包括構成道路流量監測、車速監測、道ロ交通指揮和車輛泊位管理。
5.權利要求I所述的交通信息檢測系統，其特征在于所述的車輛檢測器和交通流動態參數采集、存貯、處理系統采用脈沖供電形式，以降低單片機132和542、A/D轉換器541和無線發送電路543和14的功耗，由于A/D轉換器541與無線發送接受543和14電路的工作時間不到整個工作時間的1/5，所以在空閑的時候利用電源控制器51和10關掉這部分的電源可以大大降低整個系統的功耗。
全文摘要
一種交通信息檢測系統，其中的車輛檢測器，和磁阻車輛檢測器原理近似但性能更好，它是利用磁敏感材料——非晶絲的巨磁阻抗變化來檢測車輛通過時其擾動地磁場的變化，位于車輛檢測器上的智能處理接口板54(其中包括A/D轉換器541、單片機542、RFID 543)的單片機542程序中有一動態門坎電壓，用來濾除非晶絲探頭532的周圍環境對非晶絲探頭532的不良影響。通過該車輛檢測器和無線交通流動態參數采集、存貯、接收系統可以實現在無線通訊情況下，實時檢測交通流(包括車輛的有無、車速、交通流量、道路占有率、車型等)，并可存儲數據于內置存儲器以及輸出到外部設備，結合網絡，達到指揮或改善交通的目的。本發明基于磁敏感材料制造的非晶絲探頭532，其成本低、體積小、響應速度快、功耗低、靈敏度高。采用太陽能電池3供電解決了平時功耗問題，采用超級電容和充電電池52解決了陰雨天和風沙天的惡劣環境問題，采用“圖釘”結構解決了車輛檢測器的埋設與路面保護的矛盾，不怕車輛的碾壓，該交通信息檢測系統可用于遠程監測交通狀況、交通管理和交通統計，包括構成道路流量監測、車速監測、道口交通指揮和車輛泊位管理。
文檔編號G08G1/01GK102682600SQ201110055819
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者余勇, 李萌, 楊美云, 楊翠蓮, 雷衛武, 韓躍 申請人:北京國浩傳感器技術研究院(普通合伙)