專利名稱：地埋型智能車輛探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)裝置，特別是涉及一種地埋型智能車輛探測(cè)器，該裝置可用于城市或公路交通指揮管理系統(tǒng)及車輛靜態(tài)管理系統(tǒng)，可對(duì)車輛駛經(jīng)、側(cè)跑、車流量、占道、堵車、?？繒r(shí)間等車輛動(dòng)態(tài)或靜態(tài)信息的探測(cè)，適用于紅綠燈綠波帶控制系統(tǒng)、電子警察照相系統(tǒng)、車輛收費(fèi)站系統(tǒng)、車輛門禁系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及路網(wǎng)交通的監(jiān)控管理系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車越來越近地走近人們的生活，城市交通和公路交通擁堵現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，特別是大中型城市的交通狀況已是政府、民眾關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一，使得大量的人力、物力、資金投入到道路改造和道路建設(shè)方面，即便如此，也跟不上交通壓力的高速增長，這種情況非常普遍，特別是經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)，交通擁堵現(xiàn)象越嚴(yán)重；有些地區(qū)，由于資金不足、道路改造和道路建設(shè)客觀上也有難度，面對(duì)交通壓力的不利局面將會(huì)較長時(shí)期的存在；另一方面，道路資源沒有充分利用和挖潛，造成道路資源浪費(fèi)也相當(dāng)嚴(yán)重，讓人倍感痛惜。因此，怎樣充分利用和挖潛道路資源，低成本地、有效地改善和提高道路的使用率、車輛流量和車輛速度，是值得考慮和追求的目標(biāo)，解決這一問題需要建立完善的、高效的和低成本的交通信息系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)，而車輛和車流量探測(cè)器是其中的重要一環(huán)。
目前，有關(guān)車輛的探測(cè)器大多采用無源紅外線來探測(cè)車輛信號(hào)并進(jìn)行放大后傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]部門，如專利西門子公司的申請(qǐng)?zhí)枮?8802297.4的《車輛探測(cè)裝置》等；還有一些是以大型感應(yīng)線圈為探測(cè)裝置，車輛經(jīng)過大型感應(yīng)線圈時(shí)，車輛駛經(jīng)或?？看笮透袘?yīng)線圈之上，使得其線圈的電感量發(fā)生變化，致使由該線圈與其它電路一起構(gòu)成的探測(cè)電路輸出的電信號(hào)也隨著發(fā)生變化，形成車輛探測(cè)信號(hào)，一般為頻率信號(hào)，送處理機(jī)處理，得到車流量等交通信息，這些探測(cè)裝置存在著對(duì)車輛探測(cè)方式單一，探測(cè)信息不全面，體積大、安裝不方便、安裝時(shí)對(duì)路面破壞嚴(yán)重、由于路面的龜裂易被損壞等缺點(diǎn)。另外，美國生產(chǎn)一種利用車輛磁映像(VMI)技術(shù)測(cè)量車流量的永久型無線車輛記錄器，但這種探測(cè)裝置對(duì)探測(cè)車輛的行駛速度，以及在對(duì)車速較慢的、或停靠在其安裝位置處的、或?？吭谄浒惭b位置附近的車輛進(jìn)行探測(cè)時(shí)，具有功能或性能方面的局限性和不足，不能完全滿足城市交通路口、停車場(chǎng)和路網(wǎng)交通狀況的監(jiān)控、管理、指揮系統(tǒng)對(duì)車輛探測(cè)裝置的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有多種探測(cè)方式、探測(cè)的車輛信息更全面的車輛探測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有車輛探測(cè)裝置的不足。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種地埋型智能車輛探測(cè)器，它由探測(cè)單元、用于完成對(duì)探測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、環(huán)境補(bǔ)償、信號(hào)A/D采集、自動(dòng)效準(zhǔn)、邏輯分析或?qū)π盘?hào)的幅值、頻率、寬度、信號(hào)包絡(luò)增幅速率和時(shí)域特性進(jìn)行分析判斷以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號(hào)處理/邏輯處理單元、信號(hào)變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成，電源為各單元電路供電，探測(cè)單元至少由用于探測(cè)地磁磁場(chǎng)變化的以地磁感應(yīng)線圈為探測(cè)元件的地磁感應(yīng)探測(cè)裝置和用于探測(cè)地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度/磁通密度的以磁敏元件為探測(cè)元件的地磁量探測(cè)裝置中的其中之一種探測(cè)裝置構(gòu)成，探測(cè)單元的輸出端分別接駁信號(hào)處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端，信號(hào)處理/邏輯處理單元的輸出端與信號(hào)變換/傳輸接口單元的相應(yīng)輸入端相連接。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，以地磁感應(yīng)線圈為探測(cè)元件的地磁感應(yīng)探測(cè)裝置由地磁感應(yīng)線圈和線圈感生電壓信號(hào)檢測(cè)/處理電路構(gòu)成，以磁敏元件為探測(cè)元件的地磁量探測(cè)裝置由磁敏元件和磁敏信號(hào)環(huán)境補(bǔ)償/檢測(cè)/處理電路構(gòu)成，磁敏元件為磁敏電阻、磁敏二極管、磁敏晶體管、3CCM型磁敏晶體管、4CCM型磁敏晶體管、磁敏電橋、霍爾元件、集成磁場(chǎng)傳感器/模塊或單軸/多軸單片集成磁場(chǎng)傳感器/模塊。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上由相同探測(cè)元件構(gòu)成的或不相同探測(cè)元件構(gòu)成的探測(cè)裝置。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中設(shè)有一溫度傳感裝置，其輸出端與信號(hào)處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端連接。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，信號(hào)變換/傳輸接口單元設(shè)置有用于探測(cè)信號(hào)輸出的高低電平/脈沖輸出電路裝置、音頻信號(hào)輸出電路裝置、電子開關(guān)通/斷輸出電路裝置、集電極輸出電路裝置、光電隔離傳輸電路裝置、標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)串/并行通訊接口/總線傳輸電路裝置、無線電通訊信號(hào)傳輸電路裝置及光纖通訊信號(hào)傳輸?shù)碾娐费b置中的至少一種輸出/傳輸電路裝置。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中設(shè)有金屬探測(cè)裝置，金屬探測(cè)裝置由產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈和與其相配合的振蕩電路構(gòu)成的金屬探測(cè)振蕩器以及用于從金屬探測(cè)振蕩器中檢測(cè)或鑒別出與金屬感應(yīng)探測(cè)線圈兩端的電壓幅值、通過金屬感應(yīng)探測(cè)線圈的感生電流或金屬探測(cè)振蕩器振蕩頻率相關(guān)的信息中的至少一種信息的金屬接近信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路構(gòu)成，金屬接近信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路由檢波器/整流器及比較器/門限器組成，或者由差頻式基準(zhǔn)振蕩器組成，金屬探測(cè)振蕩器與差頻式基準(zhǔn)振蕩器構(gòu)成雙頻自差式振蕩器，或者由基準(zhǔn)振蕩器和混頻器組成，探測(cè)振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器的輸出分別接駁混頻器電路的相應(yīng)輸入端，或者由基準(zhǔn)振蕩器、兩路振蕩信號(hào)處理電路和混頻器電路組成，金屬探測(cè)振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器的輸出各接駁一路振蕩信號(hào)處理電路，振蕩信號(hào)處理電路分別接駁混頻器電路的輸入端，或者由超外差信號(hào)接收機(jī)電路構(gòu)成，金屬探測(cè)振蕩器的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈與超外差信號(hào)接收機(jī)電路的接收線圈平行緊靠，超外差信號(hào)接收機(jī)電路的輸出接駁信號(hào)處理/邏輯處理單元的輸入端，金屬信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路的輸出接駁信號(hào)處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，金屬感應(yīng)探測(cè)線圈里裝有中心軸向設(shè)有至少一端敞口的空腔磁芯或空腔線圈骨架，該磁芯或線圈骨架的空腔內(nèi)設(shè)置地磁感應(yīng)線圈及其它部分或全部探測(cè)器電氣部件。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，其特征在于，車輛探測(cè)器或子探測(cè)器中的各電路單元設(shè)置成滿足不同需要的模塊，或利用大規(guī)模集成電路、專用集成電路/模塊、微處理單片計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器DSP把相應(yīng)的各電路單元的功能進(jìn)行有機(jī)地合并或分解，設(shè)制成半一體化或一體化集成電路模塊/線路板。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，信號(hào)處理/邏輯處理單元可接駁另外的具有獨(dú)立殼體的子探測(cè)器，該子探測(cè)器包含有上述探測(cè)單元。
上述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，電源為具有穩(wěn)壓電路的有線供電、蓄電池或太陽能電池組，磁敏元件可根據(jù)需要設(shè)置地磁集束器，殼體為可拆裝的獨(dú)立式或探測(cè)器組件整體塑封成形式，其外形呈圓柱形或扁圓形。
本實(shí)用新型的地埋型智能車輛探測(cè)器的工作原理闡述如下車輛地磁感應(yīng)探測(cè)裝置和地磁量探測(cè)裝置的工作原理由于每臺(tái)車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)或?？繒r(shí)，車輛會(huì)使該探測(cè)器處的地球磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通量發(fā)生變化，以地磁感應(yīng)線圈為探測(cè)元件，構(gòu)成地磁感應(yīng)探測(cè)裝置時(shí)，變化的地球磁場(chǎng)使地磁感應(yīng)線圈兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也發(fā)生相應(yīng)的變化；以磁敏元件為探測(cè)元件，構(gòu)成地磁量探測(cè)裝置時(shí)，變化的地球磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通量使磁敏元件的信號(hào)輸出隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，通過對(duì)該車輛的地磁感應(yīng)信號(hào)或地球磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)的檢測(cè)、分析和處理，可達(dá)到探測(cè)車輛經(jīng)過、靠近或駛離探測(cè)器處時(shí)車輛信號(hào)的目的。
金屬探測(cè)裝置的工作原理由于車輛底盤由體積較大的金屬構(gòu)件制作而成，當(dāng)車輛駛經(jīng)或停靠在埋于路面的探測(cè)器處時(shí)，金屬探測(cè)裝置中的金屬探測(cè)振蕩器的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)會(huì)使車輛底盤的金屬構(gòu)件因電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生感生渦流，感生渦流的電磁場(chǎng)要反抗原交變電磁場(chǎng)的變化，從而使原產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的金屬探測(cè)振蕩器的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈的振蕩電流在幅度和周期上均有所變化，距離越近，振蕩電流在幅度和周期上變化的越多，此變化量以相應(yīng)的電流信號(hào)、頻率信號(hào)或檢波電壓信號(hào)的變化所呈現(xiàn)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)蔫b別和處理后，可達(dá)到探測(cè)車輛經(jīng)過、靠近或駛離探測(cè)器處時(shí)車輛信號(hào)的目的。
本實(shí)用新型的地埋型智能車輛探測(cè)器，充分利用對(duì)車輛地磁信號(hào)的探測(cè)和處理，加之對(duì)車輛金屬信號(hào)的探測(cè)和處理，綜合相應(yīng)探測(cè)元件所構(gòu)成的探測(cè)裝置的性能優(yōu)點(diǎn)，以及探測(cè)裝置的探測(cè)距離或探測(cè)靈敏度的不同設(shè)置，得到不同的、包含較多信息的車輛探測(cè)信號(hào)，通過對(duì)各探測(cè)信號(hào)應(yīng)用信號(hào)放大、濾波、整形、識(shí)別、比較、信號(hào)采集或邏輯分析等手段，對(duì)信號(hào)的幅值、頻率、寬度、信號(hào)包絡(luò)增幅速率和時(shí)域幅頻特性進(jìn)行分析判斷、以及對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)，達(dá)到各探測(cè)器取長補(bǔ)短、探測(cè)目標(biāo)和狀態(tài)的識(shí)別，提高了車輛探測(cè)器的可靠性，增加了車輛探測(cè)器的信息量，可容易的得到闖線、側(cè)跑、車流量、道路占用率、車速、停車時(shí)間等信息。因此可更好地滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)合和領(lǐng)域、不同的技術(shù)要求、不同的探測(cè)目的的需要。它體積小、模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高，安裝靈活、方便、快捷，可采用全密封型外殼，對(duì)安裝環(huán)境條件要求低、免維護(hù)，特別適合室外和野外使用，惡劣的氣象環(huán)境如下雨、刮風(fēng)、沙塵暴、溫度變化對(duì)其使用效果沒有影響。安裝時(shí)，可在車道上鉆孔埋設(shè)于道路路面，基本上不損壞路面，不占用道路路面以上的空間；當(dāng)然，也可貼裝在路面上，或者安裝在道路路面以上、不影響車輛通過且不超過探測(cè)距離的空間位置。它可對(duì)車輛駛經(jīng)、多車道斷面車流量、車速、堵車、?？繒r(shí)間及行駛方向等車輛動(dòng)態(tài)或靜態(tài)信息進(jìn)行探測(cè)，適用于紅綠燈綠波帶控制、電子警察照相系統(tǒng)、收費(fèi)站擋車系統(tǒng)、車輛門禁系統(tǒng)和停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及路網(wǎng)交通的監(jiān)控管理系統(tǒng)等，還適用于安全監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的軸向剖視圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的軸向剖視圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路原理圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例3的軸向剖視圖。
圖6為圖5的俯視圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例3的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例的探測(cè)器由溫度傳感器(13)、溫度傳感器引出線(14)、單片磁場(chǎng)傳感器集成(21)、磁場(chǎng)傳感器引出線(22)、車輛地磁感應(yīng)線圈(1)、地磁感應(yīng)線圈骨架(31)、地磁感應(yīng)線圈磁芯(2)、地磁感應(yīng)線圈引出線(3)、金屬感應(yīng)探測(cè)線圈(4)、金屬感應(yīng)探測(cè)線圈磁芯(5)、電路模塊線路板(9)、連接電纜(8)、遠(yuǎn)距離輸入/輸出串行接口電路(7)、電源線和信號(hào)電纜(10)、塑料殼體本體(11)及塑料殼體蓋(12)組成。金屬感應(yīng)探測(cè)線圈(4)繞裝在高導(dǎo)磁的“圓管形”金屬感應(yīng)探測(cè)線圈磁芯(5)的下段，磁芯(5)中心內(nèi)空腔中至上而下設(shè)置溫度傳感器(13)、單片集成磁場(chǎng)傳感器(21)、車輛地磁感應(yīng)線圈(1)、電路模塊線路板(9)和遠(yuǎn)距離輸入/輸出串行接口電路(7)，金屬感應(yīng)探測(cè)線圈(4)由其引出線(6)與電路模塊線路板(9)相連接，溫度傳感器(13)、單片磁場(chǎng)傳感器集成(21)和車輛地磁感應(yīng)線圈(1)分別由其引出線(14、22和3)與電路模塊線路板(9)相連接，電路模塊線路板(9)和遠(yuǎn)距離輸入/輸出串行接口電路(7)由連接電纜(8)相連接，電源線及信號(hào)輸出電纜(10)通過塑料殼體(11、12)與電路模塊線路板(9)和遠(yuǎn)距離輸入/輸出串行接口電路(7)相連接。
如圖2所示，為本實(shí)施例的電路原理圖，電源由兩路組成，一路由穩(wěn)壓電路U1、C1、C2、C3、①和②構(gòu)成，U1為78L05三端穩(wěn)壓器，另一路由穩(wěn)壓電路U2、C4、①和②構(gòu)成，U2為78L09三端穩(wěn)壓器；U3為感應(yīng)開關(guān)集成電路TDA0161D，TDA0161D內(nèi)部集成有振蕩器電路單元、檢波器電路單元、比較器電路單元及可變恒流源電路等，L1為金屬感應(yīng)探測(cè)線圈(4)，L1、C5、C6、C7、R1、R2、R3與TDA0161D構(gòu)成金屬探測(cè)裝置；DRT為線性溫度探測(cè)裝置；U4為AD22151單片集成磁場(chǎng)傳感器，由U4、R4、R5、R6和C8構(gòu)成地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度探測(cè)裝置，車輛地磁感應(yīng)探測(cè)裝置由地磁感應(yīng)線圈L2、U5-1、U5-2、U5-3、C10-C14、R7-R14構(gòu)成車輛地磁感應(yīng)探測(cè)及其信號(hào)處理電路，U5為LM224/324集成運(yùn)放；U6為AVR單片機(jī)，以U6為主要器件，構(gòu)成對(duì)四路探測(cè)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采集、數(shù)據(jù)分析和處理及存儲(chǔ)的智能信號(hào)處理/邏輯處理單元；I/O為標(biāo)準(zhǔn)型RS-485三線遠(yuǎn)距離傳輸接口單元，①為電源正，②為電源地，③為傳輸電纜，它們構(gòu)成信號(hào)變換/傳輸接口單元。
根據(jù)上述車輛金屬探測(cè)裝置、地磁量探測(cè)裝置和地磁感應(yīng)探測(cè)裝置的工作原理可以看出對(duì)于金屬探測(cè)裝置，平常沒有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，U3的輸出端6腳電壓信號(hào)為零或較低，當(dāng)車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，在U3的輸出端6腳得到變化的車輛接近信號(hào)，車輛與探測(cè)器的距離越近，該信號(hào)的幅值越大，U6在其模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D0腳可采集到車輛接近信號(hào)。對(duì)于地磁量探測(cè)裝置，平常沒有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，U4的輸出端5腳信號(hào)為Uc/2，當(dāng)車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，在U4的輸出端5腳得到變化的車輛接近信號(hào)，車輛與探測(cè)器的距離越近，該信號(hào)的幅值變化越大，U6在其模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D2腳可采集到車輛接近信號(hào)。對(duì)于地磁感應(yīng)探測(cè)裝置而言，平常沒有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，地磁感應(yīng)線圈兩端信號(hào)為零，U6的I/O口DB0腳低電平輸入，當(dāng)車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，在地磁感應(yīng)線圈兩端得到變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)(車輛地磁感應(yīng)信號(hào))；通過U5-1、U5-2和U5-3進(jìn)行信號(hào)放大、濾波和整形，在U6的I/O口DB0腳得到一組包含至少一個(gè)高電平脈沖的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的脈沖寬度和脈沖個(gè)數(shù)與車輛的車速、車輛長度和底盤結(jié)構(gòu)等相對(duì)應(yīng)。溫度傳感器的變化量送到U6的A/D1腳。AVR單片微處理計(jì)算機(jī)U6通過對(duì)A/D0、A/D1、A/D2和DB0腳信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、運(yùn)算和時(shí)域幅頻特性進(jìn)行綜合分析和處理，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)或統(tǒng)計(jì)，得到闖線、車流量、道路占用率、停車時(shí)間等信息，通過U6的C口的DC0、DC1和DC2腳與I/O進(jìn)行SPI制式數(shù)據(jù)或信號(hào)傳輸，通過I/O查詢或通過I/O傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用裝置或系統(tǒng)。
實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例的探測(cè)器由殼體本體(11)和殼體底蓋(12)、霍耳線性磁場(chǎng)傳感器(21)、地磁集束器(23、24)、電路模塊(9)、傳輸連接電纜(10)和接口插座(20)組成。它可以探測(cè)車輛駛經(jīng)、靠近、停靠或駛離探測(cè)裝置處時(shí)的車輛信號(hào)數(shù)據(jù)。
如圖4所示，為本實(shí)施例的電路原理圖，電源由I/O接口供給；車輛地磁量探測(cè)裝置由AC霍耳線性磁場(chǎng)傳感器和U1構(gòu)成，AC為SL3501M/TU2，U1為AMP04；U2為帶串行接口的16位A/D轉(zhuǎn)換器CS5509，它構(gòu)成信號(hào)處理/邏輯處理單元；I/O為9芯串行接口插座/插頭，構(gòu)成探測(cè)器傳輸接口單元。
根據(jù)上述車輛地磁量(磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通量)傳感器的工作原理可知平常，沒有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，霍耳線性磁場(chǎng)傳感器AC的輸出電壓信號(hào)較小，U1的輸出端(6腳)的電壓幅值也相應(yīng)較低，經(jīng)U2得到的16位串行數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)應(yīng)較?。划?dāng)有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)或?？繒r(shí)，探測(cè)器處的地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，霍耳線性磁場(chǎng)傳感器AC的輸出電壓信號(hào)隨著增大，U1的輸出端(6腳)的電壓幅值也相應(yīng)變大，經(jīng)U2得到的16位串行數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)應(yīng)也隨之變大，外部系統(tǒng)或裝置通過I/O取得U2所得到的實(shí)時(shí)串行數(shù)據(jù)結(jié)果，達(dá)到探知車輛駛經(jīng)、靠近、停靠或駛離探測(cè)裝置處時(shí)的車輛信號(hào)數(shù)據(jù)。
實(shí)施例3如圖5、6所示，本實(shí)施例的探測(cè)器由車輛地磁感應(yīng)線圈(1)、地磁感應(yīng)線圈骨架(31)、地磁感應(yīng)線圈磁芯(2)、地磁感應(yīng)線圈引出線(3)、固定螺母(32)、電路模塊線路板(9)、電源線和信號(hào)電纜(10)、殼體本體(11)及殼體蓋(12)組成。
如圖7所示，為本實(shí)施例的電路原理圖，電源由U1、C1、C2、①和②構(gòu)成，U1為78L105三端穩(wěn)壓器；車輛地磁感應(yīng)探測(cè)裝置由地磁感應(yīng)線圈L與線圈感生電壓信號(hào)檢測(cè)/處理電路構(gòu)成，線圈感生電壓信號(hào)檢測(cè)/處理電路由C3、C4、R1-R6、U2-1和U2-2組成，U2為二運(yùn)放LM258/358；U3為AVR單片機(jī)，以U3為主要器件，構(gòu)成對(duì)可探測(cè)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采集、數(shù)據(jù)分析和處理的智能信號(hào)處理/邏輯處理單元，R7、Q1及③構(gòu)成探測(cè)信號(hào)以集電極輸出的信號(hào)變換/傳輸接口單元。
根據(jù)上述車輛地磁感應(yīng)探測(cè)裝置的工作原理可知平常，沒有車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，地磁感應(yīng)線圈兩端信號(hào)為零，U3的模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D0腳低電平輸入，當(dāng)車輛從探測(cè)器處駛經(jīng)時(shí)，在地磁感應(yīng)線圈兩端得到變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)(車輛地磁感應(yīng)信號(hào))；通過U2-1和U2-2進(jìn)行信號(hào)放大后，在U3的A/D0腳得到一交流電壓信號(hào)，該信號(hào)的幅頻——時(shí)域特性與車輛的車速、車輛長度和底盤結(jié)構(gòu)等相對(duì)應(yīng)，AVR單片微處理計(jì)算機(jī)U3通過對(duì)A/D0腳信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、運(yùn)算和時(shí)域幅頻特性進(jìn)行綜合分析和處理，得到駛經(jīng)、?？康刃畔?，通過U3的C口的DC0腳控制Q1處于導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，形成探測(cè)信號(hào)集電極輸出。圖中雙點(diǎn)劃線所示為觸點(diǎn)輸出示例。
權(quán)利要求1.一種地埋型智能車輛探測(cè)器，它由探測(cè)單元、用于完成對(duì)探測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、環(huán)境補(bǔ)償、信號(hào)A/D采集、自動(dòng)效準(zhǔn)、邏輯分析或?qū)π盘?hào)的幅值、頻率、寬度、信號(hào)包絡(luò)增幅速率和時(shí)域特性進(jìn)行分析判斷以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號(hào)處理/邏輯處理單元、信號(hào)變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成，電源為各單元電路供電，探測(cè)單元至少由用于探測(cè)地磁磁場(chǎng)變化的以地磁感應(yīng)線圈為探測(cè)元件的地磁感應(yīng)探測(cè)裝置和用于探測(cè)地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度/磁通密度的以磁敏元件為探測(cè)元件的地磁量探測(cè)裝置中的其中之一種探測(cè)裝置構(gòu)成，探測(cè)單元的輸出端分別接駁信號(hào)處理/邏輯處理的相應(yīng)輸入端，信號(hào)處理/邏輯處理單元的輸出端與信號(hào)變換/傳輸接口單元的相應(yīng)輸入端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，以地磁感應(yīng)線圈為探測(cè)元件的地磁感應(yīng)探測(cè)裝置由地磁感應(yīng)線圈和線圈感生電壓信號(hào)檢測(cè)/處理電路構(gòu)成，以磁敏元件為探測(cè)元件的地磁量探測(cè)裝置由磁敏元件和磁敏信號(hào)環(huán)境補(bǔ)償/檢測(cè)/處理電路構(gòu)成，磁敏元件為磁敏電阻、磁敏二極管、磁敏晶體管、3CCM型磁敏晶體管、4CCM型磁敏晶體管、磁敏電橋、霍爾元件、集成磁場(chǎng)傳感器/模塊或單軸/多軸單片集成磁場(chǎng)傳感器/模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上由相同探測(cè)元件構(gòu)成的或不相同探測(cè)元件構(gòu)成的探測(cè)裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中設(shè)有一溫度傳感裝置，其輸出端與信號(hào)處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端連接。
5.如權(quán)利要求1所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，信號(hào)變換/傳輸接口單元設(shè)置有用于探測(cè)信號(hào)輸出的高低電平/脈沖輸出電路裝置、音頻信號(hào)輸出電路裝置、電子開關(guān)通/斷輸出電路裝置、集電極輸出電路裝置、光電隔離傳輸電路裝置、標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)串/并行通訊接口/總線傳輸電路裝置、無線電通訊信號(hào)傳輸電路裝置及光纖通訊信號(hào)傳輸?shù)碾娐费b置中的至少一種輸出/傳輸電路裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，探測(cè)單元中設(shè)有金屬探測(cè)裝置，金屬探測(cè)裝置由產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈和與其相配合的振蕩電路構(gòu)成的金屬探測(cè)振蕩器以及用于從金屬探測(cè)振蕩器中檢測(cè)或鑒別出與金屬感應(yīng)探測(cè)線圈兩端的電壓幅值、通過金屬感應(yīng)探測(cè)線圈的感生電流或金屬探測(cè)振蕩器振蕩頻率相關(guān)的信息中的至少一種信息的金屬接近信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路構(gòu)成，金屬接近信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路由檢波器/整流器及比較器/門限器組成，或者由差頻式基準(zhǔn)振蕩器組成，金屬探測(cè)振蕩器與差頻式基準(zhǔn)振蕩器構(gòu)成雙頻自差式振蕩器，或者由基準(zhǔn)振蕩器和混頻器組成，探測(cè)振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器的輸出分別接駁混頻器電路的相應(yīng)輸入端，或者由基準(zhǔn)振蕩器、兩路振蕩信號(hào)處理電路和混頻器電路組成，金屬探測(cè)振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器的輸出各接駁一路振蕩信號(hào)處理電路，振蕩信號(hào)處理電路分別接駁混頻器電路的輸入端，或者由超外差信號(hào)接收機(jī)電路構(gòu)成，金屬探測(cè)振蕩器的金屬感應(yīng)探測(cè)線圈與超外差信號(hào)接收機(jī)電路的接收線圈平行緊靠，超外差信號(hào)接收機(jī)電路的輸出接駁信號(hào)處理/邏輯處理單元的輸入端，金屬信號(hào)鑒別/檢測(cè)電路的輸出接駁信號(hào)處理/邏輯處理單元的相應(yīng)輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，金屬感應(yīng)探測(cè)線圈里裝有中心軸向設(shè)有至少一端敞口的空腔磁芯或空腔線圈骨架，該磁芯或線圈骨架的空腔內(nèi)設(shè)置地磁感應(yīng)線圈及其它部分或全部探測(cè)器電氣部件。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，車輛探測(cè)器或子探測(cè)器中的各電路單元設(shè)置成滿足不同需要的模塊，或利用大規(guī)模集成電路、專用集成電路/模塊、微處理單片計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器DSP把相應(yīng)的各電路單元的功能進(jìn)行有機(jī)地合并或分解，設(shè)制成半一體化或一體化集成電路模塊/線路板。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，信號(hào)處理/邏輯處理單元可接駁另外的具有獨(dú)立殼體的子探測(cè)器，該子探測(cè)器包含有上述探測(cè)單元。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的地埋型智能車輛探測(cè)器，其特征在于，電源為具有穩(wěn)壓電路的有線供電、蓄電池或太陽能電池組，磁敏元件可根據(jù)需要設(shè)置地磁集束器，殼體為可拆裝的獨(dú)立式或探測(cè)器組件整體塑封成形式，其外形呈圓柱形或扁圓形。
專利摘要一種地埋型智能車輛探測(cè)器，它由探測(cè)單元、用于完成對(duì)探測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸出進(jìn)行放大、濾波、整形、比較、靈敏度調(diào)整、環(huán)境補(bǔ)償、信號(hào)A/D采集、自動(dòng)效準(zhǔn)、邏輯分析或?qū)π盘?hào)的幅值、頻率、寬度、信號(hào)包絡(luò)增幅速率和時(shí)域特性進(jìn)行分析判斷以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)工作中的至少一項(xiàng)工作的信號(hào)處理/邏輯處理單元、信號(hào)變換/傳輸接口單元、電源及殼體組成；還可接駁子探測(cè)器。它可對(duì)車輛駛經(jīng)、多車道斷面車流量、車速、堵車、?？繒r(shí)間及行駛方向等車輛動(dòng)態(tài)或靜態(tài)信息進(jìn)行探測(cè)，適用于紅綠燈綠波帶控制、電子警察照相、收費(fèi)站、車輛門禁和停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及路網(wǎng)交通的監(jiān)控管理系統(tǒng)等，還適用于安全監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08G1/01GK2708418SQ200420010999
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者林貴生 申請(qǐng)人:林貴生