專利名稱：車輛分類計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物理控制技術(shù)領(lǐng)域，主要用于對(duì)通行車輛類型判別和計(jì)數(shù)的車輛分類計(jì)數(shù)器。
目前常用的車輛計(jì)數(shù)和分類器主要有以下幾種軸重式自動(dòng)車型分類器。該分類器是將壓力傳感器埋設(shè)在路面上，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，壓力傳感器輸出大小不同的信號(hào)從而判別車類型。這種方法存在的主要問(wèn)題是，由于車輛在運(yùn)行過(guò)程中速度不同，因此在稱重點(diǎn)的慣性也不同，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。同時(shí)傳感器也存在可靠性和壽命問(wèn)題。陜西省西臨高速公路灞橋收費(fèi)站使用這種車輛分類器《陜西公路》一九九三年二期81頁(yè)。另一種是紅外線光柵式車輛計(jì)數(shù)器。它是利用紅外線的特點(diǎn)，由十幾個(gè)垂直排列并一一對(duì)應(yīng)的發(fā)射和接收管構(gòu)成紅外線光柵。當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，車體擋住光柵接收端產(chǎn)生光柵斷信號(hào)。當(dāng)車體離開光柵后計(jì)數(shù)增加一次。這種計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)是對(duì)拖掛車不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。陜西西銅高速公路草灘收費(fèi)站使用這種車輛計(jì)數(shù)器。《陜西公路》一九九三年二期77頁(yè)。紅外線光柵技術(shù)的另一種應(yīng)用是增加紅外線計(jì)數(shù)器對(duì)。數(shù)對(duì)計(jì)數(shù)器構(gòu)成了紅外線光柵陣列。車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，車身的長(zhǎng)度不同遮擋計(jì)數(shù)器對(duì)的數(shù)目也不同。根據(jù)遮擋計(jì)數(shù)器數(shù)目判別車類型。北京首都機(jī)場(chǎng)路收費(fèi)站就是采用這種方式。這種計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)是不能應(yīng)用于按噸位計(jì)費(fèi)的道路。再有一種是磁感應(yīng)式計(jì)數(shù)器。這種方式是用埋設(shè)在路面下的電流環(huán)，來(lái)感應(yīng)車輛進(jìn)行計(jì)數(shù)的。存在的問(wèn)題是當(dāng)兩輛車跟隨很緊時(shí)，計(jì)數(shù)會(huì)出現(xiàn)誤差。京津唐高速公路收費(fèi)站使用的是這種計(jì)數(shù)器。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、并具有智能化故障檢測(cè)與自學(xué)習(xí)功能的車輛計(jì)數(shù)分類器。
本實(shí)用新型 發(fā)射一種對(duì)通行車輛的類型判別和計(jì)數(shù)的車輛分類計(jì)數(shù)器，它包括發(fā)射單元、接收單元以及信號(hào)處理單元。多路分配器輸入端接發(fā)射單元，輸出端接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，控制端接編碼緩沖器。緩沖器的輸出接程序控制器，紅外接收器輸出與接收緩沖器相連。程序控制器計(jì)數(shù)端接壓感開關(guān)，輸出送上位機(jī)，編碼輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)器接編碼緩沖器。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述

圖1為本實(shí)用新型的方框圖。
圖2為頻率發(fā)生器電原理圖。
圖3為多路分配器及發(fā)射功率驅(qū)動(dòng)器電原理圖。
圖4為編碼接收緩沖器電原理圖。
圖5為程序控制器電原理圖。
圖1描述的發(fā)射單元中頻率發(fā)生器1的輸出接多路分配器2。編碼接收緩沖器3輸出接多路分配器2控制端。多路分配器2驅(qū)動(dòng)輸出到紅外發(fā)射器4。接收單元中紅外接收器5輸出與接收緩沖器6相連。接收緩沖器6輸出與信號(hào)處理單元中的程序控制器7相連。壓感開關(guān)9輸出接程序控制器7的中斷輸入端。程序控制器7編碼輸出經(jīng)編碼驅(qū)動(dòng)器8接發(fā)射單元中的編碼接收緩沖器3。程序控制器7信息輸出經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)器10與上位計(jì)算機(jī)相連。
圖2為頻率發(fā)生器電原理圖。頻率發(fā)生器1產(chǎn)生38KH，3.2KH兩種頻率。由三個(gè)功能塊組成，即振蕩器、四分頻器、十二分頻器。振蕩器由74HC14 U12-E、電阻R3 10M歐姆、R4 100K歐姆、C5、C6兩個(gè)30P電容、455KH晶體構(gòu)成。電阻U12 11′腳與R3、455KH晶體、C5的一端連，U12 10′腳與R3的另一端相連，同時(shí)接R4一端。C6一端與R4，455KH晶體一端與U12 13′腳相連。C5、C6另一端接地。四分頻器U13是74LS92。74LS163的7′、10′、9′、1′腳連在一起接電源正極構(gòu)成十二分頻器。振蕩器輸出455KH信號(hào)經(jīng)U12-F反相器輸出到U13 CLKO端。四分頻器輸出38KH信號(hào)。38KH信號(hào)由U13 Q3接十二分頻器U14時(shí)鐘輸入端CLK。U14 Q3輸出3.2KH信號(hào)。
圖3是多路分配器及發(fā)射功率驅(qū)動(dòng)器電原理圖。它由74LS154多路分配器U15，三片74LS04反相器U16、U17、U18，二片ULN2003功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器U19、U20和一片75451功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器U21構(gòu)成。U13Q3輸出38KH信號(hào)接U15 G2。U14 Q3輸出信號(hào)接U15 G1。多路分配器的輸出U15 2′至U15 7′腳對(duì)應(yīng)接反相器U16的1′、3′、5′、9′、11′、13′腳，U15 8′、9′、10′、11′，U15 13′、14′對(duì)應(yīng)接反相器U17的1′、3′、5′、9′、11′、13′腳，U15 15′、16′、17′對(duì)應(yīng)接反相器U18的1′、3′、5′腳。反相器U16輸出2′、4′、6′、8′、10′、12′腳對(duì)應(yīng)接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)U19 1′、2′、3′、4′、5′、6′腳。反相器U17輸出2′、4′、6′、8′、10′、12′腳對(duì)應(yīng)接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)U19 7′、U20 1′、2′、3′、4′、5′腳。反相器U18 2′、4′腳對(duì)應(yīng)接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)U20 6′、7′腳。U18 6′腳接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)U21的1′腳。紅外發(fā)射器4包含15只GL360紅外發(fā)射管，限流電阻排。發(fā)射管的負(fù)極分別接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器U19、U20、U21輸出端10′至16′腳。電源正極通過(guò)限流電阻接15個(gè)發(fā)射管正極。
圖4是編碼接收緩沖器電原理圖。它由光電藕合器U22，U1274HC14中的四個(gè)反相器構(gòu)成。光電藕合器的四個(gè)輸出U22 16′、14′、12′、10′腳對(duì)應(yīng)接上拉電阻排ROW4。并接U12中四個(gè)反相器輸入端U12 1′、3′、5′、9′腳。反相器輸出端U12 2′、4′、6′、8′腳接多路分配器編碼控制端A、B、C、D。
紅外接收電路由十五個(gè)NJL51H塊構(gòu)成。所有NJL51H正端連在一起接電源正極和負(fù)端連在一起接電源負(fù)極。十五個(gè)紅外信號(hào)輸出端經(jīng)接收緩沖器6與程序控制器信號(hào)輸入端P00至P07，P20至P26相連。壓感開關(guān)由四個(gè)UGN3120U霍耳元件組成。所有霍耳開關(guān)正端連在一起接電源正和負(fù)端連在一起接電源負(fù)?；舳_關(guān)信號(hào)通過(guò)壓感觸發(fā)器U11的Q端，U9的Q端輸出接程序控制器中斷輸入端IN0，INT。
圖5是程序控制器及壓感開關(guān)電原理圖。程序控制器7是一片89C51微處理器U6。編碼驅(qū)動(dòng)器8是一片ULN2003 U7。程序控制器U6的編碼信號(hào)P10至P13接編碼驅(qū)動(dòng)器U7 1′至4′腳。狀態(tài)信息輸出由U6的P14至P17經(jīng)驅(qū)動(dòng)器接上位機(jī)。U6的VP接VCC電源正。外晶振電路由C1、C2、4MH晶體構(gòu)成4MH晶體兩端分接C1、C2一端并接U6的X1、X2。C1、C2另一端接地。U8是程序監(jiān)控器。U8的MR與WO相接。U8的REST接U6的REST。U6的WR接U8的WI。U8的PI接地。
壓感觸發(fā)器由二片74LS122 U9、U11，一片74LS20 U10組成。U9的RCext接R2、C4的一端，R2另一端接電源正。C4另一端接U9的Cext。U9的A2、B1、B2、CLR接電源正極。U9的A1接U10 8′腳。U10的C，D接兩路霍耳信號(hào)輸入。U10的10，9接電源正極。U11的RCext接R1，C3的一端，R1另一端接電源正。C3另一端接U11的Cext。U11的A2，B1，B2，CLR接電源正極。U11的A1接U10腳6。U10的A，B接另兩路霍耳信號(hào)輸入。U10的4，5接電源正極。
工作原理敘述整個(gè)電路是以程序控制器為核心工作的。程序控制器輸出編碼信號(hào)，通過(guò)光電藕合接口控制某一路發(fā)射管發(fā)射紅外線。紅外線光經(jīng)38KH，3.2KH二次頻率調(diào)制后發(fā)射。紅外接收電路接收紅外信號(hào)通過(guò)緩沖器送入程序控制器供程序判斷工作狀態(tài)。兩路壓感開關(guān)信號(hào)通過(guò)光電藕合接口，經(jīng)緩沖器送入程序控制器，供程序信息判斷處理用。程序控制器將每次車輛通過(guò)的車型信息及計(jì)數(shù)脈沖送到上位機(jī)。
當(dāng)前路、橋收費(fèi)工作中存在許多弊病，解決這些問(wèn)題的最好方法是采用計(jì)算機(jī)收費(fèi)監(jiān)控技術(shù)。本實(shí)用新型由于采用巧妙的構(gòu)思和先進(jìn)的技術(shù)，保證了車輛通過(guò)分離與計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，并能有效的分辨車型。本實(shí)用新型與計(jì)算機(jī)，電視等設(shè)備配套使用，將構(gòu)成嚴(yán)密有效的收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.車輛分類計(jì)數(shù)器，它包括發(fā)射單元、接收單元以及信號(hào)處理單元，其特征在于所述的發(fā)射單元中的頻率發(fā)生器輸出接多路分配器，多路分配器的輸出端接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，編碼緩沖器的輸出端接多路分配器的控制端；所述的接收單元中的多路紅外接收器輸出與接收緩沖器相連，緩沖器的輸出接信號(hào)處理單元中的程序控制器，壓感開關(guān)接程序控制器計(jì)數(shù)端，程序控制器的輸出送上位機(jī)，程序控制器編碼輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)器接編碼緩沖器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述頻率發(fā)生器中的振蕩電路接四分頻器，四分頻器接十二分頻器輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述多路分配器的輸入端接編碼緩沖器的輸出，多路分配器的使能控制端分別接頻率發(fā)生器二分頻和十二分頻的輸出端，多路分配器的各個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路的各個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)接紅外線發(fā)射管的負(fù)極，每個(gè)紅外發(fā)射管的正極分別經(jīng)限流電阻接電源正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的程序控制器的編碼輸出接編碼緩沖器輸入端，編碼緩沖器中的光電耦合器TLP512輸出端分別接四個(gè)史密特觸發(fā)器輸入端，其輸出端接多路分配器的四個(gè)編碼控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的紅外接收器中的多個(gè)紅外接收塊的信號(hào)輸出端接程序控制器的信號(hào)輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛分類計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的程序控制器編碼輸出端接編碼驅(qū)動(dòng)器，狀態(tài)信息輸出接驅(qū)動(dòng)器輸入。
專利摘要一種對(duì)通行車輛的類型判別和計(jì)數(shù)的車輛分類計(jì)數(shù)器,它包括發(fā)射單元、接收單元以及信號(hào)處理單元。多路分配器輸入端接發(fā)射單元,輸出端接功率發(fā)射驅(qū)動(dòng)器,控制端接編碼緩沖器,緩沖器的輸出接程序控制器,紅外接收器輸出與接收緩沖器相連。程序控制器計(jì)數(shù)端接壓感開關(guān),輸出送上位機(jī),編碼輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)器接編碼緩沖器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、可靠性高、抗干擾性強(qiáng),并具有智能化故障檢測(cè)與自學(xué)習(xí)系統(tǒng)重構(gòu)功能。
文檔編號(hào)G06M3/00GK2278248SQ96236138
公開日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1996年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月20日
發(fā)明者劉寧, 萬(wàn)百五 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)