專利名稱：一種無線磁感強度車輛檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域的車輛信號檢測與無線傳輸領(lǐng)域，具體地說是一種無線磁感 強度車輛檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)負荷過重，提高其運行效率是交通發(fā)展的迫切要求。交通管理、評估 及規(guī)劃等重要環(huán)節(jié)必須在掌握現(xiàn)有交通狀況的基礎(chǔ)上開展。如何高效采集現(xiàn)代城市系統(tǒng)所 產(chǎn)生的海量交通信息是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。運用電子信息技術(shù)采集路面交通信息是其 基礎(chǔ)手段，幾十年來的工程實踐中出現(xiàn)了電感線圈、視頻、微波(RTMS)幾類主要的技術(shù)。但 其分別在某些方面存在不足電感線圈安裝工程量大阻斷交通，且容易受損壞維修成本高； 基于視頻圖像處理的技術(shù)受自然天氣條件、安裝位置和路面復(fù)雜度影響大，精度不足；RTMS 易受遮擋物(如隔離帶)影響，對布設(shè)要求較高，安裝位置影響其檢測性能，且成本高，大范 圍布設(shè)投資巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種簡單方便，便于實施的無線磁感 強度車輛檢測方法。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下一種無線磁感強度車輛檢測方法，包括如下步驟a.感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號；b.將步驟a的電信號以串行發(fā)給那時傳送并放大；c.將步驟b的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值；d.將步驟c得到的磁感強度值與空間恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果，其 中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲 得流量、車速、占有時間、以及車型的交通信息；e.將步驟d的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至信息中心。其中，在路面設(shè)置多個磁感強度檢測器，每個磁感強度檢測器進行步驟a至步驟d 的操作，每一個磁感強度檢測器得到的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至一路側(cè)接收器，該路 側(cè)接收器實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)下載和數(shù)據(jù)傳輸至信息中心。根據(jù)檢測器放置地點和接收器距離遠近，所述多個磁感強度檢測器的檢測結(jié)果直 接或經(jīng)由一個或多個中繼器通過無線方式中轉(zhuǎn)后發(fā)送至路側(cè)接收器。本發(fā)明的另一目的為提供一種具有較低生產(chǎn)成本，安裝維護簡便適合大范圍便捷 部署，且具有較高檢測性能和豐富的檢測信息的無線磁感強度車輛檢測裝置。實現(xiàn)該目的 的技術(shù)方案如下一種無線磁感強度車輛檢測裝置，包括感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號的磁感強度傳感器；
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將空間三軸的感應(yīng)信號時分復(fù)用變?yōu)榇行盘柕亩嗦窂?fù)用器；將上述信號功率放大的模擬信號放大器；將放大的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值，并與空間 恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果的微控制器，其中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾 值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲得流量、車速、占有時間、以及車型的 交通信息；將檢測結(jié)果以無線方式發(fā)送的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；其中磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模 塊依次連接，且均與一電源連接，共同組成磁感強度檢測器。其中所述磁感強度檢測器為多個，每個磁感強度檢測器還包括一與微控制器和電 源連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，其與具有無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的路側(cè)接收器無線連接。所述路 側(cè)接收器包括微處理器和與其電連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、本地數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)存儲 模塊和移動通信模塊，且各部分與同一電源相連。所述無線磁感強度車輛檢測裝置還包括至少一個中繼器，所述磁感強度檢測器的 檢測結(jié)果通過至少一個中繼器以無線方式發(fā)送至路側(cè)接收器，所述中繼器包括相互電連接 的微處理器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源。本發(fā)明的檢測裝置最優(yōu)是包括多個磁感強度檢測器、多個中繼器和一個路側(cè)接收 器。根據(jù)檢測器放置地點和接收器距離遠近，多個磁感強度檢測器的檢測結(jié)果直接發(fā)送或 通過一個或多個中繼器發(fā)送至路側(cè)接收器，由路側(cè)接收器提供本地存儲、本地數(shù)據(jù)下載和 將檢測結(jié)果由移動通信模塊集中發(fā)送至信息中心。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點1、檢測精度高，基本與現(xiàn)有電感線圈一致，高于視頻和RTMS ；2、安裝施工快速簡便不必大面積破壞路面，一次性植入不需要復(fù)雜的調(diào)校及維 護；3、成本低，不到電感線圈或RTMS系統(tǒng)的1/5，更適合大量部署，可獲得路網(wǎng)高分辨 率的微循環(huán)信息；4、抗干擾性強，檢測性能基本受自然環(huán)境變化和路表障礙物影響??；5、檢測信息豐富，能獲得細致的車輛個體信息，進而實現(xiàn)車型估計和車輛辨識等 比電感線圈和RTMS等更豐富功能，在此基礎(chǔ)上可以對路網(wǎng)運行參數(shù)進行全面估計；6、應(yīng)用范圍廣，由于其體積小、無源供電、安裝快速簡便，可應(yīng)用于室內(nèi)停車場、橋 梁、廣場、隧道等施工量限制或無法有線供電的場合。


圖1為本發(fā)明的無線磁感強度車輛檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的無線磁感強度車輛檢測裝置的較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。一種無線磁感強度車輛檢測方法，包括如下步驟
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a.感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號；b.將步驟a的電信號以串行發(fā)給那時傳送并放大；c.將步驟b的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值；d.將步驟c得到的磁感強度值與空間恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果，其 中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲 得流量、車速、占有時間、以及車型的交通信息；e.將步驟d的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至信息中心。其中，在路面設(shè)置多個磁感強度檢測器，每個磁感強度檢測器進行步驟a至步驟d 的操作，每一個磁感強度檢測器得到的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至路側(cè)接收器，該路側(cè) 接收器實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)下載和數(shù)據(jù)傳輸至信息中心。根據(jù)檢測器放置地點和接收器距離遠近，所述多個磁感強度檢測器的檢測結(jié)果直 接或經(jīng)由一個或多個中繼器通過無線方式中轉(zhuǎn)后發(fā)送至路側(cè)接收器。如圖1所示，一種無線磁感強度車輛檢測裝置，包括感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號的磁感強度傳感器；將空間三軸的感應(yīng)信號時分復(fù)用變?yōu)榇行盘柕亩嗦窂?fù)用器；將上述信號功率放大的模擬信號放大器；將放大的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值，并與空間 恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果的微控制器，其中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾 值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲得流量、車速、占有時間、以及車型的 交通信息；將檢測結(jié)果以無線方式發(fā)送的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；其中磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模 塊依次連接，且均與一電源連接。由磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制 器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源組成磁感強度檢測器。其中所述磁感強度檢測器為多個，每個磁感強度檢測器還包括一與微控制器和電 源連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與具有無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的路側(cè)接收 器無線連接。所述路側(cè)接收器包括微處理器和與其電連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、本地數(shù)據(jù) 接口模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和移動通信模塊，各部分連接同一電源。所述無線磁感強度車輛檢測裝置還包括中繼器。根據(jù)檢測器放置地點和接收器 距離遠近，所述磁感強度檢測器的檢測結(jié)果直接或通過中繼器以無線方式發(fā)送至路側(cè)接收 器，所述中繼器包括相互電連接的微處理器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源。如圖2所示，無線磁感強度車輛檢測裝置由磁感強度檢測器、中繼器和接收器組 成，磁感強度檢測器由磁感強度傳感器1、多路復(fù)用器2、模擬信號放大器3、微控制 器4、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊5、開關(guān)電路模塊6、電池7、組成。中繼器由數(shù)據(jù)存儲模塊由微處理器8、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊9、及電源10組成。路側(cè)接收器由蜂窩移動通信模塊11、微處理器12、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊13、數(shù)據(jù)存 儲模塊14、本地數(shù)據(jù)接口模塊15及電源16組成。地磁場產(chǎn)生的磁力線穩(wěn)定的存在于地表的任何位置，不受日照、氣候等自然條件
6變化的影響，但會因含鐵、鎳、鈷等具有鐵磁性物質(zhì)的進入而發(fā)生改變。車輛底盤等部件含 有大面積鐵磁性物質(zhì)，對其覆蓋區(qū)地表的地磁感強度會產(chǎn)生明顯的影響。通過感知空間磁 感強度的變化，可以獲得豐富細致的車輛信息。磁感強度傳感器1作用是把空間磁感強度 的變化轉(zhuǎn)換成電信號，實施例中采用HMC1052L型磁感強度傳感器制作，也可采用其它磁感 強度傳感器。在三維空間X、Y、Z軸方向各采用獨立的傳感器，經(jīng)過多路復(fù)用器2將三軸的 感應(yīng)信號時分復(fù)用變?yōu)榇行盘?，采用MAX4618型多路復(fù)用集成電路制作。模擬信號放大 器3將信號功率放大，采用INA122型集成電路制作。電阻率的變化導(dǎo)致磁阻材料對外輸出電壓的變化。微控制器4 (MCU)通過對磁阻 材料輸出電壓的模數(shù)采樣和轉(zhuǎn)換，推算出磁感強度值。在沒有車輛經(jīng)過時，MCU感知的磁場 是某一恒定值。車輛的通過引發(fā)了傳感器周圍磁感強度的變化，和空間恒定的磁感強度值 比較，超過某一閾值或低于某一閾值作為判斷車輛有無的依據(jù)，從而MCU即可通過對磁場 的感知而判斷車輛的經(jīng)過。對采樣信號進行高級信號處理可以獲得流量、車速、占有時間、 以及車型等各種交通信息?？刂破鲗z測結(jié)果通過無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊5和其它硬件單元通 信，發(fā)送自己的檢測結(jié)果，并接受其它硬件單元發(fā)送來的控制信號。同時控制器輸出命令對 開關(guān)電路模塊6進行控制。開關(guān)電路模塊6的作用是控制磁感強度傳感器1和模擬信號 放大器3電源的通斷，在不需要其工作時切斷其供電，從而降低其功耗。電路控制模塊采用 TPS279730和TPS78230型集成電路制作。電源7采用鋰電池。微控制器4內(nèi)對采集到的各軸磁感強度的數(shù)字信號進行信號處理，可以獲得車輛 檢測起止時間戳、車流量、車速、車型及占有時間等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)由MCU輸出給無線數(shù)據(jù) 收發(fā)模塊，經(jīng)射頻電路發(fā)送至空間。實施例中微控制器4采用MSP430F149型集成電路制作； 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用TI的CC2520型集成電路制作，無線射頻采用陶瓷天線。檢測器 外殼采用高沖擊性聚碳酸酯(Bayer high impact polycarbonate)，保證無線信號的傳輸。 防水耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證在埋藏地下時內(nèi)部的電路可靠工作。地面安裝時灌入的密封材料 米用有機娃聚服酉旨(epoxy，two-component 100% solid silicone polyurea-based)。磁感強度檢測器、中繼器和路側(cè)接收器以無線的方式通信。檢測結(jié)果由檢測器直 接發(fā)送至接收器，也可發(fā)送至中繼器再被轉(zhuǎn)發(fā)至接收器。中繼器以一級或多級接力的方式 將檢測結(jié)果發(fā)送至接收器。其中中繼器中的微處理器8采用MSP430F149型集成電路制作， 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊9采用TI的CC2520型集成電路制作。電源10采用太陽能供電，在有條 件的地方采用有線供電。路側(cè)接收器負責(zé)接收直接由檢測點和由中繼器轉(zhuǎn)發(fā)來的檢測結(jié)果，根據(jù)需要支持 將檢測結(jié)果本地存儲、通過硬件接口輸出或發(fā)送至蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)首先由無線數(shù) 據(jù)收發(fā)模塊13接收，再經(jīng)微處理器處理以給定的數(shù)據(jù)格式分別存儲或輸出。其中無線數(shù)據(jù) 收發(fā)模塊13采用TI的CC2520型集成電路制作，無線射頻采用定向天線。微處理器12采 用Coldfire型號集成電路制作。蜂窩移動通信模塊11采用符合CDMAlX標準的ECI-CC12 型無線數(shù)傳輸模塊制作。數(shù)據(jù)存儲14模塊采用帶USB接口的移動硬盤制作。本地數(shù)據(jù)接 口 15采用符合RS232、RJ45及NEMA標準的通用集成電路制作。電源16采用太陽能供電， 在有條件的地方采用有線供電。
權(quán)利要求
一種無線磁感強度車輛檢測方法，其特征在于，包括如下步驟a.感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號；b.將步驟a的電信號以串行發(fā)給那時傳送并放大；c.將步驟b的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值；d.將步驟c得到的磁感強度值與空間恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果，其中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲得流量、車速、占有時間、以及車型等交通信息；e.將步驟d的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至信息中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線磁感強度車輛檢測方法，其特征在于在路面設(shè)置多個 磁感強度檢測器，每個磁感強度檢測器進行步驟a至步驟d的操作，每一個磁感強度檢測器 得到的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至路側(cè)接收器，該路側(cè)接收器進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)下載 和數(shù)據(jù)傳輸至信息中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線磁感強度車輛檢測方法，其特征在于根據(jù)檢測器放置 地點和接收器距離遠近，所述多個磁感強度檢測器的檢測結(jié)果通過無線方式直接或經(jīng)由一 至多個中繼器中轉(zhuǎn)后發(fā)送至路側(cè)接收器。
4.一種無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，包括感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號的磁感強度傳感器；將空間三軸的感應(yīng)信號時分復(fù)用變?yōu)榇行盘柕亩嗦窂?fù)用器；將上述信號功率放大的模擬信號放大器；將放大的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值，并與空間恒定的磁 感強度值比較，得到檢測結(jié)果的微控制器，其中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾值判斷 有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲得流量、車速、占有時間、以及車型的交通信 息；將檢測結(jié)果以無線方式發(fā)送的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；其中磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊依 次連接，且均與一電源連接。由磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制器、 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源共同組成磁感強度檢測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，其中所述磁感強 度檢測器為多個，每個磁感強度檢測器還包括與微控制器和電源連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模 塊，所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與具有無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的路側(cè)接收器無線連接，所述路側(cè)接 收器包括微處理器和與其電連接的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、本地數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊 和移動通信模塊，各部分連接同一電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，所述無線磁感強 度車輛檢測裝置還包括中繼器，根據(jù)檢測器放置地點和接收器距離遠近，所述磁感強度檢 測器的檢測結(jié)果直接或通過中繼器以無線方式發(fā)送至路側(cè)接收器，所述中繼器包括相互電 連接的微處理器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，所述磁感強度檢 測器具有一封閉的外殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，所述外殼采用高沖擊性聚碳酸酯制作。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線磁感強度車輛檢測裝置，其特征在于，所述磁感強度檢 測器還包括一開關(guān)電路模塊，所述開關(guān)電路模塊連接電源輸出端，并與磁感強度傳感器、信 號模擬放大器和微控制器連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種無線磁感強度車輛檢測方法及裝置，方法包括如下步驟a.感知空間磁感強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號；b.將步驟a的電信號以串行方式傳送并放大；c.將步驟b的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并推算出磁感強度值；d.將步驟c得到的磁感強度值與空間恒定的磁感強度值比較，得到檢測結(jié)果，其中，根據(jù)超過某一閾值或低于某一閾值判斷有無車輛，并對采樣信號進行高級信號處理獲得流量、車速、占有時間、以及車型等交通信息；e.將步驟d的檢測結(jié)果通過無線方式發(fā)送至信息中心。裝置包括依次連接的磁感強度傳感器、多路復(fù)用器、模擬信號放大器、微控制器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，且均與一電源連接。本發(fā)明方法簡單方便，裝置便于設(shè)置。
文檔編號G08G1/042GK101908278SQ201010248528
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者張彭, 張溪, 扈中偉, 溫慧敏, 鄧小勇, 郭繼孚 申請人:北京交通發(fā)展研究中心