專利名稱：移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀。
背景技術(shù)：
目前，交通量數(shù)據(jù)采集需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，是一項(xiàng)耗時(shí)費(fèi)力的工 作。在人工采集時(shí)，人為因素直接影響觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。采集數(shù)據(jù)的成本占到了總成本的 50%以上。研制出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的交通量自動(dòng)采集儀將能節(jié)約人工成本，十分必要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種基于單片機(jī)技術(shù)的智能型移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，它包括路面?zhèn)鞲?器和數(shù)據(jù)采集儀；所述路面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置在路面上；所述數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)設(shè)置信號處理電路和 單片機(jī)，單片機(jī)設(shè)有日歷和時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、串行通信口等三個(gè)模塊，數(shù)據(jù)采集儀的面板 上設(shè)有主鍵盤、液晶顯示屏、電源接口和通信接口，并分別與單片機(jī)相連。路面?zhèn)鞲衅饔糜?獲取車軸信號，數(shù)據(jù)采集儀用于接收和存儲(chǔ)所采集的路面通行車輛數(shù)據(jù)。上述方案中，所述路面?zhèn)鞲衅鞑捎媒佑|開關(guān)型或氣壓管型傳感器。路面?zhèn)鞲衅髟?每個(gè)車道設(shè)置兩個(gè)，兩個(gè)傳感器之間離開一段距離。上述方案中，它還包括至少一個(gè)攝像機(jī)，用于采集車輛圖像。進(jìn)一步地，它還包括 手動(dòng)輸入鍵盤，用于配合攝像機(jī)記錄車輛。上述方案中，它還包括便攜式電腦，并配套一個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件，在便攜式電腦上運(yùn) 行該軟件，用于實(shí)時(shí)觀測和數(shù)據(jù)處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析。上述方案中，所述數(shù)據(jù)采集儀前面板上除所述主鍵盤和液晶顯示屏外，還設(shè)有電 源12v、5v指示燈，傳感器指示燈，復(fù)位鍵，電源開關(guān)，兩個(gè)手動(dòng)輸入鍵盤接口 ；側(cè)板上設(shè)有 電源插座，攝像機(jī)接口，串行口 ；后面板上設(shè)有通道1、通道2、通道3、通道4四個(gè)接口，還設(shè) 置通道3用的氣壓管1和氣壓管2兩個(gè)接口，通道4用的氣壓管1和氣壓管2兩個(gè)接口。本實(shí)用新型的有益效果是，吸收了國外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，具有易于安裝、易于操 作、可靠度高、采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、容量大及耗電省等特點(diǎn)。儀器可以同時(shí)記錄四個(gè)車道的交通 數(shù)據(jù)，所記錄的數(shù)據(jù)可在電腦上處理，降低了人力消耗。具有自動(dòng)采集和手動(dòng)輸入采集兩種 工作方式。

圖1是數(shù)據(jù)采集儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是數(shù)據(jù)采集儀的前面板示意圖；圖3是數(shù)據(jù)采集儀的左側(cè)示意圖；圖4是數(shù)據(jù)采集儀的后背板示意圖；圖5是路面?zhèn)鞲衅鞯匿佋O(shè)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。參照圖1至圖4，本實(shí)用新型的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀包括路面?zhèn)鞲衅?和數(shù) 據(jù)采集儀2 ；數(shù)據(jù)采集儀2內(nèi)設(shè)置信號處理電路21和單片機(jī)22，單片機(jī)22上設(shè)有日歷和 時(shí)鐘221、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器222、串行通信口 223等三個(gè)模塊，數(shù)據(jù)采集儀2的前面板上設(shè)有主 鍵盤23、液晶顯示屏24，電源12v、5v指示燈25，傳感器指示燈26，復(fù)位鍵27，電源開關(guān)28， 兩個(gè)手動(dòng)輸入鍵盤接口 29，主鍵盤、液晶顯示屏分別與單片機(jī)22相連；側(cè)板上設(shè)有電源插 座30，攝像機(jī)接口 31，串行口 32 ；后面板上設(shè)有通道1、通道2、通道3、通道4四個(gè)接口，還 設(shè)置通道3用的氣壓管1和氣壓管2兩個(gè)接口，通道4用的氣壓管1和氣壓管2兩個(gè)接口。 其中，主鍵盤23為20鍵，用于輸入工作參數(shù)，操作儀器工作；液晶顯示屏24為20字符X 2 行液晶顯示屏；電源12v、5v指示燈25顯示單片機(jī)用電源的狀態(tài)；傳感器指示燈26顯示路 面?zhèn)鞲衅?的狀態(tài)，8個(gè)指示燈從左到右分別對應(yīng)第1通道第1傳感器，第1通道第2傳感 器，……，第4通道第1傳感器，第4通道第2傳感器；復(fù)位鍵27為儀器復(fù)位鍵。儀器還可包括至少一個(gè)用于采集車輛圖像的攝像機(jī)。進(jìn)一步地，在使用攝像機(jī)時(shí) 還可包括兩個(gè)手動(dòng)輸入鍵盤33，用于配合攝像機(jī)記錄車輛，手動(dòng)輸入鍵盤33經(jīng)鍵盤接口 29 與單片機(jī)22相連。其中手動(dòng)輸入鍵盤33有12鍵，目前只用數(shù)字鍵1 9，代表9種車型分 類，KBl代表車道1，KB2代表車道2，兩個(gè)鍵盤用于手工輸入車輛數(shù)據(jù)。路面?zhèn)鞲衅?用于獲取車軸信號。數(shù)據(jù)采集儀2對路面?zhèn)鞲衅?信號作進(jìn)一步的 處理、加工形成車輛數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)采集儀主要是采集車輛數(shù)據(jù)，不對數(shù) 據(jù)作分類統(tǒng)計(jì)分析。為了更直觀觀察數(shù)據(jù)采集的情況，對車輛數(shù)據(jù)作分類統(tǒng)計(jì)分析，儀器還 包括一個(gè)筆記本電腦和隨機(jī)配套一個(gè)實(shí)時(shí)觀測與數(shù)據(jù)處理軟件，在筆記本電腦上運(yùn)行該軟 件，通過串行口 32可對數(shù)據(jù)采集儀2進(jìn)行一系列操作，如生成單車數(shù)據(jù)，設(shè)置參數(shù)；可以讀 取數(shù)據(jù)采集儀2中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)觀測和數(shù)據(jù)處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析，以標(biāo)準(zhǔn)文 件形式存儲(chǔ)在磁盤上。參照圖5，路面?zhèn)鞲衅?設(shè)置在路面上S1、S2兩點(diǎn)，兩個(gè)傳感器之間離開一段距離 S ；路面?zhèn)鞲衅?可以采用接觸開關(guān)型或氣壓管型傳感器，適合各等級公路及城市道路的交 通量數(shù)據(jù)采集。本儀器能夠自動(dòng)同時(shí)采集4個(gè)車道的車輛數(shù)據(jù)，包括時(shí)間、車頭時(shí)距，車道號、車 速、軸數(shù)、各軸間距。在自動(dòng)采集車輛數(shù)據(jù)的同時(shí)，提供給攝像機(jī)采集車輛圖像用的時(shí)間記 錄信號。手動(dòng)輸入鍵盤可輸入兩個(gè)車道、9種車輛分類數(shù)據(jù)(可擴(kuò)充至12種類型)?？煞?別使用接觸開關(guān)、氣壓管同時(shí)記錄4個(gè)車道的車輛數(shù)據(jù)。四個(gè)記錄通道中，通道1，2單方向 記錄車輛數(shù)據(jù)；通道3可選擇單向或雙向記錄數(shù)據(jù)；通道4為雙方向記錄數(shù)據(jù)?？偞鎯?chǔ)量 512KB。按雙軸車計(jì)算，可記錄約4. 5萬輛車；按3軸車計(jì)算，可記錄約4萬輛車。電源12V 汽車電瓶，耗電150mA。有掉電保護(hù)功能，后備電池可保持存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)半年不丟失。本儀器的基本功能就是當(dāng)車輛通過觀測斷面時(shí)，儀器需要記錄下車輛的信息，同 時(shí)要把不同的車分開，不形成串車現(xiàn)象。對于多車道公路，每一條車道路面鋪設(shè)兩條傳感 器。當(dāng)車輛第一軸通過傳感器Sl時(shí)，采集儀清除計(jì)時(shí)器，在第一軸經(jīng)過傳感器S2時(shí)，記錄 計(jì)時(shí)時(shí)間tl，第二軸經(jīng)過傳感器S2時(shí)記錄計(jì)時(shí)時(shí)間t2，依次類推。這樣可以方便地算出車輛的速度ν和車輛一、二軸之間的軸距dl。車輛速度V = s/tl ；軸距dl = v(t2-tl)。單 個(gè)車輛的識別是非常重要的，既車輛最后一軸通過傳感器S2時(shí)，儀器應(yīng)當(dāng)能正確判斷，與 下一輛車的前軸分開。該儀器采用下面的方法來實(shí)現(xiàn)。設(shè)軸1經(jīng)過Sl與S2之間的時(shí)間為 tl，軸η經(jīng)過S2的時(shí)間為tn，若在時(shí)刻t ( > tl+tn)仍沒有車軸經(jīng)過傳感器S2，即認(rèn)為當(dāng)前 車輛結(jié)束。這種方法識別單個(gè)車的優(yōu)點(diǎn)是去除了車輛速度因素對判斷的影響，同時(shí)對兩條 傳感器的鋪設(shè)間距提出了要求，具體要求涉及到車型劃分及最大軸距問題，這里不做贅述。配套軟件用C語言寫成，全漢字顯示，計(jì)算機(jī)軟件和儀器實(shí)時(shí)多任務(wù)操作。操作系 統(tǒng)用MCS-51匯編語言寫成，用于管理儀器的硬件系統(tǒng)進(jìn)行各種事務(wù)的處理和各種用戶操 作命令。操作系統(tǒng)提供的用戶命令有清除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、啟停數(shù)據(jù)采集儀、顯示剩余空間等， 同時(shí)軟件還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集儀的現(xiàn)場觀測功能，以便用戶檢查儀器的工作情況。為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多任務(wù)，采用了中斷和任務(wù)分時(shí)循環(huán)執(zhí)行，將處理分為兩類。一類實(shí)時(shí) 性要求較高，如車輛的檢測等。這些作為前臺任務(wù)由中斷程序完成，每毫秒執(zhí)行一次。另一 類是實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的事務(wù)，如車輛數(shù)據(jù)的格式化和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳送等，這些將作為后臺任務(wù)表 分時(shí)執(zhí)行。為了適應(yīng)不同地區(qū)的車型變化分類，軟件設(shè)置了開放的車型匹配庫，用戶可以根 據(jù)實(shí)際交通組成設(shè)置車型匹配庫。該儀器在國內(nèi)各種公路上進(jìn)行了測試，將人工和儀器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，交通量 合格率為99. 3%，車速合格率為99. 5%。見表1和表2。表1交通量檢測對比表 表2車速檢測對比表 通過冬夏兩季的試驗(yàn)性研究使用效果看，該儀器不僅具有較強(qiáng)的工作穩(wěn)定性，而 且其可持續(xù)性和準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，特別是其開放式的車輛分類設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)更符 合實(shí)際研究需要。
權(quán)利要求一種移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，它包括路面?zhèn)鞲衅骱蛿?shù)據(jù)采集儀；所述路面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置在路面上；所述數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)設(shè)置信號處理電路和單片機(jī)，單片機(jī)設(shè)有日歷和時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、串行通信口三個(gè)模塊，數(shù)據(jù)采集儀的面板上設(shè)有主鍵盤、液晶顯示屏、電源接口和通信接口，并分別與單片機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，所述路面?zhèn)鞲衅鞑?用接觸開關(guān)型或氣壓管型傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，所述路面?zhèn)鞲衅髟?每個(gè)車道設(shè)置兩個(gè)，兩個(gè)傳感器之間離開一段距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，它還包括至少一個(gè) 攝像機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，它還包括手動(dòng)輸入鍵盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，它還包括便攜式電腦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 采集儀前面板上還設(shè)有電源12v、5v指示燈，傳感器指示燈，復(fù)位鍵，電源開關(guān)，兩個(gè)手動(dòng)輸 入鍵盤接口 ；側(cè)板上設(shè)有電源插座，攝像機(jī)接口，串行口 ；后面板上設(shè)有通道1、通道2、通道 3、通道4四個(gè)接口，還設(shè)置通道3用的氣壓管1和氣壓管2兩個(gè)接口，通道4用的氣壓管1 和氣壓管2兩個(gè)接口。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)式交通量自動(dòng)采集儀，它包括路面?zhèn)鞲衅骱蛿?shù)據(jù)采集儀；路面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置在路面上；數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)設(shè)置信號處理電路和單片機(jī)，單片機(jī)設(shè)有日歷和時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、串行通信口等三個(gè)模塊，數(shù)據(jù)采集儀的面板上設(shè)有主鍵盤、液晶顯示屏、電源接口和通信接口，并分別與單片機(jī)相連。路面?zhèn)鞲衅饔糜讷@取車軸信號，數(shù)據(jù)采集儀用于接收和存儲(chǔ)所采集的路面通行車輛數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型吸收了國外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，具有易于安裝、易于操作、可靠度高、采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、容量大及耗電省等特點(diǎn)。儀器可以同時(shí)記錄四個(gè)車道的交通數(shù)據(jù)，所記錄的數(shù)據(jù)可在電腦上處理，降低了人力消耗。具有自動(dòng)采集和手動(dòng)輸入采集兩種工作方式。
文檔編號G08G1/01GK201689548SQ201020173188
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者周建, 周榮貴, 孫家鳳, 常成利, 方靖, 李冰, 柴華, 王振翀, 謝軍 申請人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所