CN102360523A - 无线车辆探测器及其开关机的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线车辆探测器，其包括一控制器、一传感器、一电源以及至少一RF通信模块，其特征在于，该传感器与该控制器之间通过一信号线连接，该控制器通过该传感器信号控制电源的开关。本发明还提供该无线车辆探测器利用加速度传感器或地磁传感器的三种开关机方法。该无线车辆探测器巧妙地利用传感器信号控制开关机，不需要在无线车辆探测器的外壳上开设按钮等机构连通内部电子元件，因此能保持无线车辆探测器的高度密封性和耐压性，且又方便地实现了无线车辆探测器的开关机动作。
Description
技术领域
本发明涉及车辆检测领域，特别涉及一种无线车检测器及其测速方法。
背景技术
车辆探测器通常应用在智能信号灯控制系统、交通车流量检测系统、电子警察系统、城市出入口管理、城市交通诱导系统等多重智能交通系统中，用以检测车辆的存在和行驶速度等。
传统地感线圈车辆探测器因为是通过在道路路面上开挖线槽，在里面绕线圈来检测车辆，且数据再开挖线槽通过有线方式连接到路边的控制柜，检测线圈开槽面积通常有1.2*0.8米，而通信线槽长的可达几百米，因此具有施工复杂、人工昂贵、费时，安装一个车道平均需要2小时时间，还需要大型切割无线车辆探测器100，其供电、操作都十分麻烦。并且地感线圈容易随路面变形及大型车辆碾压而遭到破坏，产品生命周期短，重新维修的时候必需重新开挖线槽，维修维护成本高。对于某些交通应用系统，比如城市智能交通诱导系统，需要在道路上每间隔百米就安装一个车辆探测器，如此庞大数量的车辆检测系统，如果采用地感线圈的方式，整条道路将遭到严重的破坏。另外，由于地感线圈采用的是漆包线，因此在多雨水的地区，也经常会出现线圈短路的情况，加之上面提到的因为极差路况导致线圈的破坏，往往造成某个路口、某段路段甚至部分区域的交通信号瘫痪。
随着科学技术的发展，出现了无线地磁车辆探测器，无线地磁车辆探测器是通过检测车辆对地球磁场的扰动，来测量车辆的存在，并将检测结果通过无线方式发送出去。由于采用无线方式发送检测结果，因此不用在路面开挖长距离的通信线槽，减少施工成本，节约时间，同时也提高了系统可靠性。另外，得益于地磁检测技术，无线地磁车辆探测器不受天气影响，可全天候、高准确率检测包括电动车、小轿车、面包车、卡车、集装箱大货车等多重车型车辆。无线地磁车辆探测器可适合高速公路、城市道路、高架桥、桥梁、国道、城乡结合处等各种交通路况使用，路面起伏、变形、断裂、大型车辆碾压等均不会对产品造成损坏。因此无线车辆探测器会有越来越强大的发展趋势。
然而，无线车辆探测器也还有一些发展瓶颈，例如，在测量车辆速度方面，现有技术通常采用两个车辆探测器测量，利用两个车辆探测器之间的距离除以车辆经过该距离所用的时间来计算车辆的速度，该方法存在两个方面的问题，首先，有时候为了测速度需要特别多安装一个检测器，成本高，其次，由于存在数据传输的时间误差，很难精确计算出车辆经过两个车辆探测器之间的时间，因此测量结果不精确；另外，车辆探测器是一个需要坚固耐压、又需要密封防水、还需要外部能够进行人机操作的仪器，在设计细节上需要考虑的因素很多，例如开关的设计，要想从壳体外面方便容易地进行开关操作，就需要将开关伸出来，但开孔伸出来会导致漏水，要做到防水就要做相对精巧的机构来实现外部操作开关，而精巧的机构往往经不起车辆压来压去，因此诸多设计细节也是无线车辆探测器的技术发展中应当注意和攻克的。
发明内容
针对现有技术中无线车辆探测器密封性要求高，却无合适方法实现外部开关操作的问题，本发明提供一种无线车辆探测器，通过传感器方式实现开关机。
本发明还提供该无线车辆探测器的开关机方法。
该无线车辆探测器包括一控制器、一传感器、一电源以及至少一RF通信模块，其特征在于，该传感器与该控制器之间通过一信号线连接，该控制器通过该传感器信号控制电源的开关。该传感器为地磁传感器或加速度传感器。
本发明提供的一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：步骤一，在无线车辆探测器内设置一加速度传感器，且将无线车辆探测器反着放置的状态设为关机状态，关机状态下，无线车辆探测器内的一控制器处于休眠状态，该加速度传感器处于值守状态；步骤二，该加速度传感器定期测量该无线车辆探测器当前的重力加速度及方向，当发现加速度是垂直向上的，则可判断无线车辆探测器处于反放置状态，继续保持休眠状态，即关机状态，当加速度传感器检测到该无线车辆探测器所承受的重力加速度是垂直向下的，则加速度传感器发出唤醒信号给控制器，控制器随之被唤醒开始工作，实现了该无线车辆探测器的开机操作；以及步骤三，当无线车辆探测器处于开机状态，如果连续检测到地心加速度处于垂直向上状态，则认为无线车辆探测器处于倒置状态，控制器自动进入休眠状态，实现无线车辆探测器的关机操作。
本发明还提供一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：步骤一，在无线车辆探测器内设置一地磁传感器，以地磁传感器的垂直地心方向作为敏感轴，且将无线车辆探测器反着放置的状态设为关机状态，关机状态下，无线车辆探测器内的一控制器处于休眠状态，该地磁传感器处于值守状态；步骤二，该地磁传感器定期测量该无线车辆探测器当前的地磁场方向，当发现地磁场垂直向下，则可判断无线车辆探测器处于反放置状态，继续保持休眠，即关机状态，当地磁传感器检测到地磁场方向垂直向上，则地磁传感器发出唤醒信号给控制器，控制器随之被唤醒开始工作，实现了该无线车辆探测器的开机操作；以及步骤三，当无线车辆探测器处于开机状态，如果连续检测到地磁场方向处于垂直向下状态，则认为无线车辆探测器处于倒置状态，控制器自动进入休眠状态，实现无线车辆探测器的关机操作。
本发明再提供一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：步骤一，在无线车辆探测器内设置一磁传感器，在该无线车辆探测器外部设置一永磁铁，且定义该磁传感器检测到该永磁铁的磁场存在时为关机状态；以及步骤二，该磁传感器定期测量该无线车辆探测器外部磁场的状态，当磁传感器检测到该无线车辆探测器外部永磁铁磁场的存在，则该磁传感器发送信号给控制器，控制器进入休眠状态，实现该无线车辆探测器的关机操作；当该永磁铁被移开时，该磁传感器检测不到该永磁铁的磁场存在时，该磁传感器唤醒该控制器，实现该无线车辆探测器的开机操作。
本发明提供的无线车辆探测器巧妙地利用传感器信号控制开关机，不需要在无线车辆探测器的外壳上开设按钮等机构连通内部电子元件，因此能保持无线车辆探测器的高度密封性和耐压性，且又方便地实现了无线车辆探测器的开关机动作。
附图说明
图1是本发明所提供的无线车辆探测器结构模块示意图；
图2是图1中地磁传感器30的结构示意图；
图3是加速度传感器控制开关的结构原理图；以及
图4是加速度传感器控制开关的操作原理图。
具体实施例
下面结合附图对本发明所提供的无线车辆探测器作进一步说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述。
本实施例提供的无线车辆探测器是一种地磁式车辆探测器，通过检测车辆对地球磁场的扰动，来测量车辆的存在。参阅图1，该无线车辆探测器的结构模块图，该无线车辆探测器100包括控制器10、开关控制电路20、地磁传感器30、加速度传感器40、电源50、第一RF通信模块61、第二RF通信模块62以及USB/指示灯模块70。其中，地磁传感器30的两只探头31和32分开布局，如图2所示，用于感知车辆存在及测量车速信息。加速度传感器40用于开关控制以及对车辆存在的辅助测量。RF通信模块是用于车辆探测器与基站之间的数据通信，一方面用于传输检测的结果信息，一方面用于无线车辆探测器100固件的无线升级，即无线车辆探测器100可以通过无线方式更新其内部的程序。本实施例中，RF通信模块具有两种可选的方案，也就是第一RF通信模块61和第二RF通信模块62，分别为433MHz和2.4GHz两种频点，以适合不同的地区使用。电源50用于对整个无线车辆探测器100供电，并可持续工作5年以上。USB/指示灯模块70用于有线方式下载/更新产品固件，主要用于产品生产及故障检修时用。
与现有技术不同的，如图2所示，该地磁传感器30在该无线车辆探测器100中，并非被集成在芯片上，而是以独立外接的形式与控制芯片电性连接，这样就可以将该地磁传感器30的X、Y、Z三个轴的传感单元在电路上单独布局，把X或Y轴也设计成Z轴来使用，也就是说，该地磁传感器30的X、Y、Z三个轴的传感单元至少有两个感测单元以彼此隔开一定距离的方式布置在Z轴上，这种非标准的使用方法的结果是有了两个Z轴，而Z轴是地磁传感器30的敏感轴，也就是说，汽车经过该地磁传感器时对地磁的扰动在Z轴上最为明显，因此，通过这两个分隔一定距离的Z轴传感单元，可以分别检测到汽车经过的时间，以距离除以时间的方式可以计算出汽车经过的速度，从而实现测速功能。
更加特别的是，如图3所示，加速度传感器40与该控制器10通过信号线连接，该控制器10通过该加速度传感器40的信号控制电源50的开关，实现开关机。
以加速度传感器40实现开关机为例，介绍本发明提供的开关机方法。该无线车辆探测器的开关机方法，包括：步骤一，在无线车辆探测器内100设置一加速度传感器40，且将无线车辆探测器100反着放置的状态设为关机状态，关机状态下，无线车辆探测器100内的控制器10处于休眠状态，该加速度传感器40处于值守状态；步骤二，该加速度传感器40定期测量该无线车辆探测器100当前的重力加速度及方向，当发现加速度是垂直向上的，则可判断无线车辆探测器100处于反放置状态，继续保持休眠状态，即关机状态，当加速度传感器40检测到该无线车辆探测器100所承受的重力加速度是垂直向下的，则加速度传感器40发出唤醒信号给控制器10，控制器10随之被唤醒开始工作，实现了该无线车辆探测器100的开机操作；以及步骤三，当无线车辆探测器100处于开机状态，如果连续检测到地心加速度处于垂直向上状态，则认为无线车辆探测器100处于倒置状态，控制器自动进入休眠状态，实现无线车辆探测器100的关机操作。如图4所示，无线车辆探测器100储藏和运输过程，都要倒着放置，这样无线车辆探测器100便处于关机休眠状态。而在使用的时候，无线车辆探测器100是要正着安装的，所以一旦安装完成，无线车辆探测器100自动开机。
另外，其实地磁传感器30和加速度传感器40一样，也是三维检测，所以同样也可以使用地磁传感器30实现该开关机功能，实现方法同加速度传感器40类似，即通过地磁传感器40的垂直地心方向作为敏感轴，当检测到该方向地磁场垂直向下，则无线车辆探测器100处于关机休眠状态，当检测到该方向地磁场垂直向上，则唤醒控制器10使无线车辆探测器100进入工作状态，即开机状态。
利用磁传感器还可以实现第四种开机方式，即在无线车辆探测器100外壳安装一块永磁铁，永磁体的磁场相比地球磁场要强很多，当永磁铁附着于产品外壳上的时候，磁传感器检测到强大磁场的存在，便发送信号给控制器10，控制器10进入休眠关机状态。而当永磁铁被从外部拿开后，磁传感器检测不到强大磁场存在，便发送信号唤醒控制器，无线车辆探测器100随后进入工作状态。
本发明提供的无线车辆探测器巧妙地利用传感器信号控制开关机，不需要在无线车辆探测器的外壳上开设按钮等机构连通内部电子元件，因此能保持无线车辆探测器的高度密封性和耐压性，且又方便地实现了无线车辆探测器的开关机动作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无线车辆探测器，包括一控制器、一传感器、一电源以及至少一RF通信模块，其特征在于，该传感器与该控制器之间通过一信号线连接，该控制器通过该传感器信号控制电源的开关。
2.如权利要求1所述的无线车辆探测器，其特征在于，该传感器为地磁传感器或加速度传感器。
3.如权利要求2所述的无线车辆探测器，其特征在于，该地磁传感器包括三个感测单元，其中至少两个感测单元以彼此隔开一定距离的方式布置在Z轴上。
4.如权利要求1所述的无线车辆探测器，其特征在于，该RF通信模块为两个，其分别具有不同频率。
5.如权利要求4所述的无线车辆探测器，其特征在于，该两个RF通信模块之一的频率为433MHz。
6.如权利要求4或5所述的无线车辆探测器，其特征在于，该两个RF通信模块之一的频率为2.4GHz。
7.一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：
步骤一，在无线车辆探测器内设置一加速度传感器，且将无线车辆探测器反着放置的状态设为关机状态，关机状态下，无线车辆探测器内的一控制器处于休眠状态，该加速度传感器处于值守状态；
步骤二，该加速度传感器定期测量该无线车辆探测器当前的重力加速度及方向，当发现加速度是垂直向上的，则可判断无线车辆探测器处于反放置状态，继续保持休眠状态，即关机状态，当加速度传感器检测到该无线车辆探测器所承受的重力加速度是垂直向下的，则加速度传感器发出唤醒信号给控制器，控制器随之被唤醒开始工作，实现了该无线车辆探测器的开机操作；以及
步骤三，当无线车辆探测器处于开机状态，如果连续检测到地心加速度处于垂直向上状态，则认为无线车辆探测器处于倒置状态，控制器自动进入休眠状态，实现无线车辆探测器的关机操作。
8.一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：
步骤一，在无线车辆探测器内设置一地磁传感器，以地磁传感器的垂直地心方向作为敏感轴，且将无线车辆探测器反着放置的状态设为关机状态，关机状态下，无线车辆探测器内的一控制器处于休眠状态，该地磁传感器处于值守状态；
步骤二，该地磁传感器定期测量该无线车辆探测器当前的地磁场方向，当发现地磁场垂直向下，则可判断无线车辆探测器处于反放置状态，继续保持休眠，即关机状态，当地磁传感器检测到地磁场方向垂直向上，则地磁传感器发出唤醒信号给控制器，控制器随之被唤醒开始工作，实现了该无线车辆探测器的开机操作；以及
步骤三，当无线车辆探测器处于开机状态，如果连续检测到地磁场方向处于垂直向下状态，则认为无线车辆探测器处于倒置状态，控制器自动进入休眠状态，实现无线车辆探测器的关机操作。
9.一种无线车辆探测器的开关机方法，包括：
步骤一，在无线车辆探测器内设置一磁传感器，在该无线车辆探测器外部设置一永磁铁，且定义该磁传感器检测到该永磁铁的磁场存在时为关机状态；以及
步骤二，该磁传感器定期测量该无线车辆探测器外部磁场的状态，当磁传感器检测到该无线车辆探测器外部永磁铁磁场的存在，则该磁传感器发送信号给控制器，控制器进入休眠状态，实现该无线车辆探测器的关机操作；当该永磁铁被移开时，该磁传感器检测不到该永磁铁的磁场存在时，该磁传感器唤醒该控制器，实现该无线车辆探测器的开机机操作。
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