CN104751633A - 车辆检测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆检测器，包括发射装置和接收装置，所述发射装置预埋在路面，包括电源、用以感应机动车辆产生震动波的震动传感器、将震动传感器产生的信号发射出去的无线发射模块；所述接收装置包括用以接收无线发射模块信号的接收模块、通过震动频率计算机动车辆重量和经过速度的运算模块、与其他外部设备连接的输出模块。机动车辆经过预埋发射装置的路面时，产生震动波，震动传感器检测到震动波的频谱，产生相应的信号，并通过无线发射模块发射出去；接收装置的接收模块接收到该信号后，通过运算模块计算出车辆的重量、车辆的行驶速度。

Description

车辆检测器

技术领域

本发明涉及一种智能交通技术领域，具体是指检测车辆行驶的装置。

背景技术

随着机动车辆的增多，城市的交通问题越发严峻，一些车辆违反交通规则闯红灯超速行驶现象时有发生，作为交通警察部门需要车辆闯红灯图像证据来处罚违章车辆或者机动车驾驶员。另外，道路上车辆行驶数量是城市道路规划的重要数据之一。因此有必要采用车辆检测器来检测道路上车辆行驶的情况。

现有的一种车辆检测器，它是这样构成的，在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径大概1米，或是面积相当的矩形沟槽，再在这个沟槽中埋入两到三匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈，这个线圈是一个振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，其原则是振荡稳定可靠，这个振荡信号通过变换送到单片机组成的频率测量电路，单片机就可以测量这个振荡器的频率了。当有大的金属物如汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化（有金属物体时振荡频率升高），这个变化就作为汽车经过“地感线圈”的证实信号，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。

一、 线圈材料

在理想状况下（不考虑一切环境因素的影响），地感线圈的埋设只考虑面积的大小（或周长）和匝数，可以不考虑导线的材质。但在实际工程中，必须考虑导线的机械强度和高低温抗老化问题，在某些环境恶劣的地方还必须考虑耐酸碱腐蚀问题。

由于导线一旦老化或抗拉伸强度不够导致导线破损，则检测器将不能正常工作。在实际的工程中，建议采用1.0mm以上铁氟龙高温多股软导线。

二、 线圈形状

1、 矩形安装

通常探测线圈应该是长方形。两条长边与金属物运动方向垂直，彼此间距推荐为1米。长边的长度取决于道路的宽度，通常两端比道路间距窄0.3米至1米。

2、 倾斜45°安装

在某些情况下需要检测自行车或摩托车时，可以考虑线圈与行车方向倾斜45°安装。

3、 “8”字形安装

在某些情况下，路面较宽（超过六米）而车辆的底盘又太高时，可以采用此种安装形式以分散检测点，提高灵敏度。

这种安装形式也可用于滑动门的检测，但线圈必须靠近滑动门。

三、 线圈的匝数

为了使检测器工作在最佳状下，线圈的电感量应保持在100uH－300uH之间。在线圈电感不变的情况下，线圈的匝数与周长有着重要关系。周长越小，匝数就越多。一般可参照下表：

线圈周长 线圈匝数

3米以下根据实际情况，保证电感值在

100uH－200uH之间即可3—6米 5-6匝

6—10米 4-5匝

10--25米 3匝

25米以上 2匝

由于道路下可能埋设有各种电缆管线、钢筋、下水道盖等金属物质，这些都会对线圈的实际电感值产生很大影响，所以上表数据仅供用户参考。在实际施工时用户应使用电感测试仪实际测试地感线圈的电感值来确定施工的实际匝数，只要保证线圈的最终电感值在合理的工作范围之内(如在100uH—300uH之间)。

四、 输出引线

在绕制线圈时，要留出足够长度的导线以便连接到环路感应器，又能保证中间没有接头。绕好线圈电缆以后，必须将引出电缆做成紧密双绞的形式，要求最少1米绞合20次。否则，未双绞的输出引线将会引入干拢，使线圈电感值变得不稳定。输出引线长度一般不应超过5米。由于探测线圈的灵敏度随引线长度的增加而降低，所以引线电缆的长度要尽可能短。

五、 埋设方法

线圈埋设首先要用切路机在路面上切出槽来。在四个角上进行45度倒角，防止尖角破坏线圈电缆。切槽宽度一般为4到8毫米，深度30到50毫米。同时还要为线圈引线切一条通到路边的槽。但要注意：切槽内必须清洁无水或其它液体渗入。绕线圈时必须将线圈拉直，但不要绷得太紧并紧贴槽底。将线圈绕好后，将双绞好的输出引线通过引出线槽引出。

在线圈的绕制过程中，应使用电感测试仪实际测试地感线圈的电感值，并确保线圈的电感值在在100uH—300uH之间。否则，应对线圈的匝数进行调整。

在线圈埋好以后，为了加强保护，可在线圈上绕一圈尼龙绳。最后用沥青或软性树脂将切槽封上。

这种车辆检测仪检测精度高，可以检测超速、闯红灯。但是其缺点是需要在道路上挖设槽来放置线圈，线圈面积较大，容易造成塌陷，导致线圈容易断；采用电线通电和传输，需要布线，且功率大。

现有的另一种车辆检测器，包括电池、无线传输模块、地磁检测模块，当车辆经过时，被地磁检测模块检测到，通过无线传输模块以无线信号的形式发射出去。这种结构电池的使用寿命一般在3年左右，而且只能检测车辆流量，无法检测超速、闯红灯。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种车辆检测器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种车辆检测器，其特征在于，包括发射装置和接收装置，所述发射装置预埋在路面，包括电源、用以感应机动车辆产生震动波的震动传感器、将震动传感器产生的信号发射出去的无线发射模块；

所述接收装置包括用以接收无线发射模块信号的接收模块、通过震动频率计算机动车辆重量和经过速度的运算模块、与其他外部设备连接的输出模块。

优选的，所述接收装置为有源供电结构。进一步，所述发射装置的电源为震动发电芯片，给整个发射装置供电。所述震动发电芯片包括一储能模块。或者，所述发射装置的电源为电池。或者，所述发射装置的电源为外部电源结构。

优选的，所述发射装置安装在一高强度保护盒内，具有防潮、防腐蚀的特点。

机动车辆经过预埋发射装置的路面时，产生震动波，震动传感器检测到震动波的频谱，产生相应的信号，并通过无线发射模块发射出去；接收装置的接收模块接收到该信号后，通过运算模块计算出车辆的重量（判断车辆的型号）、车辆的行驶速度。

另外，本发明通过震动发电芯片利用震动波发电。

本发明的发射装置的供电通过震动发电实现，检测也通过震动传感器，根据车辆的震动信息进行通过、超速的判断，这样就可以实现一个器件实现多个功能。现有的超速是通过2个线圈前后切割，距离除以时间得出的行驶速度；与其相比，本发明通过震动频率的计算，只需要一个传感器就可以实现测速功能。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。 

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

参见图1，一种车辆检测器，包括发射装置100和接收装置200。

发射装置安装在一高强度树脂保护盒内，具有防潮、防腐蚀的特点。

发射装置100预埋在路面，包括电源110、用以感应机动车辆产生震动波的震动传感器120、将震动传感器产生的信号发射出去的无线发射模块130；

接收装置200包括用以接收无线发射模块信号的接收模块210、通过震动频率计算机动车辆重量和经过速度的运算模块220、与其他外部设备连接的输出模块230。

机动车辆经过预埋发射装置的路面时，产生震动波，震动传感器检测到震动波的频谱，产生相应的信号，并通过无线发射模块发射出去；接收装置的接收模块接收到该信号后，通过运算模块计算出车辆的重量（判断车辆的型号）、车辆的行驶速度。

在本实施例中，接收装置为有源供电结构。这样，发射装置的电源只需为自身供电即可；再者，发射装置的功耗低，对电源的要求不高，本实施例采用震动发电芯片，给整个发射装置供电。即车辆经过时的震动波，其能量用来发电。

本发明的发射装置的供电通过震动发电实现，检测也通过震动传感器，根据车辆的震动信息进行通过、超速的判断，这样就可以实现一个器件实现多个功能。现有的超速是通过2个线圈前后切割，距离除以时间得出的行驶速度；与其相比，本发明通过震动频率的计算，只需要一个传感器就可以实现测速功能。

当然，发射装置的电源也可以为电池。或者，发射装置的电源为外部电源结构。

发射装置的安装：

在车道中间，离禁停线2.5m~3m处（根据用户需求设置埋设位置）用水钻（标准直径108mm）打13cm~14cm的洞，并清理干净洞内杂物，保持洞底平坦。用快干水泥与砂按2：1的比例与适量水扮匀。把适量的水泥砂混合物填于洞内。将内装有发射装置的高强度树脂保护盒放入洞内，用力向下压（不能用硬物敲击车辆检测器顶盖），直至高强度树脂保护盒顶盖面与路面平衡。把溢出的水泥砂浆刮掉，前用干水泥粉吸干多余水分，刮去多余部份。

本发明具有以下优点：

安装简单方便：无线传输，无电源线，无数据线。

产品小巧，对路面破坏极小。

自适应、自学习能力较强：即使经常过大型卡车、客车等引发路面塌陷、变形，也不会损坏检测器，设备通过几分钟的自适应、自学习又能正常工作。

检测精度高：无论车辆高速行驶，还是缓行甚至静止不动，都可以精确检测。

环境适应性强：能够全天候（风、雨、雪、雾）、全天时（昼夜）正常持续工作。 

稳定持久：功耗低，采用震动发电芯片，给整个发射装置供电。

设置灵活方便，检测范围0～2m(半径)可调。

可检测卡车、拖车、客车、轿车等各类常见车型，自行车和行人不检测。

实时动态对车道的车辆经过信息进行有效采集。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1. 一种车辆检测器，其特征在于，包括发射装置和接收装置，所述发射装置预埋在路面，包括电源、用以感应机动车辆产生震动波的震动传感器、将震动传感器产生的信号发射出去的无线发射模块；

所述接收装置包括用以接收无线发射模块信号的接收模块、通过震动频率计算机动车辆重量和经过速度的运算模块、与其他外部设备连接的输出模块。

2.根据权利要求1所述的车辆检测器，其特征在于，所述接收装置为有源供电结构。

3.根据权利要求2所述的车辆检测器，其特征在于，所述发射装置的电源为震动发电芯片，给整个发射装置供电。

4. 根据权利要求3所述的车辆检测器，其特征在于，所述震动发电芯片包括一储能模块。

5. 根据权利要求2所述的车辆检测器，其特征在于，所述发射装置的电源为电池。

6.根据权利要求2所述的车辆检测器，其特征在于，所述发射装置的电源为外部电源结构。

7. 根据权利要求1所述的车辆检测器，其特征在于，所述发射装置安装在一高强度保护盒内。