CN107067754A - 无线车辆检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的无线车辆检测系统，在各检测节点通过三轴GMR传感器检测是否有车辆行驶通过，判断结果、检测节点位置经无线传输模块、协调器传输至终控端，在车辆的行驶过程中多次进行车辆的判断；通过各称重传感器和车胎类型识别传感器检测车辆的承重以及轮胎类型，并将检测结果经无线传输模块、协调器传输至终控端，由终控端运算、判断车辆是否超载；通过设置称重传感器和轮胎类型识别传感器中至少有2个传感器以预设距离平行，可计算出车辆的行驶速度；本发明设置有1个以上的检测节点，可实现对车辆、载重、超速多点检测和持续检测，可避免司机在行驶过程中为逃避检测和惩罚调速或卸货的情况发生，提高了检测效率。

Description

无线车辆检测系统

技术领域

本发明涉及交通工具检测技术，特别是无线车辆检测系统。

背景技术

交通是城市的动脉系统，妥善解决好交通问题有助于提高国家经济的发展和百姓的生活水平。伴随着世界经济的稳定增长，城市化进程逐步加快，百姓生活水平稳步提高，城市汽车保有量得到了爆炸式的攀升，它的迅速增长不仅刺激了社会经济的进一步发展，而且大大提高了人们出行的便利。与之相反的就是，城市汽车保有量迅速攀升，交通流量快速增大，城市交通情况却每况日下，由此引发的交通事故频发等问题愈演愈烈。

我国汽车总量约占全球的3％，但因交通事故导致的死亡人数却占到全球的20％，其中大部分交通事故的起因是超载和超速，有必要采取措施遏制超载、超速的现象发生。针对城市交通系统、高速交通机制，已开发有相应的车辆检测系统，但存在缺点和不足。

现有的车辆检测系统，通常是只能检测超速或者只能检测超载现象，而且不能全程针对车辆进行持续跟踪和检测，不能规避司机中途减速或者卸载的情况，使得检测结果出现漏检或者误检，导致检测效率低下。

发明内容

本发明提供无线车辆检测系统，解决现有车辆检测系统存在的超载、超速检测效率低的问题。

无线车辆检测系统，包括协调器、终控端以及至少1个检测节点；

所述各检测节点设置在各分岔路口；在每个检测节点中，包括有三轴GMR传感器、信号调理模块、控制器模块、无线传输模块、至少1个称重传感器、至少1个轮胎类型识别传感器；在每个检测节点中，所述各称重传感器、轮胎类型识别传感器、三轴GMR传感器的输出信号经信号调理模块进行调理后，输入至控制器模块中，并由无线传输模块传输至协调器，并最终传输至终控端；所述称重传感器的的控制端与控制器模块相连，所述轮胎类型识别传感器的控制端与控制器模块相连；所述终控端设置主干道出口；包括称重传感器和轮胎类型识别传感器在内的各传感器中，至少有2个传感器以预设距离平行设置。

进一步地，在所述各检测节点中，还包括有AMR传感器；所述AMR传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连。

进一步地，所述无线传输模块为WiFi或蓝牙。

进一步地，所述信号调理模块由初级放大电路、滤波电路、次级放大电路以及比较电路组成；所述初级放大电路接收所述三轴GMR传感器的输出信号，经滤波电路进行滤波、经次级放大电路进行次级放大、经比较电路进行比较之后输出至控制器模块中。

进一步地，所述各称重传感器与道路中心呈a角度设置，其中45°≤a≤80°；所述各轮胎类型识别传感器与道路中心呈b角度设置，其中30＜b＜60。

进一步地，所述预设距离为n，其中2m≤n≤4m。本发明的优点与效果是：

1、在各检测节点通过三轴GMR传感器检测车辆行驶经过时的磁场变化，产生变化的电压，电压信号输入至控制器模块中，以此判断是否有车辆行驶通过，判断结果、检测节点位置经无线传输模块、协调器传输至终控端，在车辆的行驶过程中多次进行车辆的判断；通过各称重传感器和车胎类型识别传感器检测车辆的承重以及轮胎类型，并将检测结果经无线传输模块、协调器传输至终控端，由终控端运算、判断车辆是否超载；通过设置包括称重传感器和轮胎类型识别传感器在内的各传感器中，至少有2个传感器以预设距离平行，通过这种平行设置，可计算出车辆的行驶速度；本发明设置有1个以上的检测节点，可实现对车辆、载重、超速多点检测和持续检测，可避免司机在行驶过程中为逃避检测和惩罚调速或卸货的情况发生，提高了检测效率；

2、在各检测节点增设AMR传感器，用于辅助三轴GMR传感器进行车辆检测，在三轴GMR传感器出现故障或者其他原因导致无法检测时，AMR传感器开始工作，接替三轴GMR传感器进行车辆检测，避免出现检测中断。

附图说明

图1为本发明结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

无线车辆检测系统，包括协调器、终控端以及至少1个检测节点；所述各检测节点设置在各分岔路口；在每个检测节点中，包括有三轴GMR传感器、信号调理模块、控制器模块、无线传输模块、至少1个称重传感器、至少1个轮胎类型识别传感器；在每个检测节点中，所述各称重传感器、轮胎类型识别传感器、三轴GMR传感器的输出信号经信号调理模块进行调理后，输入至控制器模块中，并由无线传输模块传输至协调器，并最终传输至终控端；所述称重传感器的控制端与控制器模块相连，所述轮胎类型识别传感器的控制端与控制器模块相连；所述终控端设置主干道出口；包括称重传感器和轮胎类型识别传感器在内的各传感器中，至少有2个传感器以预设距离平行设置。

结合使用双轴正交自旋阀巨磁阻传感器SAS022-1和单轴自旋阀巨磁阻传感器VA100F3，形成三轴GMR传感器，以实现对车辆的三轴检测。当有车辆经过时，车辆对地磁形成扰动，使得磁场大小和方向发生改变，三轴GMR传感器从X、Y、Z三个方向检测地磁的变化，转换成相应的电压信号，输入至控制器模块中。无论两辆车同时行驶经过同一检测点、两辆车迎面行驶经过同一检测点、仅一辆车单向行驶，均可以进行三轴检测，根据电压的大小和方向判断出是否有车辆经过，并得出车辆的行驶方向。

称重传感器将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。在检测节点设置称重台，在称重台下方均匀设置称重传感器，车辆经过称重台时，称重传感器能检测到车辆的重量信息。控制器模块根据三轴GMR传感器的信息判断出有车辆经过时，启动称重传感器进行称重检测。各称重传感器与道路中心呈a角度设置，其中45°≤a≤80°，这是由于称重传感器在车辆行驶方向上的左右方的跨度等于道路的宽度，呈一定角度设置，有助于提高检测的准确度。

轮胎类型识别传感器主要包括遮光布、至少2个橡胶弹簧和至少2个光电传感器，橡胶弹簧的数量与光电传感器数量相同。光电传感器呈一字排列，在每个光电传感器正上方设置1个橡胶弹簧，橡胶弹簧呈圆盖形状，其上方有两道环形密封槽，其底部与遮光布连成一体。轮胎类型识别传感器安装在道路上，与车辆行驶方向垂直。当车辆经过轮胎类型识别传感器时，带有遮光布的橡胶弹簧产生形变，在该压力下，光电传感器发出的信号被遮光布遮挡，产生感应位移，控制器模块根据以车辆行驶过程中压到的光电传感器的数量和分布规律为数据基础，判断出车辆的轮胎类型是单轮胎、双轮胎、三轮胎、四轮胎或是更多的其他轮胎。控制器模块根据三轴GMR传感器的信息判断出有车辆经过时，启动轮胎类型识别传感器进行轮胎类型识别。所述各轮胎类型识别传感器与道路中心呈b角度设置，其中30＜b＜60。这是由于轮胎类型识别传感器在车辆行驶方向上的左右方的跨度等于道路的宽度，呈一定角度设置，有助于提高检测的准确度。

包括称重传感器和轮胎类型识别传感器在内的各传感器中，至少有2个传感器以预设距离平行设置所述预设距离为n，其中2m≤n≤4m。以n为预设距离平行设置，相当于距离一定，车辆经过这两个平行的传感器所使用的时间，可检测出，根据距离和时间，便可知道该段范围内车辆的行驶速度，可用作超速判断的数据基础。

信号调理模块由初级放大电路、滤波电路、次级放大电路以及比较电路组成；所述初级放大电路接收所述GMR传感器的输出信号，经滤波电路进行滤波、经次级放大电路进行次级放大、经比较电路进行比较之后输出至控制器模块中。由于各传感器输出信号，有的是毫伏级且含有噪声，因此，信号输入至控制器模块前，需进行放大、滤波等处理。初级放大电路用于实现小倍数放大，经滤波后进入次级放大电路，在次级放大电路进行高增益放大，经过两级放大的信号输入至比较电路，通过改变阈值电压实现对各传感器的灵敏度调节，将阈值电压调低，则灵敏度增加。

所述无线传输模块为WiFi或蓝牙。WiFi可以实现自组网，将各检测节点与协调器形成无线传感器网络，主要用于将各传感器检测到的信号传输至协调器，并最终传输到终控端。WiFi的工作频率在2.4MHz，是一种以太网无限扩展和提供接入无线局域网的近距离无线通信技术，具有传输速度快、无线电波覆盖范围广、工作距离长、无需布线和健康安全的特点。

终控端设在主干道出口，一旦车辆在从主干道出入，便会被检测到，终控端即刻调出车辆行驶路段内各检测节点出的行驶速度以及载重数据，判断出车辆是否出现载重和超速，给车主警示，并将交通数据回传至交通中心，便于对车辆进行相应惩罚。

还可根据需要，在所述各检测节点设置AMR传感器；所述AMR传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连。AMR磁传感器由四个磁阻组成惠斯通电桥当施加偏置磁场在电桥上时，两个相对放置的电阻的磁化方向就会朝着电流方向转动，这两个电阻的阻值会增加；而另外两个相对放置的电阻的磁化方向会朝与电流相反的方向转动，该两个电阻的阻值则减少。通过测试电桥的两输出端输出差电压信号，可以得到外界磁场值。各向AMR传感器的测量范围正好是以地球磁场分布范围为中心，是最适合工作在地球磁场环境下的磁传感器，具有精度高，体积小，稳定性好等优点。AMR磁阻传感器可以感测地磁场范围内的低于1高斯的磁场。由于地球是个巨大的磁场，当车辆这类大磁体通过时，会引起地磁场局部的扰动。磁传感器可以探测到车辆的存在，行驶方向，行驶速度，车辆大小等。

本发明的工作过程为：

GMR传感器检测是否有车辆通行，检测信号输入至信号调理模块进行调理，当有车辆通行时，控制器模块启动称重传感器和轮胎类型识别传感器，分别进行称重检测和轮胎类型检测，检测数据返回至控制器模块中，车辆行驶经过的检测节点位置、车辆检测信号、称重信号以及轮胎类型信号经无线传输模块、协调器传输至终控端，由终控端计算、判断出车辆是否超重、超速；当GMR传感器无法正常运行时，控制器模块接收AMR传感器信号，进行车辆检测。

Claims (6)

1.无线车辆检测系统，其特征在于：

包括协调器、终控端以及至少1个检测节点；

所述各检测节点设置在各分岔路口；在每个检测节点中，包括有三轴GMR传感器、信号调理模块、控制器模块、无线传输模块、至少1个称重传感器、至少1个轮胎类型识别传感器；

在每个检测节点中，所述各称重传感器、轮胎类型识别传感器、三轴GMR传感器的输出信号经信号调理模块进行调理后，输入至控制器模块中，并由无线传输模块传输至协调器，并最终传输至终控端；所述称重传感器的控制端与控制器模块相连，所述轮胎类型识别传感器的控制端与控制器模块相连；所述终控端设置主干道出口；

包括称重传感器和轮胎类型识别传感器在内的各传感器中，至少有2个传感器以预设距离平行设置。

2.根据权利要求1所述的无线车辆检测系统，其特征在于：

在所述各检测节点中，还包括有AMR传感器；所述AMR传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的无线车辆检测系统，其特征在于：所述无线传输模块为WiFi或蓝牙。

4.根据权利要求1所述的无线车辆检测系统，其特征在于：

所述信号调理模块由初级放大电路、滤波电路、次级放大电路以及比较电路组成；所述初级放大电路接收所述三轴GMR传感器的输出信号，经滤波电路进行滤波、经次级放大电路进行次级放大、经比较电路进行比较之后输出至控制器模块中。

5.根据权利要求1所述的无线车辆检测系统，其特征在于：

所述各称重传感器与道路中心呈a角度设置，其中45°≤a≤80°；

所述各轮胎类型识别传感器与道路中心呈b角度设置，其中30＜b＜60。

6.根据权利要求1所述的无线车辆检测系统，其特征在于：所述预设距离为n，其中2m≤n≤4m。