CN107527391A - 客车乘客人数监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种客车乘客人数监测系统,包括:至少一个终端检测单元和车载控制模块;其中,终端检测单元包括至少一个压力感应元件和信号预处理模块,至少一个压力感应元件设置在客车的座椅上,用于感应座椅受到的压力并输出电信号;信号预处理模块与至少一个压力感应元件相连,用于对至少一个压力感应元件输出的电信号进行处理;车载控制模块用于以预设时间间隔对处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。本发明结构简单,通过对压力感应元件感应压力输出的电信号进行相应处理和检测,可以准确的识别客车乘客的人数,可靠性高且花费的成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及客车运营管理技术领域,具体涉及一种客车乘客人数监测系统。
背景技术
客车在运营过程中,司机和乘务人员需要将客车的乘客人数上报给客车运营公司。但由于乘客人数由司机和乘务人员人工计数后上报,可能存在上报给客车运营公司的乘客人数低于实际乘客人数,司机和乘务人员从中赚取差额,从而使客车运营公司的收入减少的情况。因此,对客车的乘客人数进行实时监测,有助于客车运营公司实时掌握客车在运行过程中的实际乘客数量,防止司机和乘务人员瞒报实际乘客人数,造成损失。此外,通过实时监测车辆在行驶过程中实际乘客数量和座位的利用情况,还有助于提高客车载客效率,合理的规划是否需要中途接载新乘客。
现有技术中,对客车乘客人数的监测多基于红外监测、人脸识别和视频监测等技术。但红外监测容易受到干扰,无法准确监测;人脸识别和视频监测等技术复杂、使用成本较高。
因此,需要一种舒适性强、可靠性高、成本低的客车乘客人数监测系统。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种客车乘客人数监测系统,用于解决现有技术中客车乘客人数监测时舒适性差、可靠性不高、成本较高等问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种客车乘客人数监测系统,包括:至少一个终端检测单元和车载控制模块;其中,
终端检测单元包括至少一个压力感应元件和信号预处理模块,至少一个压力感应元件设置在客车的座椅上,用于感应座椅受到的压力并输出电信号;信号预处理模块与至少一个压力感应元件相连,用于对至少一个压力感应元件输出的电信号进行处理;
车载控制模块用于以预设时间间隔对处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。
可选地,客车乘客人数监测系统还包括第一无线发射模块;
第一无线发射模块与车载控制模块相连,用于将检测结果发送给外部设备。
可选地,终端检测单元还包括终端控制模块和第二无线发射模块;
终端控制模块与信号预处理模块和第二无线发射模块相连,用于接收信号预处理模块处理后的电信号,并将处理后的电信号经第二无线发射模块进行输出。
可选地,车载控制模块还包括:第二无线接收电路,用于接收第二无线发射模块输出的电信号。
可选地,第二无线发射模块与第二无线接收电路之间采用红外、蓝牙、ZigBee或无线局域网技术进行通信。
可选地,压力感应元件为带状结构,设置在座椅表面或嵌入座椅内部。
可选地,至少一个压力感应元件按照座椅排列构成M行N列的阵列,每一个压力感应元件具有第一输出端和第二输出端,每行的N个压力感应元件的第一输出端相连接,形成M个第一端子,每列的M个压力感应元件的第二输出端相连接,形成N个第二端子。
可选地,信号预处理模块与压力感应元件的M个第一端子和N个第二端子相连。
可选地,信号预处理模块包括:放大电路、滤波电路、模数转换电路及电压限定电路;
放大电路与至少一个压力感应元件相连,用于将至少一个压力感应元件输出的电信号进行放大;
滤波电路与放大电路相连,用于滤除放大电路输出的放大后的电信号中的杂波;
模数转换电路与滤波电路相连,用于将滤波后的模拟信号转换为数字信号;
电压限定电路与模数转换电路相连,预先存储电压限定阈值,用于滤除不在电压限定阈值范围内的数字信号。
可选地,压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,和第二电极层;第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间电极层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层相对的表面和/或居间电极层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间薄膜层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层相对的表面和/或居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
可选地,第一高分子聚合物绝缘层和/或第二高分子聚合物绝缘层和/或居间薄膜层为掺杂有介电材料的复合膜。
可选地,掺杂有介电材料的复合膜包括第一薄膜层和第二薄膜层;第二薄膜层设置在第一薄膜层之上;
第一薄膜层由不掺杂介电材料的聚合物基底溶液经真空除气和固化形成;
第二薄膜层由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成,其中,复合膜浆料由聚合物基底溶液和掺杂的介电材料混合制成。
可选地,掺杂有介电材料的复合膜由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成;其中,复合膜浆料由聚合物基底溶液和掺杂的介电材料混合制成。
可选地,介电材料的介电常数高于聚合物基底材料的介电常数。
可选地,介电材料为ZnO、TiO2、SnO、SiO2和WO3中的任意一种或多种。
可选地,构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面设置有凸起阵列结构。
可选地,构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面的第一薄膜层设置有凸起阵列结构。
可选地,摩擦界面的两个表面之间设置有弹性支撑件,弹性支撑件为环形垫圈、网格状垫片或多个柱状支撑点。
可选地,压力感应元件采用压电材料封装制作。
可选地,压电材料包括ZnO、PZT或PVDF。
可选地,客车乘客人数监测系统还包括用于存储检测结果的存储模块。
可选地,客车乘客人数监测系统还包括用于显示检测结果的显示模块。
可选地,客车乘客人数监测系统还包括电源模块。
根据本发明提供的客车乘客人数监测系统,设置在座椅上的压力感应元件感应乘客坐在座椅上时所受到的压力输出电信号,信号预处理模块对该电信号进行处理。车载控制模块以预设时间间隔对处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。该检测结果即当前客车乘客人数。车载控制模块通过预设时间间隔进行检测,可以实时的更新不同时间段的客车乘客人数,有利于提高客车载客效率,合理的规划是否需要中途接载新乘客。本发明提供的客车乘客人数监测系统整体结构简单,可靠性高且花费的成本较低。进一步,本发明可以采用柔性材质的压力感应元件设置在座椅上,不影响乘客乘坐的舒适度,乘客体验较佳。
附图说明
图1为本发明提供的客车乘客人数监测系统实施例一的功能模块示意图;
图2为压力感应元件的横截面结构示意图;
图3为掺杂有介电材料的复合膜的结构示意图;
图4为信号预处理模块的功能模块示意图;
图5为本发明提供的客车乘客人数监测系统实施例二的功能模块示意图;
图6为本发明提供的客车乘客人数监测系统实施例三的功能模块示意图。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效,借由下述具体的实施方式,对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。
图1为本发明提供的客车乘客人数监测系统实施例一的功能模块示意图,如图1所示,客车乘客人数监测系统包括了至少一个终端检测单元100、车载控制模块200。
终端检测单元100包括至少一个压力感应元件110和信号预处理模块120。其中,压力感应元件110可以设置在客车的座椅上,用于感应乘客坐在座椅上时受到的压力并输出电信号。考虑到乘客乘坐时的舒适度,可以将压力感应元件110设置为带状结构,方便设置在座椅的表面上或者嵌入到座椅内部。
压力感应元件110的结构可以为三层、四层或五层结构。其中,为提高乘客乘坐的舒适度,各层结构可以采用柔性薄膜材质。其具体结构如下:
三层结构的压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,和第二电极层。其中,第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
四层结构的压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层。其中,第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
五层结构的压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间电极层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层。其中,第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层相对的表面和/或居间电极层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
或者,五层结构的压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间薄膜层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层。其中,第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层相对的表面和/或居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
以上各结构的压力感应元件还包括了在最外层的封装层。图2是以四层结构为例的压力感应元件的横截面结构示意图。压力感应元件的最外层为封装层115,将其所包括的四层结构完全封装在内。四层结构从上到下依次为层叠设置的第一电极层111,第一高分子聚合物绝缘层112,第二高分子聚合物绝缘层113和第二电极层114。其中,第一高分子聚合物绝缘层112和第二高分子聚合物绝缘层113相对的表面构成摩擦界面。为使产生的电信号更加清晰,可以在摩擦界面的两个表面中的至少一个表面设置有凸起阵列结构。如图2所示,第二高分子聚合物绝缘层113的表面设置有三角形状的凸起阵列结构。除三角形状外,凸起阵列结构还可以为如多个凸点按照矩形或菱形排列构成,或者为多个带状结构按照几何排列等情况,根据具体实施情况进行设置,此处不做限定。进一步,在图2中,摩擦界面的两个表面之间设置有弹性支撑件116。弹性支撑件116可以在压力感应元件不受外力作用时使摩擦界面处于分离状态,以减少干扰电信号的输出。并在压力感应元件受外力使摩擦界面相互接触摩擦后,加快摩擦界面的分离速度,提高电信号的输出。弹性支撑件116可以为环形垫圈、网格状垫片或多个柱状支撑点,其采用聚合物等材料制作而成。
对于上述多种结构的压力感应元件中的第一高分子聚合物绝缘层和/或第二高分子聚合物绝缘层和/或居间薄膜层可以为掺杂有介电材料的复合膜,以提高摩擦层的介电性能,有助于提高压力感应元件电信号的输出和灵敏度,使得后续信号处理时便于区分输出信号中的有效信号,提高本系统监测座椅使用情况的准确性。复合膜分为两层,介电材料仅掺杂在其中一侧,借此以降低掺杂材料的吸水性,减少对聚合物复合膜摩擦发电效果影响。复合膜的结构如图3所示,掺杂有介电材料的复合膜包括第一薄膜层1001和第二薄膜层1002。第二薄膜层1002设置在第一薄膜层1001之上。其中,第一薄膜层1001由不掺杂介电材料的聚合物基底溶液经真空除气和固化形成,第二薄膜层1002由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成。复合膜浆料由聚合物基底溶液和掺杂的介电材料混合制成。或者,复合膜为单层结构,由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成。介电材料的掺杂比例是0.1-30wt%,即每100克复合膜中掺杂了0.1-30克介电材料。优选地,介电材料的掺杂比例是0.5-5wt%,更优选地,介电材料的掺杂比例是2-3wt%。介电材料的介电常数高于聚合物基底材料的介电常数,以增强复合膜的整体介电性能,从而提高复合膜的摩擦发电性能。介电材料可以为ZnO、TiO2、SnO、SiO2和WO3中的任意一种或多种。优选TiO2锐钛矿型介电材料。掺杂到聚合物基底材料中的介电材料为颗粒状,其粒径是5nm-100μm,采用颗粒状介电材料有利于其均匀的掺杂到聚合物基底材料中。本发明对聚合物基底材料没有特殊要求,诸如聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯的聚合物材料均可用于本发明。
其中对于两层结构的复合膜,第一薄膜层1001作为摩擦界面中的一个表面,其不掺杂介电材料,在该表面设置有凸起阵列结构。凸起的高度范围为200nm-100μm。复合膜的第一薄膜层1001和第二薄膜层1002可以是任意厚度,优选地,第一薄膜层1001和第二薄膜层1002的厚度分别是100-120μm,这样既能够使掺杂材料完全埋覆在聚合物基底溶液中,又不会因复合膜过厚而影响压力感应元件发生形变。
掺杂有介电材料的复合膜的制备方法如下:
第一步,准备聚合物基底溶液。聚合物基底溶液使用的聚合物基底材料需要是根据聚合物的性质来准备,如聚二甲基硅氧烷本身就是液态,可以直接作为聚合物基底溶液;聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯为结晶或半结晶形态,需先溶于二甲基乙酰胺形成聚合物基底溶液。
第二步,将介电材料加入到上述聚合物基底溶液中,混合均匀,得到混合溶液。混合时可以采用球磨、磁力搅拌、搅拌杆搅拌等方式。加入的介电材料的量以保证最终得到的聚合物复合膜中介电材料的掺杂比例是0.1-30wt%为准,优选的掺杂比例为0.5-5wt%,最优选的掺杂比例为2-3wt%。
第三步,向上述掺杂有介电材料的混合溶液中加入固化剂,搅拌混合均匀后脱气,获得复合膜浆料。固化剂可以采用常规市售的固化剂,如硫化剂等。本领域技术人员根据实际生产情况,能够确定固化剂的加入量。
第四步,配制聚合物基底溶液与固化剂的混合浆料,搅拌均匀后除气,随后将其涂在模板上,固化或半固化形成一层不含掺杂介电材料的聚合物薄膜,即第一薄膜层。
第五步,采用丝网印刷、涂覆、旋涂等方法将上述复合膜浆料涂覆在第一薄膜层上,随后烘干固化,该复合膜浆料固化后的即第二薄膜层,从而得到包含第一薄膜层和第二薄膜层的复合膜。
对于单层结构的复合膜,可以不执行第四步,直接采用丝网印刷、涂覆、旋涂等方法将复合膜浆料涂覆在模板上烘干固化后得到复合膜。
压力感应元件除可采用上述结构外,还可以采用压电材料封装制作。其中,压电材料包括ZnO、PZT或PVDF等。在压电材料外设置封装层将压电材料完全封装制成压力感应元件。
由于客车上的座椅为多行多列形式排列,因此,多个设置在座椅上的压力感应元件可以按照座椅排列构成M行N列的阵列。每一个压力感应元件均具有第一输出端和第二输出端。每行的N个压力感应元件的第一输出端相连接,形成M个第一端子,每列的M个压力感应元件的第二输出端相连接,形成N个第二端子。信号预处理模块120与多个压力感应元件110均相连,用于对多个压力感应元件110输出的电信号进行处理。具体的,信号预处理模块120与多个压力感应元件110的M个第一端子和N个第二端子相连。在连接时,可以采用一个信号预处理模块与客车上设置的所有的压力感应元件的第一端子和第二端子相连。即终端检测单元100中包括多个压力感应元件110,和与所有压力感应元件110相连的一个信号预处理模块120。
信号预处理模块120包括了如图4所示的放大电路121、滤波电路122、模数转换电路123及电压限定电路124。
放大电路121与多个压力感应元件110均相连,用于将压力感应元件110输出的电信号进行放大。滤波电路122与放大电路121相连,用于滤除放大电路121输出的放大后的电信号中的杂波。模数转换电路123与滤波电路122相连,用于将滤波后的模拟信号转换为数字信号。电压限定电路124与模数转换电路123相连,其中,电压限定电路124预先存储电压限定阈值,用于滤除不在电压限定阈值范围内的数字信号。电压限定阈值为统计乘客就坐在座椅上时压力感应元件受到压力输出的电信号所在的电压范围。电压限定电路124根据预先存储的电压限定阈值,可以滤除乘客就坐在座椅以外的其他压力使压力感应元件受到压力输出的电信号,如车辆振动、行李撞击等,从而有效的滤除其他压力产生的电信号,得到可靠的由乘客就坐在座椅上产生的电信号,提高了电信号的有效性。
车载控制模块200与信号预处理模块120相连,用于以预设时间间隔对处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。该检测结果即车载控制模块200对电信号进行检测后,识别出各电信号对应的座椅,进而识别出乘客的人数。检测具有周期性,车载控制模块200每隔预设时间间隔对处理后的电信号进行周期性的检测和识别,可以实时的得到最新时间的乘客人数。当某预设时间间隔后,车载控制模块200又一次对处理后的电信号进行检测和识别时,发现未检测到电信号,即该座位上没有乘客,乘客已经离开该座位或已经下车,从而得到新的乘客人数。此处,终端检测单元100可以仅设置一个信号预处理模块120和多个压力感应元件110。一个信号预处理模块120和所有的压力感应元件110相连后,该信号预处理模块120通过有线方式与车载控制模块200相连,使得车载控制模块200可以以预设时间间隔对处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。或者,车载控制模块200也可以对前述电信号进行不间断检测。
进一步,为方便对乘客人数进行远程监控,客车乘客人数监测系统可以如图5所示,还包括了第一无线发射模块300。
第一无线发射模块300与车载控制模块200相连,用于将检测结果发送给外部设备。如发生给客车的远程监控中心,便于远程监控中心的工作人员可以实时的对客车的载客人数进行监控。
该客车乘客人数监测系统具体工作方式为:在客车行驶过程中,当乘客就座后,设置在座椅上压力感应元件感应到乘客所施加的压力,在客车行驶运动的作用下,压力感应元件会不断的产生电信号输出。信号预处理模块对产生的电信号进行相应的处理。车载控制模块在预设时间间隔(如2min或5min)对处理后的电信号进行检测,若检测过程中接收到该处理后的电信号,对其进行识别,可以识别出该电信号对应的座椅上有乘客就座。若车载控制模块在某次检测过程中没有接收到电信号,即该电信号对应的座椅上没有乘客就座或乘客已下车。车载控制模块每隔预设时间间隔对处理后的电信号进行检测和识别,可以实时的更新不同时间段客车载客的情况。第一无线发射模块将车载控制模块的检测结果发送给外部设备,方便远程对客车的载客情况进行实时监控。
除压力感应元件设置在座椅表面上或座椅坐垫内部,其他各模块可以设置在车内不影响客车正常运行的适当位置处。具体位置不做限定。
根据本发明提供的客车乘客人数监测系统,设置在座椅上的压力感应元件感应乘客坐在座椅上时所受到的压力输出电信号,信号预处理模块对该电信号进行处理。车载控制模块以预设时间间隔对处理后的电信号进行周期性地检测,并输出检测结果。该检测结果即当前客车乘客人数。车载控制模块通过预设时间间隔进行周期性地检测,可以实时的更新不同时间段的客车乘客人数,有利于提高客车载客效率,合理的规划是否需要中途接载新乘客。同时,该检测结果通过第一无线发射模块可以发送给外部设备,以便可以远程监控客车的乘客人数。本发明提供的客车乘客人数监测系统整体结构简单,可靠性高且花费的成本较低。进一步,本发明可以采用柔性材质的压力感应元件设置在座椅上,不影响乘客乘坐的舒适度,乘客体验较佳。同时,将压力感应元件制作成带状可降低制作和使用的成本。对于多个座位上的压力感应元件将其以阵列式方式设置,可以在一定程度上减少布线,减少后期维护和故障修复的工作量。
图6为本发明提供的客车乘客人数监测系统实施例三的功能模块示意图。与图5相比,客车乘客人数监测系统中的终端检测单元100还包括了终端控制模块130和第二无线发射模块140。
终端控制模块130与信号预处理模块120和第二无线发射模块140相连,用于接收信号预处理模块120处理后的电信号,并将处理后的电信号经第二无线发射模块140进行输出。车载控制模块200还包括了第二无线接收电路210,用于接收第二无线发射模块140输出的电信号。第二无线发射模块140与第二无线接收电路210之间可以采用红外、蓝牙、ZigBee或无线局域网技术进行通信,从而使得终端检测单元100与车载控制模块200间通过无线实现电信号的传输与接收,不需要再对其进行大量的布线,大大的减少了系统维护的工作量,降低了发生故障进行排查的难度。其中,终端检测单元100中的压力感应元件110、信号预处理模块120、终端控制模块130和第二无线发射模块140可以集成在一起,设置在座椅的表面上或座椅的坐垫内部。可以理解的是,在本实施例中,信号预处理模块120、终端控制模块130以及第二无线发射模块140的数量与压力感应元件110的数量相同,即一个终端检测单元中包括一个压力感应元件、与一个压力感应元件相连的一个信号预处理模块、与一个信号预处理模块相连的一个终端控制模块、与一个终端控制模块相连的一个第二无线发射模块,四者集成为终端检测单元100。客车乘客人数监测系统中根据座椅个数,可以设置多个终端检测单元100,多个终端检测单元100分别设置在各个座椅上。
该实施例中的客车乘客人数监测系统具体工作方式为:在客车行驶过程中,当乘客就座后,设置在座椅上压力感应元件感应到乘客所施加的压力,在客车行驶运动的作用下,压力感应元件会不断的产生电信号输出。信号预处理模块对产生的电信号进行相应的处理。终端控制模块接收到处理后的电信号,将该电信号经由第二无线发射模块输出。车载控制模块中的第二无线接收电路接收到该电信号。在预设时间间隔车载控制模块对接收的电信号进行检测,若检测到该电信号,对其进行识别,可以识别出该电信号对应的座椅上有乘客就座。若在某次检测过程中没有检测到电信号,即该电信号对应的座椅上没有乘客就座或乘客已下车。车载控制模块每隔预设时间间隔对接收的电信号进行检测,可以实时的更新不同时间段客车载客的情况。第一无线发射模块将车载控制模块的检测结果发送给外部设备,方便远程对客车的载客情况进行实时监控。
除此之外的其他模块均可参照实施例一和二中的描述,在此不再赘述。
根据本发明提供的客车乘客人数监测系统,通过无线方式实现终端检测单元与车载控制模块间电信号的传输与接收,使得不需要再对其电信号的传输与接收进行大量的布线,大大的减少了系统维护的工作量,降低了发生故障进行排查的难度。
对于上述实施例一至三中的客车乘客人数监测系统,其还可以包括用于存储检测结果的存储模块。存储模块与车载控制模块相连,接收到其检测结果进行存储,即将客车的载客人数信息进行存储,便于后续对该客车实际的载客人数信息进行查阅,或根据存储的载客人数信息,制定相关的载客计划等。
客车乘客人数监测系统还包括用于显示检测结果的显示模块。显示模块与车载控制模块相连,接收到其检测结果并进行显示。显示时可以将检测结果转换为具体客车上各对应的座位的使用情况,便于司机或乘务人员可以一目了然的了解到各个座位的使用情况,不用再人工对座位的使用情况一一进行查看。
进一步,对于客车乘客人数监测系统中各耗电模块或电路器件等,客车乘客人数监测系统还提供了电源模块用于对其进行供电。电源模块可以使用客车本身的电源或锂电池等储能元件。
根据本发明提供的客车乘客人数监测系统,其整体结构简单,可靠性高且花费的成本较低。采用掺杂有介电材料的复合膜作为压力感应元件的摩擦层,极大提高了压力感应元件的信号输出和灵敏度,使得后续信号处理时便于区分输出信号中乘客乘坐产生的有效信号以及车辆振动等其他外因产生的干扰信号,提高本系统对座椅使用情况监测的准确性和可靠性。与现有的基于摩擦发电的压力感应元件相比,本系统的采用掺杂介电材料的复合膜作为摩擦层的压力感应元件,其输出的电压信号提高了5%-20%。同时,其所采用的柔性材质的压力感应元件设置在座椅上,不影响乘客乘坐的舒适度,乘客体验较佳。将压力感应元件制作成带状又进一步降低制作和使用的成本。通过存储模块将客车的载客人数信息进行存储,便于后续对其进行查阅,方便根据客车的载客人数信息制定相应的载客计划。显示模块使司机和乘务人员可以快速的了解座位的使用情况,减少人工查看成本和人工查看发生的错误概率。
本发明中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路,虽然其中某些模块、电路集成了软件,但本发明所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路,而不仅仅是软件本身。
本领域技术人员应该理解,附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的,表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的,作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。
最后,需要注意的是:以上列举的仅是本发明的具体实施例子,当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (23)
1.一种客车乘客人数监测系统,其特征在于,包括:至少一个终端检测单元和车载控制模块;其中,
所述终端检测单元包括至少一个压力感应元件和信号预处理模块,所述至少一个压力感应元件设置在客车的座椅上,用于感应所述座椅受到的压力并输出电信号;所述信号预处理模块与所述至少一个压力感应元件相连,用于对所述至少一个压力感应元件输出的电信号进行处理;
所述车载控制模块用于以预设时间间隔对所述处理后的电信号进行检测,并输出检测结果。
2.根据权利要求1所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述客车乘客人数监测系统还包括第一无线发射模块;
所述第一无线发射模块与所述车载控制模块相连,用于将所述检测结果发送给外部设备。
3.根据权利要求1所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述终端检测单元还包括终端控制模块和第二无线发射模块;
所述终端控制模块与所述信号预处理模块和所述第二无线发射模块相连,用于接收所述信号预处理模块处理后的电信号,并将所述处理后的电信号经所述第二无线发射模块进行输出。
4.根据权利要求3所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述车载控制模块还包括:第二无线接收电路,用于接收所述第二无线发射模块输出的电信号。
5.根据权利要求4所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述第二无线发射模块与所述第二无线接收电路之间采用红外、蓝牙、ZigBee或无线局域网技术进行通信。
6.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述压力感应元件为带状结构,设置在座椅表面或嵌入座椅内部。
7.根据权利要求1所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述至少一个压力感应元件按照座椅排列构成M行N列的阵列,每一个压力感应元件具有第一输出端和第二输出端,每行的N个压力感应元件的第一输出端相连接,形成M个第一端子,每列的M个压力感应元件的第二输出端相连接,形成N个第二端子。
8.根据权利要求7所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述信号预处理模块与所述压力感应元件的M个第一端子和N个第二端子相连。
9.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述信号预处理模块包括:放大电路、滤波电路、模数转换电路及电压限定电路;
所述放大电路与所述至少一个压力感应元件相连,用于将所述至少一个压力感应元件输出的电信号进行放大;
所述滤波电路与所述放大电路相连,用于滤除所述放大电路输出的放大后的所述电信号中的杂波;
所述模数转换电路与所述滤波电路相连,用于将滤波后的模拟信号转换为数字信号;
所述电压限定电路与所述模数转换电路相连,预先存储电压限定阈值,用于滤除不在所述电压限定阈值范围内的数字信号。
10.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,和第二电极层;所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,所述压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,所述压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间电极层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;所述第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层相对的表面和/或所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面;
或者,所述压力感应元件包括层叠设置的第一电极层,第一高分子聚合物绝缘层,居间薄膜层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层;所述第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层相对的表面和/或所述居间薄膜层和所述第二高分子聚合物绝缘层相对的表面构成摩擦界面。
11.根据权利要求10所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述第一高分子聚合物绝缘层和/或所述第二高分子聚合物绝缘层和/或所述居间薄膜层为掺杂有介电材料的复合膜。
12.根据权利要求11所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述掺杂有介电材料的复合膜包括第一薄膜层和第二薄膜层;所述第二薄膜层设置在所述第一薄膜层之上;
所述第一薄膜层由不掺杂介电材料的聚合物基底溶液经真空除气和固化形成;
所述第二薄膜层由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成,其中,所述复合膜浆料由聚合物基底溶液和掺杂的介电材料混合制成。
13.根据权利要求11所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述掺杂有介电材料的复合膜由掺杂介电材料的复合膜浆料经真空除气和固化形成;其中,所述复合膜浆料由聚合物基底溶液和掺杂的介电材料混合制成。
14.根据权利要求12或13所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述介电材料的介电常数高于所述聚合物基底材料的介电常数。
15.根据权利要求12或13所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述介电材料为ZnO、TiO2、SnO、SiO2和WO3中的任意一种或多种。
16.根据权利要求10所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面设置有凸起阵列结构。
17.根据权利要求12所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面的第一薄膜层设置有凸起阵列结构。
18.根据权利要求10所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述摩擦界面的两个表面之间设置有弹性支撑件,所述弹性支撑件为环形垫圈、网格状垫片或多个柱状支撑点。
19.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述压力感应元件采用压电材料封装制作。
20.根据权利要求19所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述压电材料包括ZnO、PZT或PVDF。
21.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述客车乘客人数监测系统还包括用于存储所述检测结果的存储模块。
22.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述客车乘客人数监测系统还包括用于显示所述检测结果的显示模块。
23.根据权利要求1-4任一项所述的客车乘客人数监测系统,其特征在于,所述客车乘客人数监测系统还包括电源模块。
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