CN107527490A - 基于obd的车载隧道内光照强度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于OBD的车载隧道内光照强度测量系统，包括通过无线数传模块进行连接的两个分体装置；分体装置一中包含：OBD模块以及无线数传的发射模块，数据控制系统；分体装置二中包含光照强度采集模块、无线数传接收模块、SD卡数据存储模块和数据控制系统；本发明可以解决利用OBD系统计算位移与光照强度采集技术进行组合形成测量装置，依据里程获得隧道内光照强度值，用光照强度与位置的关系来衡量隧道设计和交通运行是否达到行车要求的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通设施测量与设计技术领域；具体涉及隧道的光照度测量技术。
背景技术
目前GPS结合各个传感器的应用较为广泛，但是如果在隧道内或GPS信号无法使用时，就需要一种替代的装置，代替GPS的功能。
传统的利用GPS与光照强度采集技术进行组合形成测量装置，来衡量隧道设计和交通运行是否达到行车要求，以确保行车安全的目的。在获得隧道内光照强度值时，由于无GPS信号，不能使光照强度得以定位，所以不能实现依据里程获得隧道内光照强度值的测量目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于OBD的车载隧道内光照强度测量系统，以解决利用OBD系统计算位移与光照强度采集技术进行组合形成测量装置，依据里程获得隧道内光照强度值，用光照强度与位置的关系来衡量隧道设计和交通运行是否达到行车要求的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
基于OBD的车载隧道内光照强度测量系统，包括通过无线数传模块进行连接的两个分体装置；
分体装置一中包含：OBD模块以及无线数传的发射模块，数据控制系统；
1)、负责道路里程采集的OBD模块，该模块通过车辆OBD系统采集车辆的实时速度，并通过数据补偿的方式获得道路的行车距离S；
2)、第一数据控制系统，包括预留GPS模块的位置的单片微处理器，该处理器数据采集端与OBD模块数据输出端连接；隧道内该GPS模块无数据输出，该GPS模块只适用于城市道路的夜间照明位置采集；
3)、无线数传发射模块，该模块将经过补偿算法计算后的道路里程(S)或GPS模块的经纬度值(LAT、LON),通过无线数传芯片，利用SPI总线方式传递给分体装置二。
分体装置二：
分体装置二中包含光照强度采集模块、无线数传接收模块、SD卡数据存储模块和数据控制系统；
1)、光照强度采集模块，该模块通过光照强度传感器获得驾驶员上方的光照强度值；
2)、无线数传接收模块，将分体装置一中的无线数传发射模块发射的道路里程或GPS模块采集的经纬度值LAT和LON,通过无线数传芯片，利用SPI方式接收到分体装置二的第二数据控制系统；
3)、SD卡数据存储模块，该模块负责将道路里程S、GPS模块采集的经纬度值LAT和LON、以及光照强度模块中采集的数据，混入时间值t(ms)，存储在SD卡中；
4)、第二数据控制系统，包括单片微处理器，其外围电路包括上述光照强度采集模块、上述无线数传接收模块和上述SD卡数据存储模块。
上述第一、第二数据控制系统的单片微处理器，采用以ATmega328P为主控芯片的arduino UNO开发板。
本发明的优点及积极效果如下：
利用OBD系统计算位移与光照强度采集技术进行组合形成测量装置，这种装置能够依据里程获得隧道内光照强度值，用光照强度与位置的关系来衡量隧道设计和交通运行是否达到行车要求，以确保行车安全的目的。本装置与GPS结合传感器的区别在于隧道内无GPS信号时，本装置可以通过采集行驶车辆的OBD数据，加以补偿算法获得行驶里程，结合实时采集的光照强度，即可使光照强度得以定位，解决了GPS在隧道内无法使用的弊端。如果按50km/h车速计算，一条长度为5公里长的隧道，只需要6分钟就可以获得单方向单车道的隧道光照强度，如果按采集频率6hz计算，大约每隔2m就可以获得一个光照强度值。这比测量人通过手持设备进行测量的方法不仅速度快、数据密度高、数据质量可以保证在同一高度、而且可以确保测量人的自身安全和隧道的运营安全。
附图说明
图1是本发明的分体装置一的电路原理图。
图2是俄不能发明的分体装置二的电路原理图。
图3是本发明实际应用于某隧道北向南光照强度随隧道长度变化图。
图4是本发明实际应用于另一隧道北向南光照强度随隧道长度变化图。
具体实施方式
本发明的具体结构参见图1、2所示。
本发明包含二个分体装置，采用分体装置的原因是由于OBD多位于车辆主驾驶室下方，但测量的主要数据是光照强度值，如果不采用分体设计，光照强度值也要设置在主驾驶室下方，环境光被遮挡就会影响测量效果。因此采用分体设计，两个分体装置之间通过无线数传模块(nRF24L01)进行连接。
分体装置一：
分体装置一中包含OBD模块以及无线数传的发射模块，数据控制系统采用了以ATmega328P为主控芯片的arduino UNO开发板。
1、OBD模块负责道路里程采集，该模块通过车辆OBD系统采集车辆的实时速度，并通过数据补偿的方式获得道路的行车距离S(单位：m)。
2、预留GPS模块的位置的数据控制系统，如果需要增加GPS模块负责获取车辆的位置数据，即经度值LON(单位：°)和纬度值LAT(单位：°)。隧道内该模块无数据输出，该模块只适用于城市道路的夜间照明位置采集。
3、无线数传发射模块nRF24L01(tx发射)，该模块将经过补偿算法计算后的道路里程(S)和GPS模块的经纬度值(LAT、LON),通过无线数传芯片(nRF24L01)，利用SPI总线方式传递给分体装置二。
分体装置二：
分体装置二中包含光照强度采集模块、无线数传接收模块、SD卡数据存储模块和数据控制系统。数据控制系统也采用了以ATmega328P为主控芯片的arduino UNO开发板。
1、光照强度采集模块(GY-30)，该模块通过光照强度传感器(GY-30)获得驾驶员上方的光照强度值l(单位：Lux)。
2、无线数传接收模块nRF24L01(rx)，将分体装置一中的无线数传发射模块nRF24L01(tx)发射的道路里程S和GPS模块采集的经纬度值LAT和LON,通过无线数传芯片(nRF24L01)，利用SPI方式接收到分体装置二。
3、SD卡数据存储模块，该模块负责将道路里程S、GPS模块采集的经纬度值LAT和LON、以及光照强度模块中采集的l等数据，混入时间值t(ms)，存储在SD卡中。
4、据控制系统，包括单片微处理器，其外围电路包括上述光照强度采集模块、上述无线数传接收模块和上述SD卡数据存储模块。
本发明实际应用的两个实力效果图，参见图3、4所示。图3、4中的纵坐标为光照强度值(Lux)，横坐标为隧道长度(m)。
Claims (2)
1.基于OBD的车载隧道内光照强度测量系统，其特征在于，包括通过无线数传模块进行连接的两个分体装置；
分体装置一中包含：OBD模块以及无线数传的发射模块，数据控制系统；
1)、负责道路里程采集的OBD模块，该模块通过车辆OBD系统采集车辆的实时速度，并通过数据补偿的方式获得道路的行车距离S；
2)、第一数据控制系统，包括预留GPS模块的位置的单片微处理器，该处理器数据采集端与OBD模块数据输出端连接；隧道内该GPS模块无数据输出，该GPS模块只适用于城市道路的夜间照明位置采集；
3)、无线数传发射模块，该模块将经过补偿算法计算后的道路里程(S)或GPS模块的经纬度值(LAT、LON),通过无线数传芯片，利用SPI总线方式传递给分体装置二。
分体装置二：
分体装置二中包含光照强度采集模块、无线数传接收模块、SD卡数据存储模块和数据控制系统；
1)、光照强度采集模块，该模块通过光照强度传感器获得驾驶员上方的光照强度值；
2)、无线数传接收模块，将分体装置一中的无线数传发射模块发射的道路里程或GPS模块采集的经纬度值LAT和LON,通过无线数传芯片，利用SPI方式接收到分体装置二的第二数据控制系统；
3)、SD卡数据存储模块，该模块负责将道路里程S、GPS模块采集的经纬度值LAT和LON、以及光照强度模块中采集的数据，混入时间值t(ms)，存储在SD卡中；
4)、第二数据控制系统，包括单片微处理器，其外围电路包括上述光照强度采集模块、上述无线数传接收模块和上述SD卡数据存储模块。
2.根据权利要求1所述的基于OBD的车载隧道内光照强度测量系统，其特征在于，上述第一、第二数据控制系统的单片微处理器，采用以ATmega328P为主控芯片的arduino UNO开发板。
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