CN111800148A - 基于物联网的城市交通公路养护管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于物联网的城市交通公路养护管理系统，包括信号采样模块、去噪检波模块，所述信号采样模块对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，信号采样模块连接去噪检波模块，去噪检波模块运用可控硅VTL1检测运放器AR2输出信号和运放器AR3的电位差，反馈异常信号经电阻R10、电容C5组成RC延时电路延时，运用三极管Q1、三极管Q2组成复合电路检测运放器AR5输出端信号和运放器AR3输出信号电位差，反馈信号至运放器AR4反相输入端，最后利用尖峰信号触发信号发射器E1工作，运放器AR5输出信号为进一步微调信号，实时触发管理系统终端监控物联网节点输出信号状态，及时对物联网节点信息分流调控。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及基于物联网的城市交通公路养护管理系统。
背景技术
物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力, 物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域,而公路建成通车后，因承受车轮的磨损和冲击，受到暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冰融等自然力的侵蚀和风化，以及人为的破坏和修建时遗留的某些缺陷，公路使用质量会逐渐降低。因此，公路建成通车后必须采取养护维修措施，并不断进行更新改善。公路养护必须及时修复损坏部分,否则将导致修复工程的投资加大,缩短公路的使用寿命，并给用路者造成损失。
物联网与城市交通公路养护的结合，将大大提高城市交通公路养护的管理效率，增加城市交通公路的使用寿命，然而由于城市交通公路养护的特殊环境，需要采用低功耗、低速率的广域网传输技术，才能准确传输城市交通公路养护信息，低功耗、低速率虽然适用于广域网长距离传输，然而物联网物与物之间节点信号更容易出现相位噪声累加的问题，甚至出现某一个物联网节点信息负载过大导致网络堵塞的状况，需要基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端及时进行分流调控，要想分流调控，必须保证管理系统终端实时接收物联网节点状态信号的准确性。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供基于物联网的城市交通公路养护管理系统，能够对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，实时触发管理系统终端监控物联网节点输出信号状态。
其解决的技术方案是，基于物联网的城市交通公路养护管理系统，包括信号采样模块、去噪检波模块，所述信号采样模块对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，信号采样模块连接去噪检波模块，去噪检波模块输出信号经信号发射器E1发送至基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端内；
所述去噪检波模块包括电容C2，电容C2的一端接电容C1的一端和信号采样模块输出端口，电容C2的另一端接电感L1的一端和电阻R5的一端、三极管Q1的发射极，电阻R5的另一端接运放器AR3的同相输入端，电感L1的另一端接地，电容C1的另一端接电容C3、电容C4的一端，电容C4的另一端接电阻R4的一端和运放器AR2的同相输入端，电阻R4、电容C3的另一端接地，运放器AR2的反相输入端接电阻R3、电阻R6的一端和可控硅VTL1的正极，电阻R3的另一端接电源+5V，可控硅VTL1的负极接电阻R10、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R10的另一端接运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R11的一端和二极管D2的正极，电阻R11的另一端接三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源+3.3V，运放器AR3的输出端接三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极以及电感L2、电容C6的一端和可控硅VTL1的控制极，三极管Q2的发射极接运放器AR4的反相输入端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电感L2的另一端接电容C6的另一端和电阻R9、电感L3的一端，电阻R9的另一端接电感L3的另一端和运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的输出端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接二极管D3的正极和运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R13的一端和二极管D2的负极，电阻R13的另一端接地，运放器AR6的输出端接二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D4的负极接信号发射器E1。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 为了克服采样信号在长距离传输过程中相位噪声累加状况，在信号采样模块对采样信号功放的基础上，运用电容C1、电容C2和电感L1组成的LC振荡电路增强信号频率，利用电容C2和电感L1对信号产生振荡，将噪声同相放大后为可控硅VTL1的正极的基准电位，同时放大信号频率后输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR3比较运放器AR2输出信号和振荡频率输出信号，也即是利用噪声检测电路输出的噪声信号调节运放器AR3输出信号电位，调节信号波形，具有很大的实用性和开发价值；
2.运用可控硅VTL1检测运放器AR2输出信号和运放器AR3的电位差，反馈异常信号经电阻R10、电容C5组成RC延时电路延时，同时运用运放器AR5缓冲信号，以保证运放器AR6同相输入端信号和反相输入端信号同步，为了进一步检测信号尖峰信号，运用三极管Q1、三极管Q2组成复合电路检测运放器AR5输出端信号和运放器AR3输出信号电位差，反馈信号至运放器AR4反相输入端，最后利用尖峰信号触发信号发射器E1工作，运放器AR5输出信号为进一步微调信号，实时触发管理系统终端监控物联网节点输出信号状态，及时对物联网节点信息分流调控。
附图说明
图1为本发明基于物联网的城市交通公路养护管理系统的模块原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，基于物联网的城市交通公路养护管理系统，包括信号采样模块、去噪检波模块，所述信号采样模块对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，信号采样模块连接去噪检波模块，去噪检波模块输出信号经信号发射器E1发送至基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端内；
为了保证管理系统终端实时接收物联网节点状态信号的准确性，在选用型号为DAM-3056AH的信号采样器J1对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样的基础上，需要克服采样信号在长距离传输过程中相位噪声累加状况，首先考虑到DAM-3056AH的信号采样器J1输出信号为小信号，为了确保信号强度，先运用运放器AR1同相放大信号，对信号功率放大，其中稳压管D1反接稳压；
在信号采样模块对采样信号功放的基础上，为了提高传输效率，去噪检波模块运用电容C1、电容C2和电感L1组成的LC振荡电路增强信号频率，利用电容C2和电感L1对信号产生振荡，由于信号频率振荡时会产生噪声杂波，因此运用电容C3降低信号噪声比，同时运用运放器和电容C4组成噪声检测电路检测信号噪声，将噪声同相放大后为可控硅VTL1的正极的基准电位，同时放大信号频率后输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR3比较运放器AR2输出信号和振荡频率输出信号，也即是利用噪声检测电路输出的噪声信号调节运放器AR3输出信号电位，调节信号波形，然后进一步运用电感L2、电感L3和电容C6组成调频电路稳定信号频率，电感L2滤除高频杂波，电容C6滤除低频杂波，同时电感L3进一步滤除高频杂波，保证运放器AR4同相输入端信号频率的稳定性，为了信号波形的调整，运用可控硅VTL1检测运放器AR2输出信号和运放器AR3的电位差，反馈异常信号经电阻R10、电容C5组成RC延时电路延时，同时运用运放器AR5缓冲信号，以保证运放器AR6同相输入端信号和反相输入端信号同步，也即是保证信号的同步性，为了进一步检测信号尖峰信号，运用三极管Q1、三极管Q2组成复合电路检测运放器AR5输出端信号和运放器AR3输出信号电位差，反馈信号至运放器AR4反相输入端，对运放器AR4输出信号进一步微调，确保运放器AR4输出信号的波形的稳定，最后利用尖峰信号触发信号发射器E1工作，运用运放器AR6和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路筛选运放器AR4输出信号峰值信号，运放器AR5输出信号为进一步微调信号，保证运放器AR6输出采样信号的准确性，最后触发信号发射器E1发送至基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端内，实时触发管理系统终端监控物联网节点输出信号状态，及时对物联网节点信息分流调控；
所述去噪检波模块具体结构，电容C2的一端接电容C1的一端和信号采样模块输出端口，电容C2的另一端接电感L1的一端和电阻R5的一端、三极管Q1的发射极，电阻R5的另一端接运放器AR3的同相输入端，电感L1的另一端接地，电容C1的另一端接电容C3、电容C4的一端，电容C4的另一端接电阻R4的一端和运放器AR2的同相输入端，电阻R4、电容C3的另一端接地，运放器AR2的反相输入端接电阻R3、电阻R6的一端和可控硅VTL1的正极，电阻R3的另一端接电源+5V，可控硅VTL1的负极接电阻R10、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R10的另一端接运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R11的一端和二极管D2的正极，电阻R11的另一端接三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源+3.3V，运放器AR3的输出端接三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极以及电感L2、电容C6的一端和可控硅VTL1的控制极，三极管Q2的发射极接运放器AR4的反相输入端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电感L2的另一端接电容C6的另一端和电阻R9、电感L3的一端，电阻R9的另一端接电感L3的另一端和运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的输出端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接二极管D3的正极和运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R13的一端和二极管D2的负极，电阻R13的另一端接地，运放器AR6的输出端接二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D4的负极接信号发射器E1；
所述信号采样模块具体结构，选用型号为DAM-3056AH的信号采样器J1，信号采样器J1的电源端接电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1的输出端接稳压管D1的负极和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的正极接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的输出端和去噪检波模块信号输入端口。
本发明具体使用时，基于物联网的城市交通公路养护管理系统，包括信号采样模块、去噪检波模块，所述信号采样模块对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，信号采样模块连接去噪检波模块，去噪检波模块运用电容C1、电容C2和电感L1组成的LC振荡电路增强信号频率，利用电容C2和电感L1对信号产生振荡，由于信号频率振荡时会产生噪声杂波，因此运用电容C3降低信号噪声比，同时运用运放器和电容C4组成噪声检测电路检测信号噪声，将噪声同相放大后为可控硅VTL1的正极的基准电位，同时放大信号频率后输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR3比较运放器AR2输出信号和振荡频率输出信号，也即是利用噪声检测电路输出的噪声信号调节运放器AR3输出信号电位，调节信号波形，然后进一步运用电感L2、电感L3和电容C6组成调频电路稳定信号频率，电感L2滤除高频杂波，电容C6滤除低频杂波，同时电感L3进一步滤除高频杂波，保证运放器AR4同相输入端信号频率的稳定性，为了信号波形的调整，运用可控硅VTL1检测运放器AR2输出信号和运放器AR3的电位差，反馈异常信号经电阻R10、电容C5组成RC延时电路延时，同时运用运放器AR5缓冲信号，以保证运放器AR6同相输入端信号和反相输入端信号同步，也即是保证信号的同步性，为了进一步检测信号尖峰信号，运用三极管Q1、三极管Q2组成复合电路检测运放器AR5输出端信号和运放器AR3输出信号电位差，反馈信号至运放器AR4反相输入端，对运放器AR4输出信号进一步微调，确保运放器AR4输出信号的波形的稳定，最后利用尖峰信号触发信号发射器E1工作，运用运放器AR6和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路筛选运放器AR4输出信号峰值信号，运放器AR5输出信号为进一步微调信号，保证运放器AR6输出采样信号的准确性，最后触发信号发射器E1发送至基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端内，实时触发管理系统终端监控物联网节点输出信号状态，及时对物联网节点信息分流调控。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (2)
1.基于物联网的城市交通公路养护管理系统，包括信号采样模块、去噪检波模块，其特征在于，所述信号采样模块对城市交通公路养护管理系统内物联网节点输出信号采样，信号采样模块连接去噪检波模块，去噪检波模块输出信号经信号发射器E1发送至基于物联网的城市交通公路养护管理系统终端内；
所述去噪检波模块包括电容C2，电容C2的一端接电容C1的一端和信号采样模块输出端口，电容C2的另一端接电感L1的一端和电阻R5的一端、三极管Q1的发射极，电阻R5的另一端接运放器AR3的同相输入端，电感L1的另一端接地，电容C1的另一端接电容C3、电容C4的一端，电容C4的另一端接电阻R4的一端和运放器AR2的同相输入端，电阻R4、电容C3的另一端接地，运放器AR2的反相输入端接电阻R3、电阻R6的一端和可控硅VTL1的正极，电阻R3的另一端接电源+5V，可控硅VTL1的负极接电阻R10、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R10的另一端接运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R11的一端和二极管D2的正极，电阻R11的另一端接三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源+3.3V，运放器AR3的输出端接三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极以及电感L2、电容C6的一端和可控硅VTL1的控制极，三极管Q2的发射极接运放器AR4的反相输入端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电感L2的另一端接电容C6的另一端和电阻R9、电感L3的一端，电阻R9的另一端接电感L3的另一端和运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的输出端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接二极管D3的正极和运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R13的一端和二极管D2的负极，电阻R13的另一端接地，运放器AR6的输出端接二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D4的负极接信号发射器E1。
2.如权利要求1所述基于物联网的城市交通公路养护管理系统，其特征在于，所述信号采样模块包括型号为DAM-3056AH的信号采样器J1，信号采样器J1的电源端接电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1的输出端接稳压管D1的负极和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的正极接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的输出端和去噪检波模块信号输入端口。
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| CN202010686270.8A CN111800148A (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 基于物联网的城市交通公路养护管理系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111859459A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 唐有钢 | 一种区块链数据安全管理平台 |
| CN113741310A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-03 | 许昌学院 | 一种大数据信息监测系统 |
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| CN113741310A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-03 | 许昌学院 | 一种大数据信息监测系统 |
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