CN113095983B - 基于大数据的信息数据收发管理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于大数据的信息数据收发管理平台，包括前端采集模块、信号接收处理模块和后台管理服务器，信号接收处理模块用于对前端采集模块的无线传输信号进行接收，包括信号接收增强电路、陷波放大反馈电路和稳定调节电路，信号接收增强电路提高了信号的强度，同时在复合管放大过程利用带通滤波器特性有效抑制带外杂波信号，降低大量无用杂波对信号传输的干扰；陷波放大反馈电路在陷波单元工作过程提升系统对数据信号的分辨度；同时设计反馈单元来提升对噪声干扰的抑制能力；本发明有效提升了数据信号传输的准确性和有效性，为大数据统筹收集信息与合理地制定出科学的交通管理调度方案提供有效保障。

Description

基于大数据的信息数据收发管理平台
技术领域
本发明涉及交通信息数据管理技术领域，特别是涉及一种基于大数据的信息数据收发管理平台。
背景技术
交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，随着信息的发展速度不断加快，计算机领域的大数据技术逐渐在交通信息收集系统在应用。就交通领域而言，大数据与交通信息的融合发展为交通领域带来较多好处，既可以改变常规的交通信息管理方法，也可以促进交通信息领域的发展。交通信息对于城市而言是十分重要的，其可以有效地缓解城市的拥堵问题，优良的交通信息管理也可以有效地降低交通事故。
现有的交通信息收集系统的主要功能是对于过往车辆进行计数、测速、车型分类，然后分析计算占道信息、单位时间内车流量、车流平均速度等，以此判断道路拥挤状况，然后通过通信接口，把采集到的数据按预定的时间处理周期发送到后台管理监控中心。然而在利用无线通信对交通信息数据进行收发的过程中，会受到来自无线信道中各种各样的干扰，因此需要对数据信号中的杂波干扰噪声进行陷波消除，但现有的数据信号收发处理单元在滤波过程容易出现漏频或者是因抑制性能太弱而无法抑制干扰频率，导致数据信号接收掺杂无用杂波，使信号传输发生改变，影响交通信息管理的准确性。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
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大数据的信息数据收发管理平台。
其解决的技术方案是：基于大数据的信息数据收发管理平台，包括前端采集模块、信号接收处理模块和后台管理服务器，所述信号接收处理模块用于对所述前端采集模块的无线传输信号进行接收，包括信号接收增强电路、陷波放大反馈电路和稳定调节电路，所述信号接收增强电路包括无线信号接收器，所述无线信号接收器的输出信号经匹配增强后送入所述陷波放大反馈电路中；所述陷波放大反馈电路包括陷波单元和反馈单元，所述陷波单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端连接电容C5、C6和电阻R10的一端，电容C6和电阻R10的另一端并联接地，电容C5的另一端通过电阻R7连接电阻R5、R6、R8和电容C4的一端，电阻R5和电容C4的另一端连接所述信号接收增强电路的输出端，电阻R6的另一端接地，电阻R8的另一端连接运放器AR2的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR2的反相输入端通过电容C7连接运放器AR2的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接运放器AR1的反相输入端和电阻R12的一端，运放器AR1的输出端连接电阻R12的另一端，并通过电阻R13连接所述反馈单元和稳定调节电路的输入端；所述反馈单元对运放器AR1的输出端信号形成正反馈，用于调节陷波环节的品质因数；所述稳定调节电路用于对所述陷波放大反馈电路的输出信号进行幅值稳定与调节后送入所述后台管理服务器中。
进一步的，所述反馈单元包括运放器AR3，运放器AR3的反相输入端连接变阻器RP1的调节端，变阻器RP1的一端通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，变阻器RP1的另一端通过电阻R14连接三极管VT3的发射极，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接三极管VT3的基极，三极管VT3的集电极连接电感L2和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电感L2的另一端连接电阻R8的一端。
进一步的，所述稳定调节电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接电阻R15和电容C9的一端，并通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，MOS管Q2的源极连接三极管VT4的基极，并通过电阻R16连接电容C9的另一端，MOS管Q2的的栅极连接三极管VT4的集电极和电阻R15的另一端，并通过电阻R17连接电容C10的一端和三端稳压器D1的输入端，三端稳压器D1的公共端接地，三端稳压器D1的输出端连接电容C10的另一端和变阻器RP2的调节端，变阻器RP2的一端连接三极管VT4的发射极和电阻R19的一端，变阻器RP2的另一端通过电阻R18接地，电阻R19的另一端连接所述后台管理服务器的信号输入端，并通过电容C11接地。
进一步的，所述信号接收增强电路还包括电容C1，电容C1的一端连接所述无线信号接收器的输出端，电容C1的另一端连接电阻R1、R2的一端和三极管VT1的发射极，电阻R1的另一端连接三极管VT1的基极，并通过电感L1接地，电阻R2的另一端连接三极管VT2的发射极，三极管VT1的集电极连接VT2的基极，并通过并联的电阻R3和电容C2接地，三极管VT2的集电极通过电容C3连接电阻R4、电阻器RL1的一端和所述陷波放大反馈电路的输入端，电阻R4和电阻器RL1的另一端接地。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明采用信号接收处理模块对前端采集模块的无线传输信号进行接收，有效提升了数据信号传输的准确性和有效性，为大数据统筹收集信息与合理地制定出科学的交通管理调度方案提供有效保障。
2.信号接收增强电路利用RLC阻抗匹配提升信号接收的灵敏度，并利用复合管对阻抗匹配后的信号进行快速增强处理，极大地提高了信号的强度，同时在复合管放大过程利用带通滤波器特性有效抑制带外杂波信号，降低大量无用杂波对信号传输的干扰。
3.陷波放大反馈电路在陷波单元工作过程中利用陷波滤波器原理抑制背景噪声干扰，并提升系统对数据信号的分辨度；同时设计反馈单元来对陷波滤波器进行调谐，在消除容差影响的同时也有效避免陷波深度过深，有效避免陷波滤波器出现漏频，提升对噪声干扰的抑制能力。
附图说明
图1为本发明信号接收增强电路原理图。
图2为本发明陷波放大反馈电路和稳定调节电路连接原理图。
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至附图2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。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
基于大数据的信息数据收发管理平台，包括前端采集模块、信号接收处理模块和后台管理服务器，其中，前端采集模块包括各类传感器和摄像头，用于对交通流量、行车速度、管制信息、道路状况、停车场、天气等动态信息收集，然后通过采集控制器将采集数据分析处理后，通过无线通信接口将采集到的数据按预定的时间处理周期远程发送出去。
信号接收处理模块用于对前端采集模块的无线传输信号进行接收，包括信号接收增强电路、陷波放大反馈电路和稳定调节电路。其中，信号接收增强电路包括无线信号接收器E1，无线信号接收器E1的输出信号经匹配增强后送入陷波放大反馈电路中。如图1所示，信号接收增强电路的具体结构还包括电容C1，电容C1的一端连接无线信号接收器E1的输出端，电容C1的另一端连接电阻R1、R2的一端和三极管VT1的发射极，电阻R1的另一端连接三极管VT1的基极，并通过电感L1接地，电阻R2的另一端连接三极管VT2的发射极，三极管VT1的集电极连接VT2的基极，并通过并联的电阻R3和电容C2接地，三极管VT2的集电极通过电容C3连接电阻R4、电阻器RL1的一端和陷波放大反馈电路的输入端，电阻R4和电阻器RL1的另一端接地。
在对无线传输数据信号进行接收过程中，电容C1、电阻R1与电感L1形成RLC阻抗网络对无线信号接收器E1的输出信号进行阻抗匹配，从而有效提升信号接收的灵敏度。经过远距离的无线传输后，数据信号产生大量衰减，因此采用三极管VT1与VT2形成复合管对阻抗匹配后的信号进行快速增强处理，极大地提高了信号的强度，同时，电阻R2、R3与电容C2、C3在复合管放大过程中形成二阶RC滤波网络，利用带通滤波器特性形成与数据信号频率相一致的选频带，从而有效抑制带外杂波信号，降低大量无用杂波对信号传输的干扰。
经信号接收增强电路处理后的数据信号依然存在背景噪声，可能导致数据信号传输遭到破坏并导致第二层重传，重传会对吞吐量和延迟造成负面影响，因此采用陷波放大反馈电路来对信号进一步处理。如图2所示，陷波放大反馈电路包括陷波单元和反馈单元，陷波单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端连接电容C5、C6和电阻R10的一端，电容C6和电阻R10的另一端并联接地，电容C5的另一端通过电阻R7连接电阻R5、R6、R8和电容C4的一端，电阻R5和电容C4的另一端连接信号接收增强电路的输出端，电阻R6的另一端接地，电阻R8的另一端连接运放器AR2的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR2的反相输入端通过电容C7连接运放器AR2的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接运放器AR1的反相输入端和电阻R12的一端，运放器AR1的输出端连接电阻R12的另一端，并通过电阻R13连接反馈单元和稳定调节电路的输入端。
在陷波单元工作过程中，电阻R5与电容C4形成RC滤波对信号接收增强电路的输出信号进行降噪，然后再送入运放器AR1与RC陷波网络组成的陷波滤波器中进行处理，其中RC陷波网络由电阻R7、R10与电容C5、C6组成，通过对阻容的选型从而实现抑制与背景噪声相一致的干扰频率。同时，利用电阻R8与R9的分流原理形成采样信号，并采用运放器AR2对采样信号进行跟随放大，电容C7对运放器AR2的输出信号起到很好地稳定作用，从而为运放器AR1的反相输入端提供一个稳定的基准信号源，保证运放器AR1在陷波过程中高精度运行，提升系统对数据信号的分辨度。
由于陷波滤波器在工作过程中会因温度、磁场等外界因素对RC元件的特性产生干扰，例如会造成电容器产生容差，从而对陷波滤波器的中心频率和陷波深度产生重大的影响，导致陷波滤波器出现漏频或抑制性能太弱的现象，因此设计反馈单元来对陷波滤波器进行调谐。反馈单元对运放器AR1的输出端信号形成正反馈，用于调节陷波环节的品质因数，反馈单元的具体结构包括运放器AR3，运放器AR3的反相输入端连接变阻器RP1的调节端，变阻器RP1的一端通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，变阻器RP1的另一端通过电阻R14连接三极管VT3的发射极，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接三极管VT3的基极，三极管VT3的集电极连接电感L2和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电感L2的另一端连接电阻R8的一端。其中，运放器AR1的输出信号经电阻分流后送入运放器AR3中进行放大，三极管VT3在运放器AR3的输出端形成射极跟随器，有效提升信号放大处理效果，同时调节变阻器RP1的阻值可改变分流入运放器AR3中的信号大小，从而改变调谐后的陷波深度，通过独立的调谐补偿了RC陷波网络中电容器的容差，同时也有效避免陷波深度过深。利用电感L2与电容C8形成LC滤波器对射极跟随器的输出信号进行精准降噪，使反馈单元对陷波滤波器的中心频率与Q值控制更加精确。
陷波放大反馈电路在陷波过程会造成数据信号输出产生纹波，因此稳定调节电路用于对陷波放大反馈电路的输出信号进行幅值稳定与调节。稳定调节电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接电阻R15和电容C9的一端，并通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，MOS管Q2的源极连接三极管VT4的基极，并通过电阻R16连接电容C9的另一端，MOS管Q2的栅极连接三极管VT4的集电极和电阻R15的另一端，并通过电阻R17连接电容C10的一端和三端稳压器D1的输入端，三端稳压器D1的公共端接地，三端稳压器D1的输出端连接电容C10的另一端和变阻器RP2的调节端，变阻器RP2的一端连接三极管VT4的发射极和电阻R19的一端，变阻器RP2的另一端通过电阻R18接地，电阻R19的另一端连接后台管理服务器的信号输入端，并通过电容C11接地。
陷波放大反馈电路的输出信号送入MOS管Q2中进行放大，利用电容C9与电阻R16串联形成缓冲组件对MOS管Q2的放大过程起到稳定作用，有效防止MOS管Q2的输出信号波形产生尖峰干扰。同时，三极管VT4在MOS管Q2的工作过程中充当调节管作用，三极管VT4发射极输出信号经变阻器RP2形成反馈，该反馈信号经三端稳压器D1稳压处理后送至MOS管Q2的栅极，从而对MOS管Q2的栅极电压起到很好地稳定调节，保证MOS管Q2的输出始终处于良好的工作状态，有效抑制纹波干扰，最后经RC滤波后送入后台管理服务器中。
本发明在具体工作过程中，采用信号接收处理模块对前端采集模块的无线传输信号进行接收，首先，信号接收增强电路利用RLC阻抗匹配提升信号接收的灵敏度，并利用复合管对阻抗匹配后的信号进行快速增强处理，极大地提高了信号的强度，同时在复合管放大过程利用带通滤波器特性有效抑制带外杂波信号，降低大量无用杂波对信号传输的干扰。然后，陷波放大反馈电路在陷波单元工作过程中利用陷波滤波器原理抑制背景噪声干扰，并提升系统对数据信号的分辨度；同时设计反馈单元来对陷波滤波器进行调谐，在消除容差影响的同时也有效避免陷波深度过深，有效避免陷波滤波器出现漏频，提升对噪声干扰的抑制能力。最后，稳定调节电路对陷波放大反馈电路的输出信号进行幅值稳定与调节，有效抑制纹波干扰，保证台管理服务器对数据信号接收的精度。台管理服务器利用成熟的数据分析处理技术建立交通信息大数据库，通过大数据与管理系统的融合，利用大数据所提供的信息进行分析和统计对道路通行状况较复杂的地区进行及时管控，从而避免重大事故的发生，同时可以随时取得各个地区道路受气象影响的情况及时对道路通行情况进行调节。本发明对交通信息数据收发的过程中进行很好地干预，有效提升了数据信号传输的准确性和有效性，为大数据统筹收集信息与合理地制定出科学的交通管理调度方案提供有效保障。
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 (3)

1.基于大数据的信息数据收发管理平台，包括前端采集模块、信号接收处理模块和后台管理服务器，其特征在于：所述信号接收处理模块用于对所述前端采集模块的无线传输信号进行接收，包括信号接收增强电路、陷波放大反馈电路和稳定调节电路，所述信号接收增强电路包括无线信号接收器，所述无线信号接收器的输出信号经匹配增强后送入所述陷波放大反馈电路中；
所述陷波放大反馈电路包括陷波单元和反馈单元，所述陷波单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端连接电容C5、C6和电阻R10的一端，电容C6和电阻R10的另一端并联接地，电容C5的另一端通过电阻R7连接电阻R5、R6、R8和电容C4的一端，电阻R5和电容C4的另一端连接所述信号接收增强电路的输出端，电阻R6的另一端接地，电阻R8的另一端连接运放器AR2的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR2的反相输入端通过电容C7连接运放器AR2的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接运放器AR1的反相输入端和电阻R12的一端，运放器AR1的输出端连接电阻R12的另一端，并通过电阻R13连接所述反馈单元和稳定调节电路的输入端；所述反馈单元对运放器AR1的输出端信号形成正反馈，用于调节陷波环节的品质因数，所述反馈单元包括运放器AR3，运放器AR3的反相输入端连接变阻器RP1的调节端，变阻器RP1的一端通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，变阻器RP1的另一端通过电阻R14连接三极管VT3的发射极，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接三极管VT3的基极，三极管VT3的集电极连接电感L2和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电感L2的另一端连接电阻R8的一端；所述稳定调节电路用于对所述陷波放大反馈电路的输出信号进行幅值稳定与调节后送入所述后台管理服务器中。
2.根据权利要求1所述基于大数据的信息数据收发管理平台，其特征在于：所述稳定调节电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接电阻R15和电容C9的一端，并通过电阻R13连接运放器AR1的输出端，MOS管Q2的源极连接三极管VT4的基极，并通过电阻R16连接电容C9的另一端，MOS管Q2的栅极连接三极管VT4的集电极和电阻R15的另一端，并通过电阻R17连接电容C10的一端和三端稳压器D1的输入端，三端稳压器D1的公共端接地，三端稳压器D1的输出端连接电容C10的另一端和变阻器RP2的调节端，变阻器RP2的一端连接三极管VT4的发射极和电阻R19的一端，变阻器RP2的另一端通过电阻R18接地，电阻R19的另一端连接所述后台管理服务器的信号输入端，并通过电容C11接地。
3.根据权利要求1或2所述基于大数据的信息数据收发管理平台，其特征在于：所述信号接收增强电路还包括电容C1，电容C1的一端连接所述无线信号接收器的输出端，电容C1的另一端连接电阻R1、R2的一端和三极管VT1的发射极，电阻R1的另一端连接三极管VT1的基极，并通过电感L1接地，电阻R2的另一端连接三极管VT2的发射极，三极管VT1的集电极连接VT2的基极，并通过并联的电阻R3和电容C2接地，三极管VT2的集电极通过电容C3连接电阻R4、电阻器RL1的一端和所述陷波放大反馈电路的输入端，电阻R4和电阻器RL1的另一端接地。
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