CN1263623A - 带有应答器的车辆检测系统 - Google Patents

Abstract

将应答器(30)有选择地安装在车辆上。当车辆驶过环形线圈时,应答器(30)通过与环形线圈磁耦合来接收其操作能量,并将针对于该车辆的预定信息传送到车辆检测电路(10)。该车辆检测电路(10)按时分执行将操作能量提供给应答器(30)和从应答器(30)中接收信息,并根据来自环形线圈1输出的变化检测车辆的存在,并且在从应答器(30)中所接收到的信息中判断所检测到的车辆是否是预定车辆。

Description

带有应答器的车辆检测系统 本发明的背景技术

发明领域

本发明涉及以非接触方式检测车辆通过的车辆检测系统，特别涉及能够可辨别地在预定的特定车辆与其它车辆之间检测并且可在停车场或类似场所使用的车辆检测系统。

相关现有技术说明

通常将埋在地下的环形线圈用作管理进入和驶出停车场的车辆的车辆检测系统。以下是这种车辆检测系统的原理。当车辆驶过环形线圈时，该环形线圈的参数改变并且这种变化可以检测到。例如，当环形线圈的电感改变时，这种电感改变被检测到从而检测出车辆经过该环形线圈，并产生检测信号。

在图9中示出了这种类型的一种常规车辆检测系统。在常规车辆检测系统100中，埋在停车场道路入口处的环形线圈1与振荡在谐振电路谐振频率的自激振荡器101的电容102构成一个谐振电路。将自激振荡器101的振荡输出提供给鉴频器103，该鉴频器103产生对应于自激振荡器101振荡频率的d.c.电压。将从鉴频器103输出的d.c.电压提供给A/D转换器104从而将其转换为数字信号。将该数字信号提供给控制器105，该控制器将它与预定阈值比较来检测车辆。

当车A驶过环形线圈1时，环形线圈1的电感由于由车体所导致的涡流损耗而降低并且自激振荡器101的频率移动到较高的频率。所以，A/D转换器104的输出超过阈值。控制器判断车A经过环形线圈1，并产生车辆检测信号。响应这个车辆检测信号，自动售票机2和车门驱动器电路3工作来发出停车票，并且当司机拿起该停车票时，打开车门4。以这种方式，可以管理进入和驶出停车场的车辆。通过比例检测器或类似装置实现鉴频器103。也可以通过频率计数器实现它。在这种情况中，可以省去A/D转换器104并将频率计数器的计数值直接提供到控制器105来处理它。

收费停车场包括根据所停时间收费的时间收费停车场和以月为单位签定合同的按月合同收费的停车场。大多数时间收费停车场也提供按月合同收费。几乎所有这种组合式停车场在停车区都有用于允许负责该停车场的人的车辆停放的区域。

这种组合式停车场提供这些服务：给每个诸如签有合同的车辆以及与该停车场有关的车辆这样的特定车辆的司机一个卡、并且允许司机自由进出停车场。尽管通常是通过将其插入自动售票机或费用调节器来使用这种卡，但是还存在不同类型的卡，即当司机在车里举起它时可以读出它的内容。允许这两种类型卡使用的停车场进/出管理系统具有非接触式读卡机。将非接触式卡称为非接触式识别系统的应答器，该应答器做成卡的形状。

图10所示的是使用车辆检测系统和非接触式读卡机的停车场车辆管理系统。图10示出了停车场进入口。如图10所示，这个系统包括：带有卡天线106的非接触式读卡机107、带有环形线圈1A的车辆检测系统100A、自动售票机2、车门驱动器3、以及另一个带有环形线圈1B的车辆检测系统100B，所有这些都与控制器105A相连并且以这种顺序从停车场的入口的上游侧开始放置。车辆检测系统100A和100B具有与图9所示的车辆检测系统100相同的结构。当控制器105A检测到车辆驶过环形线圈1A时，它就操纵自动售票机2和车门驱动器3。在给出票后，车门4打开。当控制器105A检测到车辆驶过环形线圈1B时，它操纵车门驱动器3从而关闭车门4。除了将自动售票机替换为费用调整器之外，以相似方式构造停车场出口侧的其它部分。

然而，尽管如果同时设有常规非接触式读卡机和插入式读卡机是比较方便的，但是这种常规系统还是存在一些问题。一个问题是司机需要带着卡并且当车进入以及驶出停车场时需要将其举起。如果司机疏忽而没有将卡举起并且车经过了环形线圈，自动售票机会发出一张停车票。即使在这种情况下，还是需要将停车场设计成如果司机在此之后面对读卡机举起卡，还是允许车进入停车场，但曾经发出的停车票就浪费了。另一个问题是如果卡被从其拥有者传送到第三方时不能禁止非法停车。另一个问题是如果使用通过图象识别技术从车号中识别车辆的非接触式车辆识别器，则相机安装的位置受到限制并且这种系统很昂贵。

一些非接触式读卡机使用无线电波，而其它的使用磁场。

在前一种情况中，由于雨和雪会破坏读出性能。在这种情况下，不能将天线埋在地下，而将其安装在地面上。因此这带来一个问题，即天线的防尘和防盗必然增加成本。如果非接触式读卡机使用微波，就必须将天线安装在根据无线电波传输特性能够进行稳定读操作的位置上，因此导致位置局限的问题。另外，在这种情况下，不能将应答器安装在车体下，而将其安装在车体前部由此降低了车体的装饰性能。使用微波的非接触式读卡机也会引起一些问题，即应答器需要电池作为其电源而这是昂贵的，并且需要读卡机象无线电设备那样接收模型认可。

在后一种情况下，非接触式读卡机使用磁耦合或磁感应。所以，读出性能不会受到雨和雪的影响，而且天线可以埋在地下，不需要防尘和防盗，以及可以方便地将应答器安装在车体下。安装在车体下的应答器与埋在地下的天线之间的距离近似于地表面与车体底部之间的距离，以便于使稳定的较少变化的读出性能成为可能，并且不损坏车体的装饰性能。另外通过磁耦合或磁感应，使应答器不需要使用电池，而且读卡机不需要象无线电设备那样接收模型认可。但是，在后一种情况下，由读卡机使用的频率范围是几十kHz到几百kHz。由于环形线圈的电感大约几十μH到几百μH，所以由车辆检测系统使用的频率范围通常为几十kHz到几百kHz接近于上述频率范围。因此，带来干扰问题，即使用磁耦合或磁感应的非接触式读卡机与车辆检测系统不能同时使用。

发明综述

本发明的目的是提供能够用于车辆管理的车辆检测系统，通过提供一种使用磁耦合或磁感应的鉴别器系统从而使该系统不仅可用于根据停放时间收费的时间收费停车场还可用于包括时间收费和按月合同收费这两种的组合式收费停车场。

根据本发明的车辆检测系统的第一方面，用于以与预定车辆非接触方式检测车辆到达的车辆检测系统包括：用作为传输和接收装置并与第一车辆检测电路相连的第一感应元件；安装在预定车辆上的应答器，用于存储识别预定车辆的信息并且由第一感应元件产生的磁场周期性地驱动、周期性地将存储的信息经第一感应元件发送到第一车辆检测电路上，其中第一车辆检测电路周期性地激励第一感应元件以产生磁场，当安装在车上的应答器已经进入安放有第一电感元件的特定区域时，在第一感应元件的激励周期内驱动的应答器经处于第一感应元件的非激励周期内的第一感应元件将存储的信息传送到第一车辆检测电路上，然后第一车辆检测电路通过使用从应答器中接收到的信息检测该预定车辆的到达。

根据本发明车辆检测系统的第二方面，车辆检测系统包括：安装在预定位置的感应元件，有选择地安装在车上的应答器，该应答器存储表示安装有该应答器的车辆是预定车辆的信息；以及第一车辆检测电路，用于当安装有应答器的车辆进入位于感应元件前面的预定区域时，与感应元件磁耦合，并且接收存储在应答器中的信息以检测预定车辆进入到预定区域中。

在本发明的车辆检测系统中，当安装有应答器的车进入感应元件前面的预定区域时，应答器和感应元件就彼此磁耦合，并且由第一车辆检测电路读出存储在应答器中的信息。根据所读出的信息，可以检测到预定车辆进入位于感应元件前面的预定区域。

由于使用磁耦合，应答器可以做得紧凑并且可以安装在车体下从而不会破坏车体的装饰性能。另外，通过磁耦合，可以不需要象无线电设备那样接收模型认可，而且使应答器做得便宜些。与使用微波的非接触式读卡机相比，这种应答器不需要电池，而且更便宜。

此外，由于使用磁耦合，所以不存在由雨和雪所带来的影响。由于可以将感应元件埋在地下，所以不需要防尘和防盗。可以方便地将应答器安装在车体下。安装在车体下的应答器与埋在地下的感应元件之间的距离近似于地表面与车体底部之间的距离，以便于能够得到稳定的较少变化的读出性能，并且不损坏车体的装饰性能。

在车辆检测系统中，第一车辆检测电路可以经与应答器磁耦合按时分地给应答器提供操作能量，或可以执行给应答器提供操作能量和接收来自应答器的信息，并且将电感元件用于操作能量的提供以及信息的接收。在这种情况中，应答器不需要使用电池作为电源，并且可以有效地共用感应元件。

车辆检测系统可以进一步包括与感应元件磁耦合的第二车辆检测电路，用于根据在感应元件上的车辆所导致的感应元件电子参数的变化来检测在感应元件上的车辆的存在。如果提供这种第二车辆检测电路，不仅可以检测到安装有应答器的车辆还可以检测到不带应答器车辆经过感应元件。因此将这种车辆检测系统用于包括时间收费和按月合同收费的组合式停车场是很方便的。

第二车辆检测电路可以根据与感应元件磁耦合所获得的输出信号的相位来检测车辆的存在，并且可以从电容充电电压检测到感应元件电参数的变化而且可以根据充电电压相位的变化检测到车辆的存在，或可以根据经与感应元件磁耦合所获得的输出信号电平来检测车辆的存在。如上所述，可以有选择地使用各种检测方法并且可以拓宽这个系统的应用领域。

附图简述

图1是显示根据本发明实施例的车辆检测系统结构的框图。

图2是显示安装有本实施例的车辆检测系统的应答器例子的示意图。

图3A到3D显示了说明本实施例的车辆检测系统操作的波形。

图4A和4B是说明本实施例的车辆检测系统操作的图。

图5是说明使用本实施例的车辆检测系统的停车场管理系统的示意图。

图6是说明使用本实施例的车辆检测系统的停车场管理系统的流程图。

图7是显示根据本实施例变型的车辆检测系统的结构框图。

图8是显示根据本实施例另一个变型的车辆检测系统的结构框图。

图9是显示常规车辆检测系统的结构框图。

图10是说明使用常规车辆检测系统的停车场管理系统的示意图。

最佳实施例的详细说明

下面描述根据本发明的车辆检测系统的实施例。

图1是显示根据本发明实施例的车辆检测系统结构的框图。

本实施例的车辆检测系统包括：车辆检测电路10、另一个车辆检测电路40、以及控制器60。车辆检测电路10与埋在地下的，例如，埋在停车场入口道路下的环形线圈1构成非接触式车辆识别器。车辆检测电路10通过使用环形线圈1与应答器30的组合检测诸如按月合同车辆这样的车经过环形线圈1。另一个车辆检测电路40有与环形线圈1磁耦合的线圈50，并且从环形线圈1和线圈50的组合中检测诸如时间收费车辆这样的车经过环形线圈1。根据从车辆检测电路10和40中输出的车辆检测信号，控制器60驱动自动售票机和车门驱动器。如图2所示，将应答器30安装在诸如与停车场有关车辆以及按月合同车辆的车A的保险杠下。

车辆检测电路10包括：参考振荡器11、频率倍减器12、计算单元21、AND门13、以及功率放大器14。频率倍减器12接收来自参考振荡器11的振荡输出并将该振荡频率倍减为例如大约100kHz的频率。计算单元21接收来自参考振荡器11的振荡输出以输出计算输出并且在应答器30充电期间(即在应答器30的激励期间)输出高电位输出。当输入来自频率倍减器12的倍减输出以及来自计算单元21的充电期间高电位输出时，AND门13输出来自频率倍减器12的倍减输出。功率放大器14将AND门的输出放大。将功率放大器14的输出提供给环形线圈1。

车辆检测电路10还包括电容15、电阻16、限幅器L、放大器19以及解调器20。电容15与环形线圈1串联以组成串联的谐振电路。包括电阻16和反向并联的二极管的限幅器L通过限制串联谐振电路的输出电压的电平从而保护后续电路。放大器19放大例如经限幅器L和电容18从应答器30中提供来的FSK调制信号这样的鉴别信息输出。解调器20解调放大器19的输出。计算单元21也接收来自解调器20的解调输出并将解调输出进行诸如误差修正处理以及解码处理这样的处理以便于判断该鉴别信息表示该车辆是按月合同车辆还是与停车场相关的车辆。如果该车辆是按月合同车辆或是与停车场有关的车辆，则将有关该结果的鉴别信号发送到控制器60。

应答器30由线圈31、电容32、二极管33、电容34、存储器35以及控制器36所组成。线圈31与环形线圈1磁耦合。电容32与线圈31并联以构成并联的谐振电路。二极管33将在线圈33上感应的电流整流。电容34通过由二极管33整流的电流充电并且用作电源。存储器35在其中存储表示该车辆是按月合同车辆还是与停车场相关的车辆的鉴别信息。用电容34中的充电电压给控制器36供电，控制器36读出存储在存储器35中的鉴别信息，并通过线圈31传送鉴别信息。如前所述，将应答器30安装在按月合同车辆或与停车场有关车辆的保险杠下面。

另一个车辆检测电路40是由相位比较器42、积分器43以及A/D转换器44所组成。相位比较器42将从频率倍减器12中输出的信号相位与在线圈5中感应的信号相位比较。与线圈1磁耦合的线圈5埋在靠近线圈1的地下并且具有比环形线圈1少的匝数。积分器43将来自相位比较器42的相位比较输出进行积分。A/D转换器44将积分器的输出进行A/D转换，并将A/D转换过的车辆检测信号提供给控制器60。电容41与线圈50并联并且具有一个设定值以便于当车经过环形线圈1时在线圈50中所感应的电压相位变得非常适合于由相位比较器42进行的相位比较。

控制器60接收这些信号：来自车辆检测电路10即来自计算单元21的车辆检测信号；用于打开AND门13门的高电位信号；以及来自车辆检测电路40的车辆检测信号。控制器60控制：当从计算单元21中提供车辆检测信号时，打开车门而不需要从自动售票机中发出停车票；当从计算单元21中提供车辆检测信号以及当从车辆检测电路40中提供车辆检测信号时，也打开车门而不从自动售票机中发出停车票；以及在产生用于打开AND门的高电位信号期间，当车辆检测信号不是从计算单元21中提供的而是从车辆检测电路40中提供时，在从自动售票机中取走停车票后，控制器60操作自动售票机和车门驱动器从而发出停车票并打开车门。

在权利要求中所用的术语中，环形线圈1对应于“感应元件”，车辆检测电路10对应于“第一车辆检测电路”，应答器30对应于“应答器”，而车辆检测电路40(40A、40B将在后面描述)对应于“第二车辆检测电路”。

下面将描述根据本发明实施例的构造成如上所述的车辆检测系统的操作。

在本实施例的车辆检测系统中，车辆检测电路10的参考振荡器11在预定频率处振荡。通过频率倍减器12将参考振荡器11的振荡频率倍减为大约100kHz的频率。接收来自参考振荡器11的振荡输出的计算单元21将一个如图3A所示的具有大约1/2工作循环以及大约50msec宽度的控制信号a提供给AND门13。在控制信号a的高电位期间，打开AND门13的门以便于将来自频率倍减器12的大约100kHz的倍减脉冲输出提供给功率放大器14，功率放大器14功率放大并将放大的功率提供给环形线圈1和电容15所组成的串联谐振电路。

一接收到功率放大器14的输出，环形线圈1就被施加上与环形线圈1和电容15的串联谐振电路的Q相乘的功率放大器14的输出电压的高电压，以便于环形线圈1产生一个磁场(就是说激励环形线圈1从而产生磁场)。在这种情况中，通过限幅器L来限制这个高电压的电平以便于防止后级电路被高电压损坏。

为了便于说明，现在考虑这种情况：在保险杠下安装有应答器30的车A首先进入环形线圈1周围的预定区域然后驶过这个环形线圈1。

当在保险杠下安装有应答器30的车A进入环形线圈1周围的预定区域时，环形线圈1与安装在车A下的应答器30磁耦合。在图1中由M1来表示这个磁耦合。用这种磁耦合，线圈31与由被施加有功率放大器14的放大输出的环形线圈1产生的磁通量相关。所以，在控制信号a(参看图3A)的高电位期间(50msec)，会在线圈31中感应到电动势，而使电流流过线圈31和电容32的并联谐振电路。由二极管33将这个电流整流并给电容34充电。所以，在这个周期过程中激励应答器并且在图3B中所示的整流电压b加在电容34，因此电容34用作应答器的电源。在此期间激励应答器30，所以不需要具有诸如电池这样的电源。

一旦使用充电电压击穿电容34时，控制器36从存储器35中读出鉴别信息。在图3C中所示的周期内，所读出的鉴别信息将大约100kHz的载波进行FSK调制，并将其从控制器经线圈36和电容32的并联谐振电路传送。

在控制信号a的高电位周期(50msec)之后，在下一个周期(50msec)内计算单元21输出低电平信号。在控制信号a的低电平周期内，关闭AND门电路13的门，以便于不提供输入信号给功率放大器14。功率放大器14的输出端因此变成接地状态，而且线圈1和电容15形成一个与载波有关的并联谐振电路并且用作接收从应答器30传送来的信号的天线。对于线圈1这个周期是一个非激励周期。

图3A示出了从计算单元21所提供的控制信号的波形，图3B示出了电容34的充电电压波形，而图3C示出了由线圈31和电容32所产生的载波的持续时间和幅度。

来自接收从应答器30传送来的FSK调制波的线圈1的输出经限幅器L和电容18输入到放大器19中。将放大器19的放大输出提供给解调器20解调。将解调器20的解调输出提供给将解调输出进行诸如误差修正处理和解码处理这样处理的计算单元20从而判断鉴别信息是否表示车辆是按月合同车辆或与停车场有关的车辆。如果这辆车是按月合同车辆或是与停车场有关的车辆，则将导致这种结果的鉴别信号从车辆检测电路10发送到控制器60，并因此检测到按月合同车辆或与停车场有关的车辆正在进入。一旦接收这个鉴别信号，控制器60就禁止自动售票机发出停车票，并驱动车门驱动器打开车门。

如果车A正在预定区域内并且还没有驶过环形线圈1，则环形线圈1的电感高于当该车经过环形线圈1时的电感。在这种情况中，如同将在下面要描述的，车辆检测电路40没有检测到车辆正在进入，并且不向控制器发送车辆检测信号。

其次，当车A进一步移动并且驶过环形线圈1时，环形线圈1的电感变低。功率放大器14的放大输出被施加到环形线圈1和电容15的串联谐振电路上。当环形线圈1的电感没有减小时，环形线圈1和电容15的串联谐振电路在高于谐振频率fr2例如大约为100kHz的谐振频率fr1处谐振。所以对应于在图4A中的曲线a1中所示的谐振频率fr1的电流流过，该电流的相位由图4B中的曲线b1来表示。

在这种状态中，在车辆检测电路40中，由施加了功率放大器14的放大输出的环形线圈1产生的磁通量与线圈50相连，而使在线圈50中感应电动势。由电容41产生的适用于相位比较的信号被施加到将其与频率倍减器12的输出比较的比较器42上。将来自相位比较器42的相位比较输出施加到将其积分的积分器43上。将积分输出进行A/D转换并提供到控制器60。在控制信号a的高电位周期内(环形线圈1的激励周期或应答器30的驱动周期)，检验提供给控制器60的A/D转换过的输出。在这种情况中，控制器60判断出A/D转换过的输出是与对应于预定电平的数据一致，并检测到车A经过环形线圈1。总是执行通过车辆检测电路40的车辆检测而不考虑这辆车是否安装有应答器30。

如果车A安装有应答器30，当车A进入环形线圈1周围的预定区域并且已经检测到该车的存在时，则已经判断出该车A是一辆与停车场有关的车或是一辆按月合同的车。所以，不考虑通过车辆检测电路40的检测，自动售票机是不会发出停车票并打开车门允许该车驶进停车场。

在控制信号a的低电位周期内(环形线圈1的非激励周期或应答器30的传输周期)，从线圈31传送FSK调制波。但是在这种情况中，线圈50不会受到FSK调制波的影响，因为该线圈的匝数小于环形线圈1的匝数而且环形线圈1和线圈50之间的磁耦合系数也较小。由于如上所述的理由在线圈50中感应的功率很小，因此即使在环形线圈1中感应了一个高电压，车辆检测电路40也不需要有一个限幅器。

如果车A没有安装应答器30，则当车A进入环形线圈1周围的预定区域时，不通过应答器30进行车辆A的鉴别并且没有检测到该车的存在。仅当该车经过环形线圈1时，检测到该车并且判断出该车是时间收费车。所以，当车辆检测电路40检测到车A时，自动售票机发出一张停车票，而该票被取走时，车门被打开从而允许该车驶入停车场。

如果车A没有安装应答器30，则由在环形线圈1中流过的电流所产生的磁通量仅与线圈50相连。所以，解调器20没有信号输出，而且计算单元21不发送表示该车是一辆按月合同的车或是一辆与停车场有关的车的鉴别信息。由于没有从车辆检测电路10中发送鉴别信息到控制器60中，所以控制器60判断出该车既不是一辆按月合同的车也不是一辆与停车场有关的车。因此，控制器60不阻止自动售票机发出停车票从而发出停车票。

下面，将描述车辆不经过环形线圈的情况。如果车辆不经过环形线圈，则环形线圈1的电感大于当车辆经过环形线圈1时的电感。所以，当环形线圈1的电感不减少时，被施加有功率放大器14的放大输出的环形线圈1和电容15的并联谐振电路在谐振频率fr2处谐振。所以对应于在图4A中的曲线a2中所示的谐振频率fr2的电流流过，该电流的相位由图4B中的曲线b2来表示。

在这种状态中，在车辆检测电路40中，由施加了功率放大器14的放大输出的环形线圈1产生的磁通量与线圈50相连，而使在线圈50中感应电动势。由电容41产生的适用于相位比较的信号被施加到将其与频率倍减器12的输出比较的比较器42上。将来自相位比较器42的相位比较输出施加到将其积分的积分器43上。将积分输出进行A/D转换并提供到控制器60上。在控制信号a的高电位周期内，检验提供给控制器60的A/D转换过的输出。在这种情况中，控制器60判断出A/D转换过的输出是与比对应于预定电平的数据电平低的一个电平一致，并检测到车A没有经过环形线圈1。所以，既不驱动自动售票机也不驱动车门驱动器，而且既不发出停车票也不打开车门。

即使安装有应答器30的车A进入环形线圈1周围的预定区域，如果该车不经过环形线圈，车辆检测电路40也以如上所述的方式执行要被执行的操作直到该车穿过环形线圈。

其次，将特别地描述控制器60如何判断出车辆正在进入。可以通过正确地设定电容15来降低由车辆检测电路10中的环形线圈1和电容15所组成的谐振电路的谐振频率的温度漂移，从而可以抑制由于温度改变而导致的相位比较器42的输出电平的变化。当车辆驶过环形线圈1时环形线圈1的电感变化得比当一辆不收费自行车进入环形线圈1时的更大。所以，仅根据A/D转换器44的输出的电平变化就可以做出对于一正在进入车的判断。由于控制器60通常都使用微型计算机，所以根据A/D转换器的输出电平变化模式可以更容易地做出对于一正在进入车的判断。

使用这种用电平变化模式的判断，就不需要通过正确地设定电容15而进行谐振电路的温度补偿，从而可以简化车辆检测系统的设计和安装条件。图3D是显示A/D转换器44的输出电平变化模式的示意图。在产生由图3D中的竖线所表示的电压时的周期对应于在图3A中所示的控制信号a的高电位周期。在没有产生电压时的周期对应于在图3A中所示的控制信号a的低电位周期。周期t1、t3和t5对应于在环形线圈1的电感由于温度改变以及积分器43漂移而逐渐改变时的周期。周期t2对应于在积分器43由于自行车或类似的车经过环形线圈1而稍微增加了它的输出电平时的周期。周期t4对应于在积分器3由于车辆经过环形线圈1时而相当大地增加其输出电平时的周期。根据这种输出电平的变化数量和例如微分特性这样的特性，控制器60可以检测到A/D转换器44的输出电平变化模式。通过比较所检测到的模式与事先存储的模式，控制器可以判断出车辆经过环形线圈。用这种方式，可以更稳定地检测到车辆并且具有较小的错误检测。

将参考图5来描述包括本发明实施例的车辆检测系统的停车场管理系统的一个例子。

将环形线圈1A埋在停车场车辆入口道路下面，而将另一个环形线圈1B埋在处于车门4下游侧的停车场道路下面。环形线圈1A直接与车辆检测电路10和40相连。将来自车辆检测电路10的鉴别信号和来自车辆检测电路40的检测信号提供给控制器60A。根据来自控制器60A的输出，控制自动售票机2和车门驱动器3。当车辆驶过环形线圈1A时，控制器60A的输出根据车A是否安装有应答器30来控制自动售票机2的驱动，并且控制车门驱动器3而不用考虑车60A是否安装有应答器30。更特别地，如果A安装有应答器30，则禁止自动售票机2发出停车票并且驱动车门驱动器3来打开车门4，而如果车A没有安装应答器30时，则驱动自动售票机2发出停车票，并且在由司机取走该票之后，驱动车门驱动器3打开车门4。

如果车A没有驶过环形线圈1A，则不发送车辆检测电路10的鉴别信号和车辆检测电路40的检测信号而使控制器60A不驱动自动售票机2和车门驱动器3从而保持车门关闭。

将环形线圈1B设置在充分远离环形线圈1A的地方从而确保在环形线圈1A和1B之间的不发生干扰问题。所以，对于环形线圈1B，可以使用常规的车辆检测单元100B。当车驶过环形线圈1B时，用车辆检测单元100B可以检测到该车并且可以通过在控制器60A控制下的车门驱动器3来关闭车门。

在上述例子中，通过使用环形线圈1B和常规的车辆检测单元100B来检测经过车门4的车辆的通过。取而代之，也可以使用与环形线圈1A相同的结构以及车辆检测电路10和40。车辆检测电路10响应图3A中所示的控制信号a而工作。因此，即使在彼此靠近的位置处使用若干个带有环形线圈1A的车辆检测电路10，也可以通过控制信号a之间的适当同步来防止干扰。所以，如果将另一个车辆检测电路10与环形线圈1B相连以替换车辆检测单元100B，并且在用于与环形线圈1A和1B相连的车辆检测电路的控制信号a之间建立起适当的同步，则即使将环形线圈1A和1B设置在有可能引起干扰的区域中也可以确保稳定的操作。

将参考图6所示的流程图来描述图5中所示的停车场管理系统的操作。

在停车场营业时间开始时，将控制器60A初始化(步骤S1)以等待要进入的车辆。其次，检验是否存在经过与进入的车A的应答器30磁耦合所获得的鉴别数据(步骤S2)。如果该车A没有安装应答器30，则在步骤S2判断出不存在鉴别数据，并在此后判断车A是否驶过环形线圈1A(步骤S6)。

如果在步骤S2中车A安装了应答器30，则判断该鉴别数据是否有效(步骤S3)。如果在步骤S3判断出该鉴别数据有效，则流程在步骤S3之后进到步骤S6。在步骤S3判断出该鉴别数据无效，则这明显意味着车A不是与停车场有关的车或按月合同的车，并且很显然，例如该鉴别数据显示有效期终止。

如果在步骤S3判断为有效数据，则禁止自动售票机2发出停车票(步骤S4)，然后打开车门3(步骤S5)。

如果在步骤S6判断出车辆驶过环形线圈1A，则自动售票机2发出停车票(步骤S7)。然后判断该停车票是否被取走(步骤S8)。如果确认取走停车票，则在步骤S5打开车门3。

在步骤S5打开车门3之后，检验车A是否穿过车门3并且是否驶过环形线圈1B(步骤S9)。如果车A驶过环形线圈1B，则关闭车门4(步骤S10)并且将车A停在停车场内。在上述例子中，描述是针对停车场的入口侧。除了安装停车记费调整器以替换自动售票机2以外，在停车场的出口处也执行相同的操作，并且在调整了停车记费之后打开车门3。

下面，将描述根据本发明实施例的车辆检测系统的变型。

图7是显示根据本发明实施例的车辆检测系统变型结构的框图。使用车辆检测电路10A以替换车辆检测电路10，并且使用另一个车辆检测电路40A以替换车辆检测电路40。

在上述实施例的车辆检测电路10中，用线圈50来检测控制信号a的高电位周期内流过环形线圈1的大电流。相反，在这个变型中，通过插入在电容15和地之间的并且具有一个小阻值而不会影响环形线圈1和电容15的串联谐振电路的Q值的电阻23来检测流过环形线圈1的电流。横跨电阻23之间的电压经电阻24提供给车辆检测电路40A。

在车辆检测电路40A中，通过替换上述实施例中的线圈50的电阻23所检测的电压被提供给电容45以给其充电，而且将电容45之间的充电电压提供给相位比较器。所以，在这个变型中，可以略去上述实施例中的线圈50和电容41。适当地选择电阻24和电容45以便于相位比较器42可以执行与由环形线圈1所产生的电压相位的一个最佳比较。车辆检测电路10A和40A的其它结构与车辆检测电路10和40的结构一样，而且车辆检测电路10A和40A可以实现与车辆检测电路10和40等效的操作。

下面，将描述根据本发明实施例的车辆检测系统的另一个变型。

图8是显示根据本发明实施例的车辆检测系统的另一个变型结构的框图。在这个变型中，用车辆检测电路40B替换车辆检测电路40。车辆检测电路40B根据在线圈46中感应到的整流的电压输出电平来检测车辆的存在，而不用替换车辆检测电路10的车辆检测电路10B的频率倍减器12的输出。

从图4A中的曲线a1和a2中可以确定当车经过或没有经过环形线圈1时在环形线圈1中流过的电流值。曲线a2对应于当车经过环形线圈1之时，曲线a1对应于当车没有经过环形线圈1的时刻。流入环形线圈1中的电流经磁耦合M2感应一个横跨线圈46的电压。该电压随着在线圈1中流动的电流而变化。所以，可以通过监视这个电压来检测车辆的存在。在这种变型中，由整流电路47整流在线圈46之间感应到的电压并且将整流过的输出电压A/D转换从而使控制器60检测到车辆的存在。如果将在线圈46上感应的电压直接A/D转换则可以省去整流电路47。

至此，如上所述，根据本发明的车辆检测系统，通过使用一个廉价的应答器，可以在与停车场有关车辆与按月合同车辆以及时间收费车辆之间进行可鉴别检测。

Claims (17)

1.用于与预定车辆以非接触方式检测车辆到达的车辆检测系统，包括：

第一感应元件，用作发送和接收装置，与第一感应元件相连的第一车辆检测电路，以及安装在预定车辆上的应答器，用于存储识别预定车辆的信息，并且周期性地由第一感应元件所产生的磁场激励，周期性地将所存储的信息经第一感应元件传送到第一车辆检测电路中，

其特征在于：

第一车辆检测电路周期性地激励第一感应元件从而产生磁场，

当安装在车上的应答器已经进入第一感应元件周围的特定区域时，在第一感应元件的激励周期内驱动的应答器将存储的信息经处于第一感应元件的非激励周期内的第一感应元件传送到第一车辆检测电路上，以及

第一车辆检测电路通过使用从应答器上接收到的信息来检测预定车辆的到达。

2.根据权利要求1所述的车辆检测系统，包括带有与第一感应元件磁耦合的第二感应元件的第二车辆检测电路，其中该第二车辆检测电路，通过检查在第一感应元件附近出现车辆期间，第一感应元件的电参数变化来检测靠近第一感应元件是否存在车辆，因而可以检测到安装有应答器的车和不带应答器的车并且可以鉴别这两种情况。

3.根据权利要求2所述的车辆检测系统，包括控制单元，它从第一车辆检测电路中接收车辆检测信号以及周期性控制信号而使该控制单元驱动用于将安装应答器的车和没有安装应答器的车分类的门电路装置。

4.根据权利要求1所述的车辆检测系统，其中所述第一车辆检测电路包括参考振荡器，用于接收来自参考振荡器的振荡输出并将该振荡频率分频为特定频率的分频器，用于接收来自参考振荡器的振荡输出从而输出处理过的输出并且也输出带有对应于应答器充电周期的高电位输出周期的控制信号的处理单元，用于接收来自分频器的分频输出以及充电周期高电位输出从而输出来自分频器的分频输出的AND门，以及用于将来自AND门的输出进行功率放大从而将该功率放大后的输出提供给第一感应元件。

5.根据权利要求4所述的车辆检测系统，其中第一车辆检测电路进一步包括与第一感应元件串联连接并与其构成串联谐振电路的电容，由电阻和反向连接的并联二极管所组成的限幅器从而通过限制来自串联谐振电路的输出电压电平来保护后续电路，以及用于将从应答器经限幅器和电容所接收到的鉴别信息输出放大的放大器，用于将放大器输出解调的解调器，以及用于接收来自解调器的解调输出的处理单元，该处理单元通过执行诸如错误检测处理和解码处理这样的信号处理来确定鉴别信息是否表示车辆是预定的，并且将鉴别信号发送到控制单元。

6.根据权利要求1所述的车辆检测系统，其中应答器包括用于与第一感应元件磁耦合的线圈，与该线圈并联连接并与其构成并联谐振电路的电容，用于将在线圈中感应的电流整流的二极管，由通过二极管整流过的电流充电并且用作电源的电容，用于存储表示车辆是预定车的鉴别信息的存储器，以及通过用作电源的电容中的充电电压所操作的控制器，该控制器读出存储在存储器中的鉴别信息并经线圈传送该鉴别信息。

7.根据权利要求2所述的车辆检测系统，其中第二车辆检测电路包括用于将在第二感应元件中感应到的信号相位与来自分频器的输出信号相比较的相位比较器，具有小的线圈匝数并且设置在接近于第一感应元件以便于与第一电感元件磁耦合的第二电感元件，将来自相位比较器输出的相位比较输出积分的积分器，以及用于将积分器的输出进行A/D转换从而将A/D转换过的车辆检测信号传送到控制单元的A/D转换器。

8.根据权利要求7所述的车辆检测系统，其中控制单元检测输出的电压电平的变化模式并且将检测到的模式与事先存储的模式比较，因此第二车辆检测电路可以检测到靠近第一电感元件的车辆的到达。

9.根据权利要求1所述的车辆检测系统，使用FSK调制波来传送来自应答器的信息。

10.车辆检测系统，包括：

在预定位置上安装的感应元件；

有选择地安装在车辆上的应答器，所述应答器存储表示安装有所述应答器的车辆是预定车的信息；以及

第一车辆检测电路，用于当安装有所述应答器的车辆进入所述感应元件前方的预定区域时与所述感应元件磁耦合，并且接收存储在所述应答器中的信息以便于检测出预定车辆进入了预定区域。

11.根据权利要求10所述的车辆检测系统，其中所述第一车辆检测电路包括用于产生具有高电位周期和低电位周期的脉冲的计算单元，高电位周期对应于应答器充电时的周期，而低电位周期对应于应答器响应所述第一车辆检测电路时的周期。

12.根据权利要求10所述的车辆检测系统，其中所述第一车辆检测电路按时分地通过与应答器磁耦合向应答器提供操作能量。

13.根据权利要求10所述的车辆检测系统，其中所述第一车辆检测电路按时分地执行将操作能量提供给应答器以及接收来自应答器的信息的操作，并且所述感应元件用于提供操作能量以及信息的接收。

14.根据权利要求10所述的车辆检测系统，进一步包括：

与所述感应元件磁耦合的第二车辆检测电路，用于根据由于车辆位于所述电感元件上所导致的所述感应元件的电参数变化来检测经过所述电感元件的车辆的存在。

15.根据权利要求14所述的车辆检测系统，其中所述第二车辆检测电路根据与所述感应元件磁耦合所获得的输出信号的相位来检测车辆的存在。

16.根据权利要求14所述的车辆检测系统，其中所述第二车辆检测电路从电容充电电压中检测到所述电感元件的电参数的变化，并且根据充电电压的相位检测到车辆的存在。

17.根据权利要求14所述的车辆检测系统，其中所述第二车辆检测电路根据与所述感应元件磁耦合所获得的电压的输出电平来检测车辆的存在。

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