CN201654229U - 一种车辆探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车辆探测器，包括电源、微处理器、超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路，所述的超声波发送电路在微处理器的控制下定向发射超声波信号，所述的超声波接收电路接超声波反射信号并输入微处理器，所述的微处理器根据发送超声波信号与接收超声波反射信号的时间间隔确定探测区域内是否有障碍物，并将探测结果经无线发射电路对外发射。本实用新型外形尺寸小，无需外部供电线路和数据传输线路，能直接挂装在房顶，安装和施工不会对地面造成破坏，特别适合在室内停车场使用。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及监测设备，尤其涉及一种车辆探测器。
[背景技术]
目前，公知的车辆探测器是采用线圈电感检测技术。线圈与其匹配的电容及其它电路形成一个LC振荡器，并具有其固有振荡频率。线圈埋于地下，当车辆经过或在上面停留时，由于车辆是金属材质，可以改变线圈的电感，从而改变LC振荡电路的振荡频率，测量频率的改变即能检测出车辆的存在。检测数据在数据线上以开关量输出。这种车辆探测器所使用的线圈单圈周长一般要在2米以上，施工不方便，而且会对地表造成破坏，特别不适合在室内停车场使用；数据以有线方式进行传输，也对施工造成不便。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种外形尺寸较小，便于安装的车辆探测器。
本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种耗电量较小的车辆探测器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种车辆探测器，包括电源、微处理器、超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路，所述的超声波发送电路在微处理器的控制下定向发 射超声波信号，所述的超声波接收电路接超声波反射信号并输入微处理器，所述的微处理器根据发送超声波信号与接收超声波反射信号的时间间隔确定探测区域内是否有障碍物，并将探测结果经无线发射电路对外发射。
以上所述的车辆探测器，包括电源开关电路，所述的电源开关电路在微处理器的控制下周期性地关闭电源至超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路的供电电路。
以上所述的车辆探测器，所述的无线发射电路是2.4GHz无线发射电路。
以上所述的车辆探测器，所述的超声波发射电路包括差分驱动电路和超声波发生器，微处理器产生的方波信号，由差分驱动电路进行电流放大后接入到超声波发生器，发射超声波信号。
以上所述的车辆探测器，所述的差分驱动电路包括6个倒相施密特触发器，6个倒相施密特触发器分为两组，每3个并联连接为1组，第一组的输入端和微处理器相连，第二组的输入端和第一组的输出端相连在，两组触发器的输出分别接超声波发生器的两个输入脚，构成差分驱动电路。
以上所述的车辆探测器，所述的超声波接收电路包括超声波接收器和运算放大电路，所述的运算放大电路包括放大电路、整流电路和比较电路，当超声波接收器接收到超声波反射信号经放大、整流后的电压高于比较电路的阈值时，比较电路向微处理器输出高电平。
以上所述的车辆探测器，超声波接收器的接地脚接地，信号输出脚通过隔直电容接运算放大电路，所述的运算放大电路包括第一级同相放大器和第二级同相放大器；所述的整流电路是二极管整流电路，去除信号中的高频率分量，整流后的信号输入比较电路中比较器的同相输入端，比较器的反相输入端接由分压电阻组成的分压电路，比较器的输出与微处理器的输入端相连。
本实用新型根据发送超声波信号与接收超声波反射信号的时间间隔确定探测区域内是否有障碍物，并将探测结果经无线发射电路对外发射，外形尺寸小，无需外部供电线路和数据传输线路，能直接挂装在房顶，安装和施工不会对地面造成破坏，特别适合在室内停车场使用。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型车辆探测器实施例的原理框图。
图2是本实用新型车辆探测器实施例中微处理器的接线图。
图3是本实用新型车辆探测器实施例中超声波发送电路的电路图。
图4是本实用新型车辆探测器实施例中超声波接收电路的电路图。
图5是本实用新型车辆探测器实施例中2.4GHz无线发射电路的电路图。
图6是本实用新型车辆探测器实施例中电源和电源开关电路的接线图。
图中1.微处理器U1，2.超声波发生器T13.超声波接收器T2，4.施密特触发器U2，5.运算放大器U3，6.无线信号发射芯片U4，7.发射天线A1，8.电源控制开关管Q1。
[具体实施方式]
本实用新型车辆探测器实施例的原理如图1所示，包括电源、电源开关电路，微处理器、超声波发送电路、超声波接收电路和2.4GHz无线发射电路，超声波发送电路在微处理器的控制下定向发射超声波信号，超声波接收电路接超声波反射信号并输入微处理器，微处理器根据发送超声波信号与接收超声波反射信号的时间间隔确定探测区域内是否有车辆存在或通过，并将探测结果经2.4GHz无线发射电路对外发射，由外部的2.4GHz阅读器进行数据采集和数据处理，实现对室内停车场的遥感监测。电源开关电路在微处理器的控制下周期性地关闭电源至超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路的供电电路，实现车辆探测器工作模式与省电模式的转换。
本实用新型车辆探测器实施例的电路如图2至图6所示。
在图3中，超声波发送电路施密特触发器U2的型号为74HCT14，共包含6个倒相施密特触发器，本电路中将6个倒相施密特触发器分为两组，每3个并联连接为一组，第一组的输入端和微处理器相连，第二组的输入端和第一组的输出端相连。两组触发器的输出端分别接超声波发生器T1的两个输入脚，够成差分驱动电路。
如图4所示，超声波接收电路中的超声波接收器的第2脚接地，第一脚(信号输出脚)通过电容C隔直流，然后接入由集成芯片U3组成的运算放大电路。U3的型号为LM2902，其包含4个独立单元的运算放大器。本电路中使用其中第1个作为第一级同相放大器，使用第2个作为第二级同相放大器。第二级放大后，使用二极管D1和D2进行整流，去除信号中的40KHz频率分量。整流后的信号进入U3的第4个运算放大器构成的比较器同相输入端，比较器的反相输入端接由电阻RR分压组成的直流判决门限。当信号高于判决门限时，比较器输出高电平，反之输出低电平。比较器输出与微处理器相连。
如图5所示，2.4GHz无线发射电路由集成芯片U4及其附属电路组成，U4型号为Nrf24L01，其附属电路包括16M晶体振荡器Y1，精度电容C10，C11射频匹配电路L1，L2，L3，C2，C2，C3，C4。电源去耦电容C5，C6。NRF24L01的SPI接口线与微处理器的SPI接口线连接，另外还有片选线，模式控制线和中断线与微处理器相连。射频输出端接2.4G天线A1。
如图6所示，车辆探测器通过电池供电，供电电压为3V～6V。电池电压直接供给微处理器，其余的电路由电池电压通过开关管Q1供电。Q1由微处理器控制其通断。
微处理器控制整个车辆探测器工作，工作过程为：
1.微处理器打开开关管Q1，给其他电路供电。
2.微处理器通过IO口产生一束40KHz方波信号至施密特触发器U2，经U2产生40KHz差分驱动信号给超声波发生器T1。发送信号持续 时间为250微秒。
3.微处理器等待比较器输出电平变化并在电平变化时开始计时。如果超过预设的工作周期没有任何信号产生则进入步骤5。如果等到电平变化，则计算信号反射时间。如果信号反射时间小于设定的一般状态时间(即信号由地面反射的时间)，则判断检测区域内有车辆存在。
4.微处理器将检测结果通过SPI信号线发送至U4，启动2.4GHz无线传输，等待传输结束。
5.微处理器关闭开关管Q1，本身也进入为省电模式，按照预先设置的唤醒时间(可由定时器或看门狗进行定时)等待被唤醒进行下一次检测。这样，探测器会以设定的时间间隔进行检测，不检测时，整个电路处于省电模式。
本实用新型实施例整个电路采用电池供电。探测器由微处理器控制，由省电模式进入检测模式后，超声波发射电路先发送一束定向型的超声波信号，该信号遇到障碍物后反射，通过超声波接受电路接收反射信号。微处理器测量发送和反射的时间间隔来计算与障碍物的距离，当没有车辆时，所测距离为探测器与地板的距离，当有车辆经过时，所测距离为探测器与车顶的距离，根据这一距离变化检测车辆的存在或经过。检测完毕后，微处理器会将检测结果通过2.4GHz无线发射电路发射出去，由设在控制室或其它节点的无线阅读器进行接收。检测结束后，微处理器控制整个探测器电路进入省电模式，等待下一个检测时间的到来。
本实用新型克服了现有的车辆探测器施工不方便，不适合用于室 内停车场的弱点，安装时只需挂装在对应车位的房顶，由电池供电，数据由2.4GHz无线传输，由2.4GHz阅读器进行数据采集。车辆探测器的施工无需任何电源和数据线路。
这样，本实用新型的有益效果是，体积小，无需外部供电线路和数据传输线路，能直接挂装在房顶；功耗低，使用电池供电，一次更换电池可使用1年以上。
Claims (7)
1.一种车辆探测器，其特征在于，包括电源、微处理器、超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路，所述的超声波发送电路在微处理器的控制下定向发射超声波信号，所述的超声波接收电路接超声波反射信号并输入微处理器，所述的微处理器根据发送超声波信号与接收超声波反射信号的时间间隔确定探测区域内是否有障碍物，并将探测结果经无线发射电路对外发射。
2.根据权利要求1所述的车辆探测器，其特征在于，包括电源开关电路，所述的电源开关电路在微处理器的控制下周期性地关闭电源至超声波发送电路、超声波接收电路和无线发射电路的供电电路。
3.根据权利要求1或2所述的车辆探测器，其特征在于，所述的无线发射电路是2.4GHz无线发射电路。
4.根据权利要求1或2所述的车辆探测器，其特征在于，所述的超声波发射电路包括差分驱动电路和超声波发生器，微处理器产生的方波信号，由差分驱动电路进行电流放大后接入到超声波发生器，发射超声波信号。
5.根据权利要求4所述的车辆探测器，其特征在于，所述的差分驱动电路包括6个倒相施密特触发器，6个倒相施密特触发器分为两组，每3个并联连接为1组，第一组的输入端和微处理器相连，第二组的输入端和第一组的输出端相连在，两组触发器的输出分别接超声波发生器的两个输入脚，构成差分驱动电路。
6.根据权利要求1或2所述的车辆探测器，其特征在于，所述的超声波接收电路包括超声波接收器和运算放大电路，所述的运算放大电路包括放大电路、整流电路和比较电路，当超声波接收器接收到超声波反射信号经放大、整流后的电压高于比较电路的阈值时，比较电路向微处理器输出高电平。
7.根据权利要求6所述的车辆探测器，其特征在于，超声波接收器的接地脚接地，信号输出脚通过隔直电容接运算放大电路，所述的运算放大电路包括第一级同相放大器和第二级同相放大器；所述的整流电路是二极管整流电路，去除信号中的高频率分量，整流后的信号输入比较电路中比较器的同相输入端，比较器的反相输入端接由分压电阻组成的分压电路，比较器的输出与微处理器的输入端相连。
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