CN201667129U - 一种车流量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车流量检测装置，包括前端天线射频单元、与前端天线射频单元相连的中频信号处理单元，以及与中频信号处理单元相连的信号综合处理单元，前端天线射频单元包括收发天线、与收发天线相连的低噪放大器、与低噪放大器相连的混频器，以及压控振荡器；中频信号处理单元包括与混频器相连的AGC放大器和与AGC放大器相连的滤波放大器；信号综合处理单元包括数字信号处理器和分别与数字信号处理器相连的调制三角波信号生成输出单元、信号采样单元、存储单元，以及通信单元，其中，所述调制三角波信号通过压控振荡器传输给收发天线，本实用新型采用DSP芯片实现信号处理的全部功能，芯片数量减少，整个系统的体积减小，成降低。

Description

一种车流量检测装置

技术领域

本实用新型属于小型民用雷达技术领域，特别是一种运用雷达技术的车流量检测装置。

背景技术

当今世界各国的大城市均存在不同程度的交通拥挤问题，随着经济的发展，交通量的急剧增长加剧了交通拥挤与阻塞的严重程度。为了解决有限的区域资源和特定经济制约带来的交通网运输能力下降等一系列问题，智能交通系统应运而生。

智能交通系统(Intelligent Transportation Systems，ITS)是一种基于无线或有线电子信息技术的新型现代交通系统，其包括信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术，以及计算机技术。其中，道路交通信息采集作为输入信息来源应用于智能交通系统中，其担负着提供准确可靠信息源的功能，从而，使得整个智能交通系统得以顺利准确运行。

在智能交通系统建设中，车流量信息检测作为一个重要的课题，在城市道路建设、国道高速公路建设、隧道桥梁建设，以及交通流的基础理论研究中，都占有非常重要的位置。车流量探测器可分为接触式和非接触式两大类，其中，接触式探测器是指埋设在路面上或者路基中的传感装置，主要包括感应环形线圈、压电电缆、空气管道等，这种类型的传感装置的主要缺点就是因为要与道路相接触，安装与维护极为不便，通常要破坏路面。非接触式探测器是指安装在道路的正上方或路边的传感装置，其不与路面发生接触，主要包括超声波传感器、红外传感器、激光雷达、视频图像处理器，以及微波雷达等，经比较，采用雷达来完成ITS系统中车流量和车速的监控是目前最好的手段，然而，由于体积较大的缺点和波导结构一致性差，难以大批量加工。

鉴于以上问题，实有必要提供一种以克服上述缺陷的车流量检测装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车流量检测装置，其结构简单、容易实现，且造价低廉。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种车流量检测装置，包括：前端天线射频单元，包括收发天线、与收发天线的输出端相连的低噪放大器、与低噪放大器的输出端相连的混频器，以及压控振荡器；中频信号处理单元，与前端天线射频单元的输出端相连，包括与混频器的输出端相连的自动增益控制放大器和与自动增益控制放大器的输出端相连的滤波放大器；信号综合处理单元，与中频信号处理单元的输出端相连，包括数字信号处理器、以及分别与数字信号处理器相连的调制三角波信号生成输出单元、信号采样单元、存储单元，以及通信单元，其中，所述调制三角波信号通过前端天线射频单元的压控振荡器传输给收发天线。

作为本实用新型的优选方案，所述收发天线采用环形器，且使用零拍型FMCW接收/发射机平台；作为本实用新型的优选方案，所述调制三角波信号生成输出单元包括与数字信号处理器相连的数模转换器以及输入端与数模转换器的输出端相连，输出端与前端天线射频单元相连的滤波放大器；作为本实用新型的优选方案，所述信号采样单元包括与数字信号处理器相连的模数转换器以及输入端与模数转换器的输出端相连，输出端与中频信号处理单元相连的信号调理器；作为本实用新型的优选方案，所述存储单元包括分别与数字信号处理器相连的复位和看门狗、程序FLASH，以及数据FLASH；作为本实用新型的优选方案，所述通信单元包括与数字信号处理器相连的RS232接口电路和RS485接口电路；作为本实用新型的优选方案，所述信号综合处理单元进一步包括分别与数字信号处理器相连的RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。

与现有技术相比，本实用新型车流量检测装置至少具有以下优点：本实用新型采用DSP芯片来实现雷达信号处理部分所需的全部功能，如此，整个装置芯片数量大大减少，体积明显减小，成本得到进一步降低；另外，三角波的产生直接由DSP芯片控制，其幅度，频率方便调整，体积显著缩小，成本大大降低，更好满足与外界系统的集成，提高了设备的精度、工作可靠性和有效性，能够满足智能交通发展的需求，取得良好的社会效益。

【附图说明】图1是本实用新型车流量检测装置的系统原理框图；图2是图1中信号综合处理单元的框图。

【具体实施方式】下面结合附图具体介绍本实用新型车流量检测装置的最优实施例：请参阅图1所示，本实用新型车流量检测装置包括前端天线射频单元、中频信号处理单元，以及信号综合处理单元，其中，中频信号处理单元的输入端与前端天线射频单元的输出端相连，信号综合处理单元的输入端与中频信号处理单元的输出端相连。

请继续参阅图1所示，所述前端天线射频单元包括收发天线、低噪放大器、混频器，以及压控振荡器，其中，低噪放大器的输入端与收发天线的输出端相连，混频器的输入端与低噪放大器的输出端相连，同时，混频器的输入端还与压控振荡器的输出端相连。另外，收发天线采用环形器以使发射、接收隔离，并使用标准的零拍型FMCW接收/发射机平台。

请继续参阅图1所示，中频信号处理单元包括自动增益控制(Automatic GainControl，以下简称AGC)放大器和滤波放大器，所述AGC放大器的输入端与混频器的输出端相连，滤波放大器的输入端与AGC放大器的输出端相连。所述中频信号的动态范围达70dB，由于经混频后的信号频率处于一定带宽内，并且存在幅度较大的三角波泄漏信号，因此，需要对信号进行自动增益控制处理，最后，输出-1V～+1V之间的模拟信号给信号综合处理单元。

请结合图1和图2所示，所述信号综合处理单元包括数字信号处理器(DigitalSignal Processor，以下简称DSP)、调制三角波信号生成输出单元、采样单元、存储单元、通信单元、实时时钟(Real-Time Clock，以下简称RTC)芯片、JTAG接口，以及CLK芯片。

所述DSP是信号综合处理单元的核心，采用TI公司的TMS320VC5502的DSP芯片，其系统主频为300MHz，最大处理能力高达600MIPS，具有32K×16bit的片内RAM、16K×16bit的片内ROM、8M×16bit的外部存储空间、3个多通道缓冲串口。

所述调制三角波信号生成输出单元包括数-模转换器(Digital Analog Converter，以下简称DAC)和滤波放大器，其中，DAC的输入端与DSP的输出端相连，滤波放大器的输入端与DAC的输出端相连。

所述采样单元包括模-数转化器(Analogue Digital Convert，以下简称ADC)和信号调理器，其中，ADC的输入端与DSP的输出端相连，信号调理器的输入端与ADC的输出端相连，用以实现信号的放大、隔离、滤波等，从而改善采样的数据的可靠性。

存储单元包括分别与DSP相连的复位和看门狗、程序FLASH，以及数据FLASH，其中，程序FLASH用于对输入到DSP中的数据进行统计和分析，数据FLASH用于对存储数据。

实时时钟(Real-Time Clock，以下简称RTC)芯片为系统一个时间基准，为运行在DSP上的应用程序提供一个标准；另外，由于在开发DSP的时候，首先要对其进行软件编程及调式，然后将通过了软件仿真的程序下载到DSP中运行，因此，本实用新型装置进一步包括与DSP相连的JTAG接口，用于与系统仿真器相连，从而完成软件的在线调试。

电源电路，整个装置的电源由交流220V市电供电，经过AC-DC转换为24V直流电，然后传输给本系统，给本系统的各个部分进行供电。

系统上电后，首先DSP从数据FLASH及程序FLASH中分别获取出厂雷达参数设置和主程序块，经过一系列的初始化后，由DSP内部的多通道带缓冲串行接口发出信号，经过DAC产生前端所需要的调频三角波，作用于压控振荡器，这时，收发天线便可以发出一定频率的调频连续波，照到目标车辆。通过目标车辆的散射，部分的回波信号被收发天线采集到，通过混频器混频后得到中频信号。该中频信号是微弱的，这时就需要中频信号处理单元对其进行滤波、放大以及电平调理，以送入信号综合处理单元中的采样单元，并在DSP中进行杂波滤除，FFT，功率谱估计，目标提取和识别等一系列的运算。最后，将是上述运算出来的结果进行存储。DSP内部的定时器可以对时间边界进行控制，在规定时间内可以同时对这些数据进行存储或传输等各种任务。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种车流量检测装置，其特征在于：包括

前端天线射频单元，包括收发天线、与收发天线的输出端相连的低噪放大器、与低噪放大器的输出端相连的混频器，以及压控振荡器；

中频信号处理单元，与前端天线射频单元的输出端相连，包括与混频器的输出端相连的自动增益控制放大器和与自动增益控制放大器的输出端相连的滤波放大器；

信号综合处理单元，与中频信号处理单元的输出端相连，包括数字信号处理器、以及分别与数字信号处理器相连的调制三角波信号生成输出单元、信号采样单元、存储单元，以及通信单元，其中，所述调制三角波信号通过前端天线射频单元的压控振荡器传输给收发天线。

2.如权利要求1所述的车流量检测装置，其特征在于：所述收发天线采用环形器，且使用零拍型FMCW接收/发射机平台。

3.如权利要求1或2所述的车流量检测装置，其特征在于：所述调制三角波信号生成输出单元包括与数字信号处理器相连的数模转换器以及输入端与数模转换器的输出端相连，输出端与前端天线射频单元相连的滤波放大器。

4.如权利要求3所述的车流量检测装置，其特征在于：所述信号采样单元包括与数字信号处理器相连的模数转换器以及输入端与模数转换器的输出端相连，输出端与中频信号处理单元相连的信号调理器。

5.如权利要求4所述的车流量检测装置，其特征在于：所述存储单元包括分别与数字信号处理器相连的复位和看门狗、程序FLASH，以及数据FLASH。

6.如权利要求4所述的车流量检测装置，其特征在于：所述通信单元包括与数字信号处理器相连的RS232接口电路和RS485接口电路。

7.如权利要求4所述的车流量检测装置，其特征在于：所述信号综合处理单元进一步包括分别与数字信号处理器相连的RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。

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