CN202837569U - 高精度红外车辆检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度红外车辆检测器，包括：红外发射电路、红外接收电路、两个红外元件保护壳（1）以及除霜防护电路；红外发射电路包括由多组红外发射管组成的红外发射管阵列（21），相邻两组红外发射管间距4cm，且发射角均为5°；红外接收电路包括由多组红外接收管组成的红外接收管阵列（22），相邻两组红外接收管间距4cm；除霜防护电路包括第一温度控制器与湿度控制器并联后，分别与第二温度控制器和电热丝（3）串联；电热丝（3）设置于红外元件保护壳（1）的内侧；本实用新型实施例不仅提高了检测精度，降低了误检的发生几率，而且排除了不同环境温度和湿度的负面影响，保证了在高温、低温和潮湿环境下也能可靠工作。

Description

高精度红外车辆检测器

技术领域

本实用新型属于交通设备领域，尤其涉及一种高精度红外车辆检测器。

背景技术

红外光栅检测器是一种主动红外入侵探测器，能够通过多束红外光对射来检测是否有物体经过，因此被广泛应用在车辆的通行检测中。

目前，大多数停车场的出入口以及各个公路收费站都可以看到红外光栅检测器的身影。但是，现有的红外光栅检测器对拖车、挂车或单台车辆之间有较大缝隙的车辆经常会发生误检；以挂车为例，由于挂车两个车箱之间的牵引杆高度不一，并且宽度通常仅为10厘米左右，而现有红外光栅检测器的检测间距通常都大于10厘米，因此当一辆挂车通过红外光栅检测器时，红外光栅检测器极有可能无法检测到牵引杆而将该挂车认定为两辆车。这给公路收费站以及停车场带来了极大的困扰。此外，现有的红外光栅检测器会受到不同环境温度和湿度的影响而产生结霜、结露现象，这会导致该红外光栅检测器无法正常工作。

发明内容

本实用新型提供了一种高精度红外车辆检测器，不仅提高了检测精度，降低了误检的发生几率，而且排除了不同环境温度和湿度的负面影响，保证了在高温、低温和潮湿环境下也能可靠工作。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高精度红外车辆检测器，包括红外发射电路、红外接收电路、电源模块以及两个红外元件保护壳1，还包括：除霜防护电路；

所述的红外发射电路包括依次串联的并入串出芯片、发射端多路开关以及红外发射管阵列21；所述的红外发射管阵列21设置于一个红外元件保护壳1内；该红外发射管阵列21包括多组红外发射管，相邻两组红外发射管之间的距离为4cm，并且每组红外发射管的发射角为5°；

所述的红外接收电路包括依次串联的串入并出芯片、接收端多路开关以及红外接收管阵列22；所述的红外接收管阵列22设置于另一个红外元件保护壳1内；该红外接收管阵列22包括多组红外接收管，相邻两组红外接收管之间的距离为4cm；

所述的除霜防护电路包括第一温度控制器、第二温度控制器、湿度控制器以及电热丝3；第一温度控制器与湿度控制器并联后，与第二温度控制器和电热丝3串联；

两个红外元件保护壳1对称设置，并且所述的电热丝3设置于红外元件保护壳1的内侧；

电源模块分别与并入串出芯片、发射端多路开关、红外发射管阵列21、串入并出芯片、接收端多路开关、红外接收管阵列22、温度传感器、湿度传感器以及电热丝3连接，并为其提供电能。

优选地，还包括：单片机；该单片机连接并控制并入串出芯片和串入并出芯片的工作；所述的电源模块与该单片机连接，并为其提供电能。

优选地，所述的单片机为80C51系列单片机。

优选地，还包括：通信电路；该通信电路与所述的单片机连接并进行通信；所述的电源模块与该通信电路连接，并为其提供电能。

优选地，所述的电热丝3设置于红外元件保护壳1的内侧包括：

所述的电热丝3紧贴红外元件保护壳1的内壁设置；

或者，

所述的红外元件保护壳1为内外两层，所述的电热丝3设置于红外元件保护壳1的内外两层之间。

优选地，所述的红外元件保护壳1由电加热玻璃制成；所述的电热丝3就是电加热玻璃的加热部件。

由上述本实用新型实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器通过将红外发射管的发射角调整为5°，并且将相邻两组红外发射管的间距以及相邻两组红外接收管的间距均调整为4cm，从而使相邻两路红外光能够在不发生干扰的情况下检测出挂车两个车箱之间的牵引杆，因此本实用新型实施例提高了检测精度，降低了误检的发生几率。同时，本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器还设置有除霜防护电路，当除霜防护电路的温度控制器检出到红外元件保护壳1内的温度低于0℃时，除霜防护电路的加热丝3开始加热；当温度达到+25℃时，加热丝3停止加热；当红外元件保护壳1内的温度小于+45℃并且除霜防护电路的湿度控制器检出到红外元件保护壳1内的湿度大于70%时，加热丝3开始加热除湿；因此本实用新型实施例能够排除不同环境温度和湿度的负面影响，保证了在高温、低温和潮湿环境下也能可靠工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例所提供的除霜防护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例所提供的高精度红外车辆检测器作进一步地详细描述。

实施例一

如图1、图2、图3和图4所示，一种高精度红外车辆检测器，其具体结构可以包括：红外发射电路、红外接收电路、除霜防护电路、单片机、通信电路、电源模块以及两个红外元件保护壳1；单片机连接并控制并入串出芯片和串入并出芯片的工作；除霜防护电路设置于红外元件保护壳1内，用于升温除霜；通信电路与单片机连接并进行通信；电源模块分别与红外发射电路、红外接收电路、除霜防护电路、单片机、通信电路连接，并为其提供电能。

具体地，该高精度红外车辆检测器的各组成部件具体可以按照以下技术方案实施：

（1）红外发射电路：相应的红外发射电路可以包括依次串联的并入串出芯片、发射端多路开关以及红外发射管阵列21；所述的红外发射管阵列21设置于一个红外元件保护壳1内；该红外发射管阵列21包括多组红外发射管，相邻两组红外发射管之间的距离为4cm，并且每组红外发射管的发射角为5°。在实际应用中，该并入串出芯片可以采用现有技术中的74LS165芯片，该发射端多路开关可以采用现有技术中的74LS15系列芯片。

（2）红外接收电路：相应的红外接收电路可以包括依次串联的串入并出芯片、接收端多路开关以及红外接收管阵列22；所述的红外接收管阵列22设置于另一个红外元件保护壳1内；该红外接收管阵列22包括多组红外接收管，相邻两组红外接收管之间的距离为4cm。在实际应用中，该串入并出芯片可以采用现有技术中的74HC595芯片，该接收端多路开关可以采用现有技术中的74LS15系列芯片。

（3）除霜防护电路：相应的除霜防护电路可以包括第一温度控制器、第二温度控制器、湿度控制器以及电热丝3；第一温度控制器与湿度控制器并联后，与第二温度控制器和电热丝3串联；两个红外元件保护壳1对称设置，并且该电热丝3设置于红外元件保护壳1的内侧；

其中，相应的电热丝3设置于红外元件保护壳1的内侧可以包括以下实现方式中的任意一种：a、所述的电热丝3紧贴红外元件保护壳1的内壁设置；b、所述的红外元件保护壳1为内外两层，所述的电热丝3设置于红外元件保护壳1的内外两层之间。在实际应用中，红外元件保护壳1可以由现有技术中的电加热玻璃制成；电加热玻璃通常可以包括内外两层玻璃，两层玻璃之间设有加热部件，本实用新型实施例中的电热丝3可以是电加热玻璃的加热部件。

具体而言，如图4所示，相应的第一温度控制器和第二温度控制器可以采用现有技术中KSD302型号的温度开关，并且第一温度控制器可以设置为25℃，第二温度控制器可以设置为45℃；相应的湿度控制器可以采用现有技术中TW2001R-A型号的湿度控制开关，并且可以设置为70%。众所周知，当红外元件保护壳1的温度较低或内部湿度较大时，红外元件保护壳1会出现结霜现象，如无防护措施那么红外发射电路发射红外光、红外接收电路接收红外光都将受到影响；本实用新型实施例中的除霜防护电路就可以克服这一缺点，该除霜防护电路的工作原理如下：

①当温度低于45度时，第二温度控制器处于导通状态，第一温度控制器处于断开状态。如果此时空气湿度大于（或等于）湿度控制器的预设值（例如：该预设值可以为70%），则湿度控制器导通，构成回路，电加热玻璃上的加热丝3开始加热，玻璃上的温度逐渐增加；当玻璃温度高于（或等于）45度时，第二温度控制器断开，加热停止，从而可以避免温度过高损坏玻璃；如果空气湿度降小于湿度控制器的预设值（例如：该预设值可以为70%），则湿度控制器会断开，加热也会停止；由此可见，此回路可以保证湿度过大时电加热丝能够通过加热方式来避免玻璃结露或结霜。

②当温度低于（或等于）0度时，第二温度控制器处于导通状态，第一温度控制器也处于导通状态，构成回路，电加热玻璃上的加热丝3开始加热，玻璃上的温度逐渐增加，当玻璃温度高于（或等于）25度时，第一温度控制器断开，加热停止；如果加热停止后，玻璃上的温度逐渐降低，那么当玻璃温度低于（或等于）0度时，第一温度控制器会再次导通，从而使加热丝3再次开始加热；由此可见，此回路可以保证温度过低时电加热丝能够通过加热方式来避免玻璃结霜。

综合①和②所述可知，本实用新型实施例能够排除不同环境温度和湿度的负面影响，进而保证了在低温和潮湿环境下能够可靠工作。

（4）单片机：该单片机连接并控制并入串出芯片和串入并出芯片的工作；在实际应用中，可以利用单片机的定时器产生同步信号TE和移位时钟信号CP；该同步信号TE能够分别传输到并入串出芯片和串入并出芯片，从而保持了数据的同步读取；该移位时钟信号CP能够保证8为数据的移位运算需求，从而为多路红外发射管的选择性发射以及多路红外接收管的选择性接收创造了先决条件。该单片机可以采用80C51系列单片机。

（5）通信电路：该通信电路主要用于根据单片机对遮挡的判断输出有车驶入和驶出的判断信号；在实际应用中，该通信电路可以利用现有技术中的通信芯片并采用本领域中公知的通信电路布线方案进行设置，例如可以采用USB口、串口、并口或无线网络进行通信。

（6）电源模块：相应的电源模块可以分别与并入串出芯片、发射端多路开关、红外发射管阵列21、串入并出芯片、接收端多路开关、红外接收管阵列22、温度传感器、湿度传感器、电热丝3、单片机以及通信电路连接，并为其提供电能；例如：如图4所示，该电源模块可以为除霜防护电路提供24V电能。

进一步地，以十六路红外线发收回路为例，该高精度红外车辆检测器的工作原理如下：

该高精度红外车辆检测器采用了直线扫描方式，即在每次的红外线发收过程中，单片机会向红外发射电路和红外接收电路发送相同的通路选择信号，从而实现了第一路发第一路收、第二路发第二路收、…第十五路发第十五路收、第十六路发第十六路收的红外线发收过程，以达到检测是否有物体经过的目的。

在红外发射电路中，红外发射管的发射角为5°，增加了有效发射距离，因而在很大程度上避免了风、雨、雾等外界干扰。在红外接收电路中，红外接收管可以采用集成了红外接收、放大、滤波和比较输出等功能的一体化接收管（例如：该红外接收管可以为现有技术中美国威世vishay型号TSOP34338的一体化红外接收管），该红外接收管设有黑色涂层，可过滤掉不需要的光线频谱；而且该红外接收管的外面增加了一个不透光的塑料罩，罩的中间有一个直径2mm的圆孔，该设计减少了接收管的接收面积，有效避免了红外光反射、折射造成的误触发。此外，由于相邻两组红外接收管的间距均调整为4cm，因而大大提高了检测精度，最小可检测到6cm宽的物体遮挡。

由此可见，本实用新型实施例不仅提高了检测精度，降低了误检的发生几率，而且排除了不同环境温度和湿度的负面影响，保证了在高温、低温和潮湿环境下也能可靠工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度红外车辆检测器，包括红外发射电路、红外接收电路、电源模块以及两个红外元件保护壳（1），其特征在于，还包括：除霜防护电路；

所述的红外发射电路包括依次串联的并入串出芯片、发射端多路开关以及红外发射管阵列（21）；所述的红外发射管阵列（21）设置于一个红外元件保护壳（1）内；该红外发射管阵列（21）包括多组红外发射管，相邻两组红外发射管之间的距离为4cm，并且每组红外发射管的发射角为5°；

所述的红外接收电路包括依次串联的串入并出芯片、接收端多路开关以及红外接收管阵列（22）；所述的红外接收管阵列（22）设置于另一个红外元件保护壳（1）内；该红外接收管阵列（22）包括多组红外接收管，相邻两组红外接收管之间的距离为4cm；

所述的除霜防护电路包括第一温度控制器、第二温度控制器、湿度控制器以及电热丝（3）；第一温度控制器与湿度控制器并联后，与第二温度控制器和电热丝（3）串联；

两个红外元件保护壳（1）对称设置，并且所述的电热丝（3）设置于红外元件保护壳（1）的内侧；

电源模块分别与并入串出芯片、发射端多路开关、红外发射管阵列（21）、串入并出芯片、接收端多路开关、红外接收管阵列（22）、温度传感器、湿度传感器以及电热丝（3）连接，并为其提供电能。

2.根据权利要求1所述的高精度红外车辆检测器，其特征在于，还包括：单片机；

该单片机连接并控制并入串出芯片和串入并出芯片的工作；

所述的电源模块与该单片机连接，并为其提供电能。

3.根据权利要求2所述的高精度红外车辆检测器，其特征在于，所述的单片机为80C51系列单片机。

4.根据权利要求2或3所述的高精度红外车辆检测器，其特征在于，还包括：通信电路；

该通信电路与所述的单片机连接并进行通信；

所述的电源模块与该通信电路连接，并为其提供电能。

5.根据权利要求1或2或3所述的高精度红外车辆检测器，其特征在于，所述的电热丝（3）设置于红外元件保护壳（1）的内侧包括：

所述的电热丝（3）紧贴红外元件保护壳（1）的内壁设置；

或者，

所述的红外元件保护壳（1）为内外两层，所述的电热丝（3）设置于红外元件保护壳（1）的内外两层之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的高精度红外车辆检测器，其特征在于，所述的红外元件保护壳（1）由电加热玻璃制成；所述的电热丝（3）就是电加热玻璃的加热部件。

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