CN204719244U - 一种地磁检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地磁检测系统，包括接入点装置、中继器、多个地磁检测器，所述中继器包括第一处理单元、射频开关、内置天线、外置天线，所述内置天线和外置天线分别通过所述射频开关连接所述第一处理单元，所述内置天线接收所述地磁检测器发送的信号，所述外置天线向所述接入点装置发送信号。本实用新型的地磁检测系统通过在中继器中设置内置天线和外置天线，既能覆盖了较多的地磁检测器，又能与接入点装置有较远的通信距离，从而降低了中继器安装位置和方向的选择难度。

Description

一种地磁检测系统

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，具体地说，是涉及一种地磁检测系统。

背景技术

在无线地磁检测系统中，中继器负责地磁检测器与接入点装置之间的信息转发，要求中继器既能覆盖尽量多的地磁检测器，又要与接入点装置的通信距离尽量远，导致中继器的安装位置和方向很难选择。

发明内容

本实用新型提供了一种地磁检测系统，降低了中继器安装位置和方向的选择难度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种地磁检测系统，包括接入点装置、中继器、多个地磁检测器，所述中继器包括第一处理单元、射频开关、内置天线、外置天线，所述内置天线和外置天线分别通过所述射频开关连接所述第一处理单元，所述内置天线接收所述地磁检测器发送的信号，所述外置天线向所述接入点装置发送信号。

进一步的，所述接入点装置包括收发器和主控器，所述中继器与所述收发器通信，所述收发器与所述主控器通信。

又进一步的，所述收发器包括第一天线、射频单元、第二处理单元、第一串口，所述第一天线将接收到的信号通过所述射频单元传输至所述第二处理单元，经过处理后通过所述第一串口输出至所述主控器。

更进一步的，所述主控器包括第二串口、第三处理单元、输出单元，所述第二串口接收所述第一串口输出的信号，并传输至所述第三处理单元，所述第三处理单元将接收的信号进行处理后通过所述输出单元向外发送。

再进一步的，所述第一串口、第二串口均包括RS422接口和POE接口，第一串口的RS422接口与第二串口的RS422接口进行数据传输，第二串口的POE接口向第一串口的POE接口传输电能；所述第一串口的RS422接口与所述第二处理单元连接，所述第一串口的POE接口与收发器的电源管理单元连接。

优选的，所述输出单元包括I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元，所述I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元分别与信号机连接。

进一步的，所述多路串口输出单元与上位机连接。

又进一步的，所述主控器还包括I/O指示灯单元，所述第三处理单元输出控制信号至所述I/O指示灯单元。

更进一步的，所述地磁检测器包括地磁采集单元、第四处理单元、无线收发单元、第二天线，所述地磁采集单元采集地磁信号，并传输至所述第四处理单元，经过所述第四处理单元进行处理后传输至所述无线收发单元，所述无线收发单元将接收到的信号通过所述第二天线向外传输。

优选的，所述第二天线为定向天线。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的地磁检测系统通过在中继器中设置内置天线和外置天线，既能覆盖了较多的地磁检测器，又能与接入点装置有较远的通信距离，从而降低了中继器安装位置和方向的选择难度。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的地磁检测系统的一个实施例的结构框图；

图2是本实用新型所提出的地磁检测系统的又一个实施例的结构框图；

图3是图1和图2中中继器的结构框图；

图4是图2中收发器的结构框图；

图5是图2中主控器的结构框图；

图6是图1和图2中地磁检测器的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

实施例一，本实施例的地磁检测系统主要包括接入点装置、中继器、多个地磁检测器，参见图1所示，当地磁检测器处于接入点装置的接收范围之内时，地磁检测器直接与接入点装置通信；当地磁检测器处于接入点装置的接收范围之外时，地磁检测器通过中继器与接入点装置通信；当地磁检测器与接入点装置之间的距离过长时，可采用多个中继器级联的方式，实现地磁检测器与接入点装置的通信。

接入点装置接收地磁检测器或中继器发送的数据，进行处理后向外发送至上位机，使得远程管理人员可以获得实时信息，上位机也可以发送控制信号至接入点装置，并通过接入点装置发送至中继器和地磁检测器，从而控制整个地磁检测系统的运行。接入点装置输出的数据也会发送至信号机，用于信号机控制交通信号灯的运行。

在本实施例中，以地磁检测器和接入点装置之间设置有中继器、且地磁检测器通过中继器与接入点装置进行通信为例，对地磁检测系统的结构进行详细说明。

中继器主要包括第一处理单元、射频开关、内置天线、外置天线等，参见图3所示，内置天线和外置天线分别通过射频开关连接第一处理单元，第一处理单元控制射频开关选择使用内置天线或外置天线。

当地磁检测器与接入点装置之间设置有一个中继器时，中继器的内置天线接收地磁检测器发送的信号，并通过射频开关发送至第一处理单元，第一处理单元将接收到的信号进行处理后，通过射频开关发送至外置天线，并经外置天线向接入点装置发送；外置天线接收接入点装置发送的控制信号，并通过射频开关传输至第一处理单元，第一处理单元将接收到的控制信号进行处理后，通过射频开关发送至内置天线，并经内置天线向地磁检测器发送。

当地磁检测器与接入点装置之间设置有两个级联的中继器时，第一中继器的内置天线用于与地磁检测器进行通信，第一中继器的外置天线用于与第二中继器的外置天线进行通信，第二中继器的外置天线还用于与接入点装置进行通信。

中继器的内置天线和外置天线均为定向天线。在实际安装中，中继器安装位置和朝向首先保证与地磁检测器的通信。根据实际安装场景，外置高增益天线可以调整方向和角度，可以大大延长每两级中继器以及中继器与接入点装置之间的通信距离。在地磁检测系统工作时，第一处理单元根据通信方向控制射频开关，在内置天线和外置天线之间进行选择，既保证足够的通信距离，又节约功耗。

中继器采用双天线机制既可以增加对地磁检测器的覆盖范围，又可以获得中继器之间以及中继器与接入点装置之间足够远的通信距离，降低了工程安装时对中继器的位置和朝向要求，对实际工程应用大为方便。

在中继器中还设置有第一电源管理单元和第一电源，第一电源输出电能至第一电源管理单元，并通过第一电源管理单元为第一处理单元供电。

在本实施例中，第一电源为电池，电池电压为3.6V；第一电源管理单元为线性稳压器LDO，线性稳压器LDO的输入端连接电池，输出端输出供电电压给第一处理单元。

由于接入点装置输出的信号会发送至信号机中，因此接入点装置一般会安装在信号机柜中，为了保证中继器与接入点装置之间的通信质量，中继器与接入点装置之间有最大通信距离，即中继器与信号机柜之间有最大的安装距离，也就是说，中继器的安装位置受限于信号机柜的位置。为了解决这个问题，在本实施例中，将接入点装置分为两部分：收发器和主控器，参见图2所示，中继器与收发器通信，收发器与主控器通信，也就是说，地磁检测器将采集到的地磁信号进行处理后通过中继器发送至收发器，收发器将接收到的信号进行处理后发送至主控器，主控器将接收到的信号进行处理后发送至信号机和上位机。

收发器和主控器通过网线连接，主控器安装在信号机柜中，收发器安装在信号机柜外部、远离主控器的位置，如收发器可以安装在距离主控器100米的位置，由于中继器与收发器进行通信，只要使得中继器与收发器之间有较远的通信距离即可，因此中继器的安装位置不受限于信号机柜的位置，进一步降低了中继器安装位置的选择难度，且延长了中继器与信号机柜之间的距离。

收发器主要包括第一天线、射频单元、第二处理单元、第一串口、第二电源管理单元等，参见图4所示，第一天线接收中继器的外置天线发送的信号，并通过射频单元传输至第二处理单元，经过第二处理单元处理后，通过第一串口输出至主控器；主控器发送的数据传输至第一串口，并经第一串口传输至第二处理单元，经过第二处理单元处理后通过射频单元发送至第一天线，并由第一天线发送至中继器的外置天线。

在本实施例中，第一天线为定向天线。射频单元的工作频率为2.4GHz。

主控器主要包括第二串口、第三处理单元、输出单元等，参见图5所示，第二串口与第一串口通过网线连接，接收第一串口输出的信号，并传输至第三处理单元，第三处理单元将接收到的信号进行处理后通过输出单元向外发送至信号机和上位机等。

外接电源为主控器供电，并且外接电源提供的电能通过第三处理单元传输至第二串口，并经第二串口将电能输出至第一串口，然后经第一串口输出至收发器的第二电源管理单元，第二电源管理单元为收发器的射频单元和第二处理单元供电。

具体来说，第一串口和第二串口均包括RS422接口和POE接口，第一串口的RS422接口与第二串口的RS422接口进行数据传输，第二串口的POE接口向第一串口的POE接口传输电能，第一串口的RS422接口与第二处理单元连接，第一串口的POE接口与收发器的第二电源管理单元连接，将接收到的电能传输至第二电源管理单元。

在主控器中还设置有第一存储单元，第一存储单元与第三处理单元连接。第三处理单元将接收的数据传输至第一存储单元，用于数据备份。在本实施例中，第一存储单元包括FLASH存储器，具有外部存储功能。

主控器的输出单元包括I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元，I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元分别与信号机连接，向信号机传输数据。

I/O扩展输出单元包括GPIO接口，网络数据输出单元包括以太网接口，多路串口输出单元包括RS232接口、RS485接口、USB接口等，满足多种接口类型要求，简化了信号机接入复杂度。

多路串口输出单元与上位机连接，将信息输出至上位机，使得远程监控人员可以获得信息；上位机输出的控制信号通过多路串口输出单元传输至第三处理单元，第三处理单元将接收到的控制信号进行处理后发送至第二串口，并经第二串口发送至收发器的第一串口。

所述主控器还包括I/O指示灯单元，第三处理单元输出的控制信号传输至I/O指示灯单元，用于控制I/O指示灯单元的工作。I/O指示灯单元包括24路指示灯，24路指示灯在第三处理单元的控制下，用于标示地磁检测系统的工作状态。

在本实施例中，地磁检测器主要包括地磁采集单元、第四处理单元、无线收发单元、第二天线等，参见图6所示，地磁采集单元采集地磁信号，并传输至第四处理单元，经过第四处理单元进行处理后传输至无线收发单元，无线收发单元将接收到的信号通过第二天线向外传输；中继器的内置天线发送的信号传输至第二天线，并经第二天线传输至无线收发单元，经无线收发单元传输至第四处理单元，经过第四处理单元进行处理后发送至地磁采集单元，控制地磁采集单元的运行。

第二天线为定向天线，具有前向增益大、抗干扰性强、体积小且发射距离远的特性。无线收发单元的工作频率为2.4GHz。

在地磁检测器中还设置有第三电源管理单元和第二电源，第二电源输出电能至第三电源管理单元，并通过第三电源管理单元为地磁检测器的各个单元供电。

在本实施例中，第二电源为锂亚电池，第三电源管理单元为线性稳压器LDO。

在地磁检测器中还设置有第二存储单元，第二存储单元与第四处理单元连接。第四处理单元将接收到的数据传输至第四处理单元，用于数据备份。在本实施中，第二存储单元包括FLASH存储器，具有外部存储功能。

地磁检测系统适用于城市交叉路口、断面检测等，可实现的检测功能有车辆存在、流量、占有率、平均速度等，为信号机、上位机等提供实时交通信息。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种地磁检测系统，包括接入点装置、中继器、多个地磁检测器，其特征在于：所述中继器包括第一处理单元、射频开关、内置天线、外置天线，所述内置天线和外置天线分别通过所述射频开关连接所述第一处理单元，所述内置天线接收所述地磁检测器发送的信号，所述外置天线向所述接入点装置发送信号。

2.根据权利要求1所述的地磁检测系统，其特征在于：所述接入点装置包括收发器和主控器，所述中继器与所述收发器通信，所述收发器与所述主控器通信。

3.根据权利要求2所述的地磁检测系统，其特征在于：所述收发器包括第一天线、射频单元、第二处理单元、第一串口，所述第一天线将接收到的信号通过所述射频单元传输至所述第二处理单元，经过处理后通过所述第一串口输出至所述主控器。

4.根据权利要求3所述的地磁检测系统，其特征在于：所述主控器包括第二串口、第三处理单元、输出单元，所述第二串口接收所述第一串口输出的信号，并传输至所述第三处理单元，所述第三处理单元将接收的信号进行处理后通过所述输出单元向外发送。

5.根据权利要求4所述的地磁检测系统，其特征在于：所述第一串口、第二串口均包括RS422接口和POE接口，第一串口的RS422接口与第二串口的RS422接口进行数据传输，第二串口的POE接口向第一串口的POE接口传输电能；所述第一串口的RS422接口与所述第二处理单元连接，所述第一串口的POE接口与收发器的电源管理单元连接。

6.根据权利要求5所述的地磁检测系统，其特征在于：所述输出单元包括I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元，所述I/O扩展输出单元、网络数据输出单元、多路串口输出单元分别与信号机连接。

7.根据权利要求6所述的地磁检测系统，其特征在于：所述多路串口输出单元与上位机连接。

8.根据权利要求4所述的地磁检测系统，其特征在于：所述主控器还包括I/O指示灯单元，所述第三处理单元输出控制信号至所述I/O指示灯单元。

9.根据权利要求1所述的地磁检测系统，其特征在于：所述地磁检测器包括地磁采集单元、第四处理单元、无线收发单元、第二天线，所述地磁采集单元采集地磁信号，并传输至所述第四处理单元，经过所述第四处理单元进行处理后传输至所述无线收发单元，所述无线收发单元将接收到的信号通过所述第二天线向外传输。

10.根据权利要求9所述的地磁检测系统，其特征在于：所述第二天线为定向天线。