CN204791532U - 一种移动式压力接触交通检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种移动式压力接触交通检测装置及系统，该装置包括：压力传感器的输出信号端与信号放大器的输入信号端连接；信号放大器的输出信号端与模数转换器的输入信号端连接；处理器的输入信号端与模数转换器的输出信号端连接，输出信号端与输入输出接口连接；处理器输出信号端还与存储器的信号输入端连接；压力传感器将车辆经过该压力传感器时产生的压力信号转换成电压信号并传输至信号放大器；信号放大器对该电压信号进行放大后传输至模数转换器；模数转换器将电压信号进行模数转换形成数字脉冲信号并传输至处理器；处理器记录数字脉冲信号并存储在存储器中。本实用新型方便拆装，可重复利用；采集数据速度快，可靠度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动检测技术领域，尤其涉及一种移动式压力接触交通检测装置及系统。
背景技术
公路交通量调查是公路规划、建设、管理和养护工作的基础。通过对国道、省道、县道、乡道及专用公路的交通量进行定期或不定期调查，以掌握公路网交通流运行特征及路网适应程度，并进行统计、分析和预测，为公路规划建设、路网运行管理、交通应急处置、科研及社会公众提供基础信息。
经过近几十年的发展，公路交通量调查技术已经比较成熟，调查方法也较多。目前国内外应用比较成熟的调查方法主要有人工观测法、自动观测法、录像法、浮动车法等。
目前，人工观测法是我国应用最广泛的一种交通量调查方法。该方法组织工作简单，调配人员和地点变换灵活，使用的工具简单，一般只需秒表、手动(机械或电子)计数器和其他记录用的记录板、纸、笔等。人工观测法适用于任何地点、任何情况下的交通量调查，调查方法易于掌握，调查资料整理方便。但是，人工观测法也存在自动化水平低、精度不高、出错率高、存储困难等不足，从而导致基础调查数据的质量难以得到有效保障，并直接影响到了数据的综合利用和开发。
自动观测法包括感应线圈检测、波频检测和视频检测等检测技术相继应用于交通量信息采集中，显著提升了交调自动化观测水平。但是，自动观测法存在需要固定建站、每套设备只能定位调查、造价高、工期长、配套设施复杂以及维护工作量大等不足，限制了自动检测设备的应用。
实用新型内容
本实用新型的其中一个目的在于提供一种移动式压力接触交通检测装置及系统，以解决现有技术中检测设备需要固定设置，且采集数据精度不高等技术问题。
第一方面，本实用新型提供了一种移动式压力接触交通检测装置，包括：压力传感器、信号放大器、模数转换器、处理器、存储器和输入输出接口，其中，
所述压力传感器的输出信号端与所述信号放大器的输入信号端连接；所述信号放大器的输出信号端与所述模数转换器的输入信号端连接；所述处理器的输入信号端与所述模数转换器的输出信号端连接，输出信号端与所述输入输出接口连接；所述处理器输出信号端还与所述存储器的信号输入端连接；
所述压力传感器将车辆经过该压力传感器时产生的压力信号转换成电压信号并传输至所述信号放大器；所述信号放大器对该电压信号进行放大后传输至所述模数转换器；所述模数转换器将电压信号进行模数转换形成数字脉冲信号并传输至处理器；所述处理器记录所述数字脉冲信号并存储在所述存储器中，或者通过所述输入输出接口传输至外部设备。
可选地，所述压力传感器的两端分别固定在道路两侧的路肩上，中间部分保持绷紧状态放置在路面上。
可选地，所述压力传感器为气体压力传感器或者压电传感器。
可选地，还包括外部时钟，所述外部时钟通过串行总线与所述处理器连接，用于为压力传感器以及处理器提供统一精确的时间标记。
可选地，所述外部时钟为RTC时钟芯片。
可选地，还包括数据缓存器，所述数据缓存器的输入信号端与所述压力传感器连接，输出信号端与所述处理器连接，用于缓存所述压力传感器采集的电压信号进行缓存以方便所述处理器读取。
可选地，所述数据缓存器包括两个静态随机存取存储器单元和选择器单元，用于在所述选择器单元的控制下实现所述两个静态随机存取存储器进行乒乓操作。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种移动式压力接触交通检测系统，包括：上文所述的压力接触交通检测装置和服务端；其中，
所述压力接触交通检测装置通过网络通信与所述服务端连接；
所述压力接触交通检测装置记录车辆经过时所产生的数字脉冲信号并通过网络通信传输至所述服务端；所述服务端对所述数字脉冲信号所包含的车辆特征数据和时间标记进行分析，并形成基础交通量报表。
可选地，所述服务端包括控制模块，用于控制所述压力接触交通检测装置启动与停止。
可选地，所述压力接触交通检测装置通过串行通信总线或者3G蜂窝网络与所述服务端连接
本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置，无需固定安装，通过将压力传感器贴装在公路的表面，可重复拆卸且可移动设置。另外，本实用新型将数据采集和数据分析相互分离，只记录原始数据，后期对原始数据进行一次性数据处理，可以提高数据处理的精度。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的一种移动式压力接触交通检测装置框图；
图2是本实用新型实施例提供的一种移动式压力接触交通检测系统框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。
本实用新型提供了一种移动式压力接触交通检测装置，如图1所示，包括：压力传感器100、信号放大器200、模数转换器300、处理器400、存储器500和输入输出接口600，其中，
压力传感器100的输出信号端与信号放大器200的输入信号端连接；信号放大器200的输出信号端与模数转换器300的输入信号端连接；处理器400的输入信号端与模数转换器300的输出信号端连接，输出信号端与600输入输出接口连接；400处理器输出信号端还与存储器500的信号输入端连接；
压力传感器100将车辆经过压力传感器100时产生的压力信号转换成电压信号并传输至信号放大器200；所述信号放大器100将电压信号进行放大后传输至模数转换器300；模数转换器300电压信号进行模数转换形成数字脉冲信号并传输至处理器400；处理器400记录数字脉冲信号并存储在存储器500中，或者通过输入输出接口600传输至外部设备。
本实用新型实施例通过将压力传感器采用贴装固定方式应用到车辆检测路面，可重复拆卸用于多个地点进行车辆检测；并用对数据采集与数据分析相互分离，压力接触交通检测装置只采集原始数据，便于移动，可以解决现有技术中检测设备需要固定设置，且采集数据精度不高等技术问题。
可理解的是，压力传感器是直接与外界交互的设备，根据交通量调查实验的特点，需要压力传感器能够承受不低于500万次的形变仍能恢复原形继续保持工作，同时该压力传感器还需要适合户外日晒雨淋的恶劣环境。可选地，本实用新型实施例中压力传感器为气体压力传感器或者压电传感器。
当压力传感器为气体压力传感器时，本实用新型实施例采用特制的空心橡胶管，成本较低，且该橡胶管具有高密度、高柔韧性和高弹性优点。本实用新型一实施例中，优选的橡胶管长度为15米，并且在其内部设置传感器。该传感器能够检测橡胶管内部气体压力，并将内部气体压力转换成相对应的电压信号输出。但是气体压力传感器传输是气体信号，传输速度为音速，且长距离传输信号时会引起信号衰减，影响检测精度，所以气体压力传感器适用于近距离检测或者路面较窄的检测场合，例如双向两车道。
本实用新型实施例中，压力传感器还可以选择压电传感器。此时，压电传感器设置在橡胶管内部，橡胶管用于保护压电传感器防止损坏。压电传感器受到车辆的碾压后，会将车辆的压力进行压电转换，形成正比于该压力的电压信号，传输速度快，适合远距离传输，即压电传感器可以适用于多车道的检测。本实用新型实施例所选用的压电传感器结构简单、工作可靠、重量轻。
可理解的是，本实用新型实施例列举了两种可能的压力传感器，使用时将压力传感器的两端分别固定在道路两侧的路肩上，中间部分保持绷紧状态放置在路面上。当道路比较宽时，适合选用压电传感器，可以防止遗漏车辆。当道路较窄时，本实用新型实施例可以选用气体压力传感器，放置合适的位置，可以检测全部来往车辆。本实用新型实施例提供的压力传感器可以根据具体场合进行替换，只需要将合适的压力传感器连接至压力接触交通检测装置即可。本领域技术人员可以根据具体情况进行选择，本实用新型不作限定。
本实用新型实施例中，将压力传感器固定在道路的路肩上面，并且需要保护橡胶管保持绷紧状态。当压力传感器长度较长时，可以在压力传感器中间位置通过胶体贴装在路面上，而无需像现有技术中的检测设备固定设置。当检测完成时，只需将压力传感器拆卸下来重复使用，下次使用时重新固定与贴装即可。
本实用新型实施例中，信号放大器200主要用于对压力传感器100所输出的电压信号进行去噪和放大，也可以采用现有技术中的放大电路实现，本领域技术人员可以根据具体情况进行设定，本实用新型不作限定。
本实用新型实施例中，模数转换器300用于将信号放大器200输出的放大后的电压信号转换成数字脉冲信号并传输至处理器400。当然该模数转换器也可以采用现有技术中的模数转换电路实现，本领域技术人员可以根据具体情况进行设定，本实用新型不作限定。
本实用新型实施例中，处理器400为本压力接触交通检测装置的核心部分，用于处理数字脉冲信号，将该数据脉冲信号添加时间戳，以保护后续数据处理有统一、精准的时钟标记。此时，数字脉冲信号中包括每辆车通过的时间、速度、轴距等信息。需要说明的是，上述处理器400对所接受的数据只进行记录，并不进行处理。可选地，ARMCORTEX-M系列内核的ASIC集成电路实现。该ASIC集成电路包括CPU、高速AD控制器、RAM控制器、USB控制器。其中CPU用来处理数据和协调外部动作；高速AD控制器用用于对控制信号进行AD转换；RAM控制器用于所采集的数据；USB控制器用于控制与服务端之间通信，控制数据传输。
本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置需要在不同地方使用，工作地点可能没有电源。此时处理器400可能会断电，此时处理器内部实时时钟所有寄存器中内容将全部丢失，导致时间增量器无法正常工作，这对于对时间要求较高的本检测装置是不允许发生的。因此，为实现在不与授予时系统同步的情况下，也能独立运行且具有较高的准确性，本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置还设置有外部时钟。如图1所示，该外部时钟700通过串行总线与处理器400连接，用于为压力传感器以及处理器提供统一精确的时间标记。外部时钟700通过串行数据总线与处理器400的串行数据总线接口连接，用于传送地址信息与数据信息，以实现压力接触交通检测装置具有较高的时钟精度，避免外界对本装置的影响。较优的，外部时钟选用RTC((Real-TimeClock，实时时钟)时钟芯片，无需校准即可保证年误差不超过2分钟，且能够自动温度补偿，保证汇总不同装置的数据具有统一、精确的时间点，大大提高了数据的实际意义，为后续的数据统计提供了绝对精准的资源。
实际应用时，检测装置有可能遇到交通高峰，若该压力传感器采集不能及时处理，则容易引起数据漏检。因此，需要对压力传感器所采集的数据进行高速处理。可选地，本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置还包括数据缓存器，该数据缓存器的输入信号端与压力传感器连接，输出信号端与处理器连接，用于缓存压力传感器采集的电压信号进行缓存以方便所述处理器读取。可选地，该数据缓存器包括两个静态随机存取存储器单元和选择器单元，用于在选择器单元的控制下实现两个静态随机存取存储器进行乒乓操作。
本实用新型实施例通过结合数据缓存器和存储器，将数据先写入缓存，达到设定数据量后再写入到存储器中，因此可以完成数据高速采集，可以适应交通高峰时的车辆检测，从而提高本移动式压力接触交通检测装置数据处理能力。
本实用新型实施例中，存储器可以为NAND、Flash(Flashmemory，闪速存储器)、TF(TinysmartCard，微智能卡)卡或者NVRAM(NonvolatileRandomAccessMemory，非易失随机存取存储器)中的一种。实际应用时，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择，本实用新型不作限定。
可理解的是，本实用新型实施例中提供的移动式压力接触交通检测装置还设置有USB接口，可以通过USB接口直接获取的数据。通过USB操可以用PAD设备、笔记本电脑或者其他服务端连接，实现智能化数据采集和上报，当然也可以在现场实时分析数据。
本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置需要方便移动，因此需要减轻检测装置的重量。对于占据检测装置大部分重量的电源部分，
本实用新型实施例的移动式压力接触交通检测装置，还可以设置有GPS授时模块、WCDMA模块或者HMI模块，用来实现GPS授时、无线数据传输或者人机交互功能。本领域技术人员可以根据具体情况进行设定，本实用新型不作限定。
另外，为进一步减轻装置的重量，本实用新型实施例中将装置的外壳选用PVC工程塑料和不锈钢保护外壳。其中PVC工程塑料能承受较大外力，具有良好的机械性能、并且耐高温、耐低温，尺寸稳定性较好，易做成全密封，用于保护各部件。
为进一步体现本实用新型实施例提供的移动式压力接触交通检测装置的优越性，本实用新型实施例还提供了一种移动式压力接触交通检测系统，包括：压力接触交通检测装置和服务端；其中，
压力接触交通检测装置通过网络通信与服务端连接；
压力接触交通检测装置记录车辆经过时所产生的数字脉冲信号并通过网络通信传输至所述服务端；服务端对所述数字脉冲信号所包含的车辆特征数据和时间标记进行分析，并形成基础交通量报表。
服务端包括控制模块，用于控制压力接触交通检测装置启动与停止。
压力接触交通检测装置通过串行通信总线或者3G蜂窝网络与服务端连接。
可选地，服务端包括控制模块，用于控制压力接触交通检测装置启动与停止。
可选地，压力接触交通检测装置通过串行通信总线或者3G蜂窝网络与服务端连接
实际应用中，串行通信总线选用7针RS232圆形通讯串口完成服务端通信。
由于本实用新型实施例中提供的移动式压力接触交通检测系统，采用上述移动式压力接触交通检测装置的制成。可以看出，该检测系统可与前文中至少一种检测装置相互对应，因此其具体实施方式可以参照前文，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型实施例提供了一种移动式压力接触交通检测装置及系统，通过将压力传感器贴装在公路的表面，可重复拆卸且可移动设置。另外，本实用新型将数据采集和数据分析相互分离，只记录原始数据，后期对原始数据进行一次性数据处理，可以提高数据处理的精度。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，包括：压力传感器、信号放大器、模数转换器、处理器、存储器和输入输出接口，其中，
所述压力传感器的输出信号端与所述信号放大器的输入信号端连接；所述信号放大器的输出信号端与所述模数转换器的输入信号端连接；所述处理器的输入信号端与所述模数转换器的输出信号端连接，输出信号端与所述输入输出接口连接；所述处理器输出信号端还与所述存储器的信号输入端连接；
所述压力传感器将车辆经过该压力传感器时产生的压力信号转换成电压信号并传输至所述信号放大器；所述信号放大器对该电压信号进行放大后传输至所述模数转换器；所述模数转换器将电压信号进行模数转换形成数字脉冲信号并传输至处理器；所述处理器记录所述数字脉冲信号并存储在所述存储器中，或者通过所述输入输出接口传输至外部设备。
2.根据权利要求1所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，所述压力传感器的两端分别固定在道路两侧的路肩上，中间部分保持绷紧状态放置在路面上。
3.根据权利要求1所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，所述压力传感器为气体压力传感器或者压电传感器。
4.根据权利要求1所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，还包括外部时钟，所述外部时钟通过串行总线与所述处理器连接，用于为压力传感器以及处理器提供统一精确的时间标记。
5.根据权利要求4所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，所述外部时钟为RTC时钟芯片。
6.根据权利要求1所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，还包括数据缓存器，所述数据缓存器的输入信号端与所述压力传感器连接，输出信号端与所述处理器连接，用于缓存所述压力传感器采集的电压信号进行缓存以方便所述处理器读取。
7.根据权利要求6所述移动式压力接触交通检测装置，其特征在于，所述数据缓存器包括两个静态随机存取存储器单元和选择器单元，用于在所述选择器单元的控制下实现所述两个静态随机存取存储器进行乒乓操作。
8.一种移动式压力接触交通检测系统，其特征在于，包括：如权利要求1～7中任意一项所述的压力接触交通检测装置和服务端；其中，
所述压力接触交通检测装置通过网络通信与所述服务端连接；
所述压力接触交通检测装置记录车辆经过时所产生的数字脉冲信号并通过网络通信传输至所述服务端；所述服务端对所述数字脉冲信号所包含的车辆特征数据和时间标记进行分析，并形成基础交通量报表。
9.如权利要求8所述的移动式压力接触交通检测系统，其特征在于，所述服务端包括控制模块，用于控制所述压力接触交通检测装置启动与停止。
10.如权利要求8所述的移动式压力接触交通检测系统，其特征在于，所述压力接触交通检测装置通过串行通信总线或者3G蜂窝网络与所述服务端连接。
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| CN109410589A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-03-01 | 广州大学 | 一种基于压电复合板的车辆违章检测系统 |
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| CN113085119A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-09 | 珠海格力智能装备有限公司 | 锁模力的采集装置和锁模力的监控系统 |
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