CN207517169U - 限高架被撞自动预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种限高架被撞自动预警装置，包括:振动传感器，限高架被撞击时，振动传感器将检测撞击引起的振动转换成电信号输出；连接于振动传感器输出端的微处理器，微处理器接收来自于振动传感器发出的电信号，微处理器根据振动的强弱判断限高架是否受损后，微处理器将限高架是否受损的信号输出；连接于微处理器输出端的无线通信模块，无线通信模块将微处理器提供的限高架是否受损的信号进行对外发送，以供维护人员进行接收；分别与振动传感器、微处理器以及无线通信模块电连接的电池。当限高限高架被撞击以后及时给维护部门发送预警信息，以便维护部门及时对受损的限高架进行维修。

Description

限高架被撞自动预警装置

技术领域

本实用新型涉及物联网或者无线传感器等技术领域，具体涉及一种限高架被撞自动预警装置。

背景技术

随着立体道路交通的迅速发展，各种公路立交、公铁立交出现爆发式增长，因为超高车辆会引发很多安全隐患，为了保障铁路或立交道路的安全，所以在立交口出现了大量的限高架，对于道路安全起到了积极作用。目前，对限高架是否受到损坏的信息是通过工作人员巡查来获取，但是大量限高架给维护部门巡查带来了大量的工作量，尤其是一些偏远地区。而且出现事故，限高架被损坏以后，很难及时发现，失去限高架保护的铁路或立交道路又会增加安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种限高架被撞自动预警装置，当限高限高架被撞击以后及时给维护部门发送预警信息，以便维护部门及时对受损的限高限高架进行维修。

解决上述技术问题的技术方案如下：

限高架被撞自动预警装置，该自动预警装置安装在限高架上，所述自动预警装置包括:

振动传感器，限高架被撞击时，振动传感器将检测撞击引起的振动转换成电信号输出；

连接于振动传感器输出端的微处理器，微处理器接收来自于振动传感器发出的电信号，微处理器根据振动的强弱判断限高架是否受损后，微处理器将限高架是否受损的信号输出；

连接于微处理器输出端的无线通信模块，无线通信模块将微处理器提供的限高架是否受损的信号进行对外发送，以供维护人员进行接收；

分别与振动传感器、微处理器以及无线通信模块电连接的电池。

进一步地，振动传感器为滚珠开关型传感器或者是加速度传感器。

进一步地，所述无线通信模块为具有GPRS通信技术的无线通信模块，或者是具有NB-ioT通信技术的无线通信模块，或者是具有Lora通信技术的无线通信模块、或者具有ZigBee通信技术的无线通信模块。

进一步地，所述自动预警装置还包括用于固定在限高架上的壳体，所述振动传感器、微处理器、无线通信模块以及电池安装在壳体中。

本实用新型的优点为：本装置实现了将普通的限高限高架通过传感器技术和无线通信技术变成了具有自我感知和报警功能的智能限高架，与设备维护人员建立了物与人之间的联系。不仅可以提高设备维护人员的工作效率，减少巡查工作量，而且可以在限高架受损以后及时修补，提高了被保护桥梁的安全性，社会效益远远大于经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的自动预警装置的电路方框图；

图2为本实用新的型的第一种具体实施例的示意图；

图3为本实用新的型的第二种具体实施例的示意图；

图4为本实用新的型的第三种具体实施例的示意图；

图5为本实用新的型的第四种具体实施例的示意图；

图6为第一至第四实施例中的滚珠开关型传感器的示意图；

图7为滚珠开关的示意图；

图8为将本实用新型的自动预警装置安装在限高架上的示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的限高架被撞自动预警装置A，该自动预警装置A安装在限高架上，所述自动预警装置A包括:振动传感器10、微处理器11、无线通信模块12、电池13、壳体(图中未示出)，下面分别对每部分以及它们之间的结构进行详细地说明：

如图1所示，限高架B被撞击时，振动传感器10将检测撞击引起的振动转换成电信号输出；振动传感器为滚珠开关型传感器或者是加速度传感器。滚珠开关型传感器在受到振动以后，滚珠在传感器内部振动产生不规则的开闭状态，通过这种开闭状态的变化判断是否受到撞击。加速度传感器采用两轴或三轴加速度传感器，通过振动时传感器在各个轴向上的加速度值来判断是否受到撞击。

如图6和图7所示，滚珠开关型传感器包括滚珠开关以及连接于滚珠开关输出端的检测电路，所述检测电路包括分压电阻、第一比较器、第二比较器、基准电压电路、电阻以及电容，分压电阻的一端分别连接第一比较器和第二比较器的反相输入端以及滚珠开关的输出端，滚珠开关的另一端连接电池连接，电池为滚珠开关提供工作电压VCC，分压电阻的另一端接地，第一比较器和第二比较器的同相输入端连接基准电压电路的输出端，第一比较器的输出端与微处理器电连接，第二比较器的输出端与电阻的一端连接，电阻的另一端分别与微处理器以及电容的一端连接，电容的另一端接地。

当无振动时，滚珠开关为闭路稳定状态，第一比较器和第二比较器的反相输入端的电压值为VCC电压，该电压高于基准电压电路所提供的电压基准，这时第一比较器和第二比较器均输出低电平。当有振动时，滚珠开关内部电阻增大或减小，输入到第一比较器和第二比较器的反相输入端的电压值减小或增大，该电压在准电压电路所提供的电压基准上下波动，第一比较器输出不规则的方波信号，同时通过中断唤醒微处理器11，检测方波的频率及每个脉冲的时间。第二比较器通过电阻、电容形成的充放电电路将振动信号转换成模拟电压，微处理器通过模数转换检测电压值的变化。微处理器通过两路信号综合分析，从而将干扰滤除并计算出振动的强度，进而判断是否为真实撞击。

如图1所示，微处理器11电连接于振动传感器10的输出端，微处理器11接收来自于振动传感器10发出的电信号，微处理器11根据振动的强弱判断限高架B是否受损后，微处理器11将限高架B是否受损的信号输出。微处理器11自带有模数转换器，微处理器11先将来自于振动传感器10的模拟电信号转换为数字信号，根据振幅的大小将振动进行分级，例如，根据不同的振幅可以分成第1级，第2级，第3级等等，在微处理器11内的存储单元中，预先设置有振幅表，在该振幅表中，第1级表示轻微的撞击，但限高架B没损坏，第2级表示介于轻微与中度之间的撞击，但限高架B没损坏，第3级表示中等以及中等以上的撞击，并且限高架B已受损，微处理器11将振幅与振幅表进行匹配，得出限高架B是否受损，从而微处理器11将限高架B是否受损的信号进行输出。微处理器11优选采用DSP。

如图1所示，无线通信模块12连接于微处理器11的输出端，无线通信模块将微处理器提供的限高架B是否受损的信号进行对外发送，以供维护人员进行接收；所述无线通信模块12为具有GPRS通信技术的无线通信模块，或者是具有NB-ioT通信技术的无线通信模块，或者是具有Lora通信技术的无线通信模块、或者具有ZigBee通信技术的无线通信模块。

当无线通信模块12为具有GPRS通信技术的无线通信模块时，如图2所示，无线通信模块12内置2G的通信卡，装置利用附近的通信基站通过GPRS无线通信网将数据信号传送到通信网络运营平台(Internet)，再利用该通信网络运营平台将信号发送到供维护人员进行监控的监控设备上，监控设备可以是安装有监控的计算机，或者是安装有监控软件的智能手机。

当无线通信模块12为具有NB-ioT(基于蜂窝的窄带物联网模块)通信技术的无线通信模块时，如图3所示，无线通信模块12内置通信运营商的物联网卡，无线通信距离可达5到10km，利用附近的通信基站通过运营商的4G或5G无线通信网将数据信号传送到数据通信网络运营平台(Internet)，再利用该通信网络运营平台将信号发送到供维护人员进行监控的监控设备上，监控设备可以是安装有监控的计算机，或者是安装有监控软件的智能手机。

当无线通信模块12为具有Lora通信技术(低功耗广域网)的无线通信模块时，如图4所示，该方案无线通信模块采用LORA无线通信技术，无需流量卡，但是需要自建LORA通信基站，基站可以覆盖5到10km范围，覆盖范围内的自动预警装置A都可以通过该基站将数据信号传送到Internet，再利用该通信网络运营平台

将信号送到供维护人员进行监控的监控设备上，监控设备可以是安装有监控的计算机，或者是安装有监控软件的智能手机。

如图5所示，当无线通信模块12为具有ZigBee通信技术的无线通信模块时，即该无线通信模块为ZigBee模块，无需流量卡，但是ZigBee模块的无线传送距离较近，一般不会超过100m，因此需要在装置附近安装ZigBee模块转以太网网关，每个网关可以接入100m以内的所有ZigBee模块终端(限高架被撞自动预警装置)，ZigBee模块转以太网网关将ZigBee模块的无线信号转换到Internet上，再利用该通信网络运营平台

将信号送到供维护人员进行监控的监控设备上，监控设备可以是安装有监控的计算机，或者是安装有监控软件的智能手机。

电池13分别与振动传感器10、微处理器11以及无线通信模块12电连接。所述振动传感器10、微处理器11、无线通信模块12以及电池13安装在壳体(壳体在图中未示出)中，所述壳体用于固定在限高架上。振动传感器10、微处理器11以及无线通信模块12优先安装在一块PCB板上，PCB板固定在壳体中。

Claims (5)

1.限高架被撞自动预警装置，该自动预警装置安装在限高架上，其特征在于，所述自动预警装置包括:

振动传感器，限高架被撞击时，振动传感器将检测撞击引起的振动转换成电信号输出；

连接于振动传感器输出端的微处理器，微处理器接收来自于振动传感器发出的电信号，微处理器根据振动的强弱判断限高架是否受损后，微处理器将限高架是否受损的信号输出；

连接于微处理器输出端的无线通信模块，无线通信模块将微处理器提供的限高架是否受损的信号进行对外发送，以供维护人员进行接收；

分别与振动传感器、微处理器以及无线通信模块电连接的电池。

2.根据权利要求1所述的限高架被撞自动预警装置，其特征在于，振动传感器为滚珠开关型传感器或者是加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的限高架被撞自动预警装置，其特征在于，滚珠开关型传感器包括滚珠开关以及连接于滚珠开关输出端的检测电路，所述检测电路包括分压电阻、第一比较器、第二比较器、基准电压电路、电阻以及电容，分压电阻的一端分别连接第一比较器和第二比较器的反相输入端以及滚珠开关的输出端，分压电阻的另一端接地，第一比较器和第二比较器的同相输入端连接基准电压电路的输出端，第一比较器的输出端与微处理器电连接，第二比较器的输出端与电阻的一端连接，电阻的另一端分别与微处理器以及电容的一端连接，电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的限高架被撞自动预警装置，其特征在于，所述无线通信模块为具有GPRS通信技术的无线通信模块，或者是具有NB-ioT通信技术的无线通信模块，或者是具有Lora通信技术的无线通信模块、或者具有ZigBee通信技术的无线通信模块。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的限高架被撞自动预警装置，其特征在于，所述自动预警装置还包括用于固定在限高架上的壳体，所述振动传感器、微处理器、无线通信模块以及电池安装在壳体中。