CN208537955U - 一种公路铺路施工用智能压实监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种公路铺路施工用智能压实监控系统，包括数据前处理模块和数据后处理模块，数据后处理模块包括主处理器模块和协处理器模块，主处理器模块和协处理器模块电连接，还包括LCD显示器、数据传输单元、固态硬盘和稳压电源；数据前处理模块包括与协处理器模块输入端电连接的A/D模块，A/D模块的输入端电连接信号采集模块，信号采集模块的输入端电连接信号处理模块，信号处理模块包括直流电桥放大器和有源二阶低通滤波器；还包括与信号处理模块电连接的GPS接收器、电子罗盘、速度传感器、加速度传感器、风速传感器、温度传感器。本实用新型采用智能压实监控装置代替人工检测，避免了因人为因素造成的质量失控，提高了压实质量。

Description

一种公路铺路施工用智能压实监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种公路铺路施工用智能压实监控系统。

背景技术

公路是交通运输的重要基础设施。沥青路面凭借其行车舒适、噪音低、维修方便、可回收利用等优点，在我国公路中占了极大比重，特别是高速公路几乎全部采用沥青混凝土路面。在不断加快高速公路建设步伐、一味追求工程计划进度的同时，忽视了工程建设的内在质量控制。公路施工过程压实过程时公路施工的最后一道工序。

目前，常规高等级公路压实施工主要依靠监理和施工人员人工控制压实过程，由于受人为因素干扰，管理较粗放，往往易于造成漏压、欠压和超压等问题，难以确保施工质量。因此急需一种自动化智能监控装置来代替人工控制，提高施工质量。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种设计合理、实时监控的公路铺路施工用智能压实监控系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种公路铺路施工用智能压实监控系统，包括数据前处理模块和数据后处理模块，数据后处理模块包括主处理器模块和协处理器模块，主处理器模块和协处理器模块电连接，还包括LCD显示器、数据传输单元、固态硬盘和稳压电源，LCD显示器的输入端与主处理器模块输出端电连接，数据传输单元与主处理器模块电连接，固态硬盘与主处理器模块电连接，稳压电源和主处理器模块电连接；数据前处理模块包括与协处理器模块输入端电连接的A/D模块， A/D模块的输入端电连接信号采集模块，信号采集模块的输入端电连接信号处理模块，信号处理模块包括直流电桥放大器和有源二阶低通滤波器；还包括安装在压实机车顶上用来实时检测压实机定位的GPS接收器、安装在压实机驾驶室中用来实时检测压实机转向的电子罗盘、安装在压实机后轮用来实时检测碾压机速度的速度传感器、安装在振动轮振动轴上用来实时检测压实机振动轮加速度的加速度传感器、安装在压实机车顶上的用来实时检测环境风速的风速传感器、安装在压实机上用来测量压实路面温度的温度传感器，GPS 接收器、电子罗盘、加速度传感器、速度传感器、温度传感器和风速传感器与信号处理模块电连接。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种公路铺路施工用智能压实监控系统。通过对GPS接收器、电子罗盘、加速度传感器、速度传感器、温度传感器和风速传感器的各传感器数据采集并将采集的数据信息经过信号处理模块进行放大、滤波等处理将信号传入信号采集模块中，通过信号采集模块实时采集数据，同步将数据经过A/D模块将模拟信号转换成数字信号传入协处理器模块中，经过协处理器模块中的数字信号处理，将真实有效的数字信号传入主处理器模块中进行数据分析处理，通过LCD显示器实时显示压实度、压实速度、压实轨迹、压实温度等质量监控指标，实现智能自动化检测，实现路基路面压实质量全过程、精细、在线实时监控，提高压实质量。

优选地：主处理器模块采用ARM处理器模块，型号为MDK1808-EK电路板。

优选地：协处理器模块为可编程逻辑器件，采用型号为EPM7064SLC84-10。

优选地：稳压电源与主处理器模块之间安装有抗过流保险丝。

优选地：信号采集模块为数据采集卡，型号为PXI-2020。

优选地：还包括与协处理器模块电连接的人机接口。

优选地：加速度传感器采用电容式加速度传感器，采用型号为KD1010L。

优选地：速度传感器采用霍尔式速度传感器，采用型号为ATS647LSHTN-T。

优选地：温度传感器采用红外温度传感器，采用型号为SA20AC。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、主处理器模块；2、协处理器模块；3、LCD显示器；4、数据传输单元；5、固态硬盘；6、稳压电源；7、A/D模块；8、信号采集模块；9、信号处理模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的公路铺路施工用智能压实监控系统包括数据前处理模块和数据后处理模块，数据后处理模块包括主处理器模块1和协处理器模块2，主处理器模块 1和协处理器模块2电连接。主处理器模块1采用ARM处理器模块，型号为MDK1808-EK 电路板。协处理器模块2为可编程逻辑器件，采用型号为EPM7064SLC84-10。MDK1808-EK 电路板以MDK1808处理器为核心同时电路板具有多扩展性，保证主处理器模块1的高效、快速运算。协处理器模块2采用EPM7064SLC84-10使得信号传输过程中，经过协处理器模块2的数字信号处理、储存，将真实有效的信号传入主处理器模块1中，提高运算真实性。为了使得数据传输快速便捷，本实施例中主处理器模块1与协处理器模块2通过外部地址总线、数据总线和控制总线的方式并行连接。为了使得可以对实时采集的信号进行反馈，本实施例中，设置了与协处理器模块2电连接的人机接口。通过人机接口连接的输入设备来对施工过程进行适时调整。

请参见图1，还包括LCD显示器3、数据传输单元4、固态硬盘5和稳压电源6，LCD 显示器3的输入端与主处理器模块1输出端电连接，数据传输单元4与主处理器模块1电连接，固态硬盘5与主处理器模块1电连接，稳压电源6和主处理器模块1电连接。LCD 显示器3用来显示经过主处理器模块1处理过得数据，以设定的图形、图标或者数字显示出来，显示内容包括压实度曲线、压实轨迹、压实速度、压实温度。数据传输单元4为 DTU数据传输，通过DTU中GPRS模块将实时数据传输至远程服务器，供其他管理人员查看。固态硬盘5通过USB接口与主处理器模块1连接，固态硬盘5具有快速储存、快速读写功能，方便数据存放于读取。因主处理器模块1需要特定的电压电源对其进行供电，因此采用稳压电源6来为主处理器模块1提供电能。为了保护主处理器模块1电流意外过载，本实施例中，稳压电源6与主处理器模块1之间安装有抗过流保险丝。

数据前处理模块包括与协处理器模块2输入端电连接的A/D模块7，A/D模块7的输入端电连接信号采集模块8，信号采集模块8的输入端电连接信号处理模块9，信号处理模块9包括直流电桥放大器和有源二阶低通滤波器。因从传感器采集的数据信号通常都比较弱且伴随着车体振动的干扰信号，因此需要通过信号处理模块9对收集的信号进行处理，经过直流电桥放大器和有源二阶低筒滤波器共同作用，将收集的真实信号提出，传入信号采集模块8中，因为要对多组数据同时采集，本实施例中，信号采集模块8为数据采集卡，型号为PXI-2020。

还包括安装在压实机车顶上用来实时检测压实机定位的GPS接收器，GPS接收器接收来自GPS定位卫星的信号以及GPS基站的数据信号，运用RTK差分技术来实现对压实机的实时定位，精度可达到厘米级别；安装在压实机驾驶室中用来实时检测压实机转向的电子罗盘，通过电子罗盘的记录配合GPS接收器中的定位计算出压实机的实时压实轨迹，给施工人员进行参考；安装在压实机后轮用来实时检测碾压机速度的速度传感器，速度传感器采用霍尔式速度传感器，采用型号为ATS647LSHTN-T，将速度传感器安装在压实机后轮的左右两侧同时对压实机进行速度测量；安装在振动轮振动轴上用来实时检测压实机振动轮加速度的加速度传感器，加速度传感器采用电容式加速度传感器，采用型号为 KD1010L，因电容式加速度传感器内置微型IC放大器，且能适应施工环境，本实施例优选电容式加速度传感器，普通的加速度传感器都是安装在振动轮的支架上，因为支架与振动轮之间安装有减震器，所以会产生干扰加速度传感器测量的干扰信号，因此本实施例中将加速度传感器安装在振动轮振动轴上，避免干扰，实现精确测量；安装在压实机车顶上的用来实时检测环境风速的风速传感器，风力的大小也可以对施工质量造成一定的影响，因此对风速的监控也是必要的，设置在车顶上可以避免因机械设备的阻挡导致测量数据的不准确性；安装在压实机上用来测量压实路面温度的温度传感器，温度传感器采用红外温度传感器，采用型号为SA20AC，因压实温度也是压实质量控制的一个重要指标，通常温度过高或者过低都会导致质量的下降，甚至产生废品，为了使得温度测量的准确性，本实施例中将温度传感器安装在压实机上，具体位置为在振动轮前部车架上以60°照射在正前方，实时检测待压路面的温度，还设置在前后两车轮之间的支架上且温度传感器垂直设置，照向地面测量压实过程中压实温度的实时数据。GPS接收器、电子罗盘、加速度传感器、速度传感器、温度传感器和风速传感器与信号处理模块9电连接。

本实用新型工作过程：通过对GPS接收器、电子罗盘、加速度传感器、速度传感器、温度传感器和风速传感器的各传感器数据采集并将采集的数据信息经过信号处理模块9进行放大、滤波等处理将信号传入信号采集模块8中，通过信号采集模块8实时采集数据，同步将数据经过A/D模块7将模拟信号转换成数字信号传入协处理器模块2中，经过协处理器模块2中的数字信号处理，将真实有效的数字信号传入主处理器模块1中进行数据分析处理，通过LCD显示器3实时显示压实度、压实速度、压实轨迹、压实温度等质量监控指标，实现智能自动化检测，避免人工检测带来的人为因素误差，提高施工质量。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：包括数据前处理模块和数据后处理模块，所述数据后处理模块包括主处理器模块(1)和协处理器模块(2)，所述主处理器模块(1)和协处理器模块(2)电连接，还包括LCD显示器(3)、数据传输单元(4)、固态硬盘(5)和稳压电源(6)，所述LCD显示器(3)的输入端与主处理器模块(1)输出端电连接，所述数据传输单元(4)与主处理器模块(1)电连接，所述固态硬盘(5)与主处理器模块(1)电连接，所述稳压电源(6)和主处理器模块(1)电连接；所述数据前处理模块包括与协处理器模块(2)输入端电连接的A/D模块(7)，所述A/D模块(7)的输入端电连接信号采集模块(8)，所述信号采集模块(8)的输入端电连接信号处理模块(9)，所述信号处理模块(9)包括直流电桥放大器和有源二阶低通滤波器；还包括安装在压实机车顶上用来实时检测压实机定位的GPS接收器、安装在压实机驾驶室中用来实时检测压实机转向的电子罗盘、安装在压实机后轮用来实时检测碾压机速度的速度传感器、安装在振动轮振动轴上用来实时检测压实机振动轮加速度的加速度传感器、安装在压实机车顶上的用来实时检测环境风速的风速传感器、安装在压实机上用来测量压实路面温度的温度传感器，所述GPS接收器、电子罗盘、加速度传感器、速度传感器、温度传感器和风速传感器与信号处理模块(9)电连接。

2.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述主处理器模块(1)采用ARM处理器模块，型号为MDK1808-EK电路板。

3.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述协处理器模块(2)为可编程逻辑器件，采用型号为EPM7064SLC84-10。

4.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述稳压电源(6)与主处理器模块(1)之间安装有抗过流保险丝。

5.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述信号采集模块(8)为数据采集卡，型号为PXI-2020。

6.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：还包括与协处理器模块(2)电连接的人机接口。

7.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述加速度传感器采用电容式加速度传感器，采用型号为KD1010L。

8.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述速度传感器采用霍尔式速度传感器，采用型号为ATS647LSHTN-T。

9.如权利要求1所述的公路铺路施工用智能压实监控系统，其特征是：所述温度传感器采用红外温度传感器，采用型号为SA20AC。