專利名稱：道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別涉及一種智能型道路養(yǎng)護(hù)除雪車鏟檢測(cè)專用傳感器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)的一線城市道路養(yǎng)護(hù)已經(jīng)基本完成機(jī)械化正在向智能化推進(jìn)。但針對(duì)于道路養(yǎng)護(hù)的智能化關(guān)鍵部件傳感器卻很少。除雪車使用的傳感器是要在低溫、高濕、高外力破壞等復(fù)雜環(huán)境下工作，這就要求傳感器自身具有良好的防水性能、抗震性能。除雪車在工作全程環(huán)境復(fù)雜惡劣，對(duì)傳感器的抗外力破壞能力要求較高。而現(xiàn)有的一般傳感器采用數(shù)字集成電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，功耗大，易發(fā)熱損壞，而且智能化程度低，功能單一，通用性差，使用不方便。尤其針對(duì)下雪天的惡劣環(huán)境故障率高。設(shè)計(jì)人對(duì)此設(shè)計(jì)了道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用傳感器，滿足養(yǎng)護(hù)道路養(yǎng)護(hù)工作的智能化信息化進(jìn)展。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器，以單片機(jī)為核心，功耗低，不易發(fā)熱損壞，具有了較高的智能性、通用性、可互換性，使用方便。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是，一種道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器，其包括，單片機(jī)，采集輸入狀態(tài)信號(hào)并提供輸出信號(hào)；電源電路，連接單片機(jī)為其提供工作電源；指示電路，連接單片機(jī)，指示單片機(jī)的工作狀態(tài)；采樣電路，包括霍爾元器件，連接所述單片機(jī)的輸入端；輸出電路，連接單片機(jī)的輸出端，將單片機(jī)的輸出信號(hào)輸出給控制外電路；復(fù)位電路，連接所述單片機(jī)的復(fù)位端，對(duì)單片機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于，傳感器以單片機(jī)為核心，配合霍爾原件采集信號(hào)，輸出控制信號(hào)給外電路，實(shí)現(xiàn)智能控制。集成度較高，適合于安裝在狹小的工作場(chǎng)合。全部采用微功耗器件，改善了傳感器的發(fā)熱現(xiàn)象，使得傳感器整體功耗大大下降，可靠性大大提高。解決了惡劣工作環(huán)境下的除雪鏟檢測(cè)問題，實(shí)時(shí)掌握鏟工作狀態(tài)，除雪過程全程無縫檢測(cè)。內(nèi)部電路精簡(jiǎn)優(yōu)化冗余備份使得因電路出故障幾率大大降低。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型最優(yōu)選的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了理解本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型， 請(qǐng)參見圖1、圖2。道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器，其包括，單片機(jī)，采集輸入狀態(tài)信號(hào)并提供輸出信號(hào)；電源電路2，連接單片機(jī)為其提供工作電源；指示電路5，連接單片機(jī)，指示單片機(jī)的工作狀態(tài)；采樣電路4，包括霍爾元器件，連接所述單片機(jī)的輸入端；輸出電路4，連接單片機(jī)的輸出端，將單片機(jī)的輸出信號(hào)輸出給控制外電路；復(fù)位電路1，連接所述單片機(jī)的復(fù)位端，對(duì)單片機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。請(qǐng)參照?qǐng)D2。電源電路由第一電阻R1、第一晶體二極管D1、穩(wěn)壓二極管DW1、第一電容Cl組成， 第一電阻Rl的一端經(jīng)過第一晶體二極管Dl與電源VDD連接，第一電阻Rl的另一端經(jīng)過穩(wěn)壓二極管DWl與地電位連接，第一電容Cl與穩(wěn)壓二極管DWl并聯(lián)，單片機(jī)U3的外接電源端口 VCC與第一電阻R1、穩(wěn)壓二極管DWl之間的接點(diǎn)連接，單片機(jī)U3的型號(hào)是Atmegal68。第一晶體二極管Dl的作用是防止電源接反的，第一電阻Rl是限流電阻，與穩(wěn)壓二極管DWl組成穩(wěn)壓電路。第一電容Cl是濾波電容。由于傳感器本身功耗較低，所以使用簡(jiǎn)單的電源電路，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。指示電路由第三電阻R3、第四電阻R4、第一晶體三極管VT1、發(fā)光二極管LEDl組成，發(fā)光二極管LEDl的一端經(jīng)第三電阻R3與電源VDD連接，另一端與第一晶體三極管VTl 的集電極連接，第一晶體三極管VTl的發(fā)射極接地電位，第一晶體三極管VTl的基極經(jīng)過第四電阻R4與單片機(jī)U3的第一路通用輸入輸出端口 PD5連接，指示電路可以顯示傳感器的各種工作狀態(tài)，發(fā)光二極管LEDl具有兩種不同的閃爍頻率，代表被測(cè)量設(shè)備的不同轉(zhuǎn)動(dòng)方向。輸出電路由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二晶體三極管VT2、第二晶體二極管D2組成，第二晶體三極管VT2的集電極經(jīng)過第五電阻R5與電源VDD連接，第二晶體三極管VT2的基極經(jīng)過第六電阻R6與單片機(jī)U3的第二路通用輸入輸出端口 PBO連接， 第二晶體三極管VT2的發(fā)射極接地電位，第二晶體三極管VT2的集電極經(jīng)過第二晶體二極管D2、第七電阻R7接地電位，第二晶體二極管D2、第七電阻R7之間的接點(diǎn)為第一輸出電路的信號(hào)輸出端OUTl。輸出電路OUTl可以輸出頻率信號(hào)，單片機(jī)U3本身具有頻率控制器，并且控制器輸出頻率的占空比通過軟件可以調(diào)節(jié)，這樣在傳感器上位設(shè)備輸入端連接一電容器就可以將單片機(jī)U3輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。通過軟件可以對(duì)單片機(jī)U3的第二路通用輸入輸出端口 PBO的輸出電平進(jìn)行控制， 從而控制第二晶體三極管VT2導(dǎo)通和截止，這樣就可以輸出開關(guān)量，并且第二晶體三極管 VT2設(shè)有偏置電阻，作為開關(guān)輸出時(shí)，具有高低電平轉(zhuǎn)換的功能，也就是說本實(shí)用新型的傳感器可以輸出數(shù)字開關(guān)量信號(hào)。采樣電路分別由霍爾元器件Ul組成，霍爾元器件Ul的接電源引腳連接在第一晶體二極管D1、第一電阻Rl之間的接點(diǎn)上，一號(hào)霍爾元器件Ul的接地引腳與地電位連接，一號(hào)霍爾元器件Ul的輸出端引腳OUT與單片機(jī)U3的第一路模數(shù)轉(zhuǎn)換端口 ADCl連接；霍爾元器件的型號(hào)是WSH201，WSH201是線性霍爾元器件，輸出的是模擬電壓信號(hào)。復(fù)位電路由第二電阻R2、第二電容C2組成，第二電阻R2的一端連接在第一電阻 R1、穩(wěn)壓二極管DWl之間的接點(diǎn)上，第二電阻R2的另一端經(jīng)過第二電容C2接地電位。單片機(jī)U3的復(fù)位端口 RESET與第二電阻R2、第二電容C2之間的接點(diǎn)相連。Atmegal68是美國愛特梅爾公司生產(chǎn)的AVR系列單片機(jī)的一款。其引腳1為復(fù)位端口 RESET，第二電阻R2與第二電容C2組成復(fù)位電路，為單片機(jī)U3提供一負(fù)脈沖復(fù)位信號(hào)。由于單片機(jī)本身帶有AD轉(zhuǎn)換，所以霍爾元器件Ul輸出的模擬電壓可以直接連接于單片機(jī)的AD輸入端口。電感Li、電容C3組成LC網(wǎng)絡(luò)，與單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道的參考信號(hào)輸入端連接， 其作用是為了降低單片機(jī)內(nèi)部及外部電路產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)。提高整體電路的抗干擾能力，提高AD轉(zhuǎn)換的精度。作為接近開關(guān)及位置開關(guān)時(shí)，單片機(jī)U3內(nèi)部的程序會(huì)檢測(cè)霍爾元器件Ul輸出的電壓值，霍爾元器件Ul是線性元件，其輸出的電壓值可以反應(yīng)出被檢測(cè)物體與傳感器之間的距離，經(jīng)過單片機(jī)U3內(nèi)部運(yùn)算，就可以實(shí)時(shí)反映被檢測(cè)設(shè)備與傳感器之間的距離。本實(shí)用新型應(yīng)用范圍廣，用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況，隨時(shí)更新傳感器的軟件，就可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，應(yīng)用于設(shè)備的監(jiān)測(cè)。本傳感器采用目前國際上交流性的MCU作為主控制單元，實(shí)現(xiàn)了傳感器的智能化。實(shí)現(xiàn)了自檢測(cè)于冗余備份。使得本傳感器的工作可靠性大大提高?？蓹z測(cè)自身以及被檢測(cè)裝置的工作狀態(tài)以及自身是否有損壞，在發(fā)現(xiàn)部分損壞后可通知用戶并啟動(dòng)冗余備份。本傳感器采用非接觸檢測(cè)技術(shù)，傳感器與被檢測(cè)裝置不存在物理意義上的接觸。 非接觸檢測(cè)主要依靠磁檢測(cè)來完成，元器件則是采用線性霍爾檢測(cè)元器件與磁鐵配合。傳感器全部功能由電路及MCU內(nèi)部程序完成。
權(quán)利要求1. 一種道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器，其特征在于其包括，單片機(jī)，采集輸入狀態(tài)信號(hào)并提供輸出信號(hào)；電源電路，連接單片機(jī)為其提供工作電源；指示電路，連接單片機(jī)，指示單片機(jī)的工作狀態(tài)；采樣電路，包括霍爾元器件，連接所述單片機(jī)的輸入端；輸出電路，連接單片機(jī)的輸出端，將單片機(jī)的輸出信號(hào)輸出給控制外電路；復(fù)位電路，連接所述單片機(jī)的復(fù)位端，對(duì)單片機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。
專利摘要一種道路養(yǎng)護(hù)除雪車專用鏟檢測(cè)傳感器,包括單片機(jī)、電源電路、指示電路、輸出電路、采樣電路、復(fù)位電路，采樣電路包括霍爾元器件，單片機(jī)通過霍爾元件采樣電路采集輸入狀態(tài)信號(hào)并提供輸出信號(hào)供輸出電路輸出；電源電路單片機(jī)提供工作電源；指示電路指示單片機(jī)的工作狀態(tài)；復(fù)位電路,對(duì)單片機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。以單片機(jī)為核心，配合霍爾原件采集信號(hào)，輸出控制信號(hào)給外電路，實(shí)現(xiàn)智能控制。集成度較高，適合于安裝在狹小的工作場(chǎng)合。全部采用微功耗器件，可靠性大大提高。解決了除雪車鏟檢測(cè)問題，實(shí)時(shí)掌握鏟的工作狀態(tài)，除雪過程全程無縫檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B7/14GK201945320SQ201120017430
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者劉波, 李明, 王薇, 蔣彬 申請(qǐng)人:北京軒慧國信科技有限公司, 北京首發(fā)公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司