專(zhuān)利名稱(chēng)：利用gmr傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及道路車(chē)輛信息檢測(cè)領(lǐng)域，采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)，特別是一種采用兩個(gè)傳感器端機(jī)和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)共同完成的 對(duì)車(chē)速、車(chē)長(zhǎng)、行駛方向、車(chē)流量、車(chē)道占有率信息獲取的裝置，具 體地說(shuō)是一種利用GMR傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝 置。技術(shù)背景隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化的進(jìn)程加快，各種車(chē)輛的保有 量迅猛增長(zhǎng)，導(dǎo)致道路交通供需矛盾緊張，由此引發(fā)交通堵塞、交通 事故上升、運(yùn)輸效率下降、交通環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題均 成為制約城市發(fā)展的"瓶頸"。城市交通流的檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)，為城市智能交通系統(tǒng)提供多維特征的 交通流量數(shù)據(jù)，是城市智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的道路交通流檢測(cè) 與統(tǒng)計(jì)主要采用路面下埋設(shè)電感線圈以檢測(cè)車(chē)輛存在來(lái)完成。這種裝 置的缺點(diǎn)包括線圈體積龐大、線圈鋪設(shè)對(duì)路面破壞嚴(yán)重、線圈壽命短、 系統(tǒng)維護(hù)成本高等。現(xiàn)有的道路交通流檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)裝置還有視頻監(jiān)控 識(shí)別車(chē)輛的裝置，但也存在裝置成本高、受環(huán)境影響大、穩(wěn)定性差等 問(wèn)題?，F(xiàn)有的微波檢測(cè)識(shí)別車(chē)輛的裝置，同樣也存在近間距車(chē)輛識(shí)別 困難、系統(tǒng)鋪設(shè)成本高等問(wèn)題?，F(xiàn)有的使用磁阻傳感器檢出車(chē)輛的裝 置，具有對(duì)路面破壞小、成本低廉、維護(hù)方便、受環(huán)境影響小、抗干 擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，不少部門(mén)均處于緊張的研發(fā)當(dāng)中，也取得了一定的成績(jī)，但無(wú)一不是采用一個(gè)端機(jī)測(cè)量的方案，這種裝置因受端機(jī)體積 的限制而使兩個(gè)傳感器的距離很近，導(dǎo)致測(cè)量速度精度不高劣勢(shì)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)和 一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)配合使用檢測(cè)道路車(chē)輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝 置。本實(shí)用新型要解決的是傳統(tǒng)道路交通流檢測(cè)裝置存在的線圈體積 龐大、線圈鋪設(shè)對(duì)路面破壞嚴(yán)重、線圈壽命短、維護(hù)成本高、受環(huán)境 影響大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、測(cè)量速度精度不高等的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了 GMR磁敏技術(shù)檢測(cè)道路車(chē) 輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，該裝置由兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī) 和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)組成，兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)與無(wú)線接收端 機(jī)相連，GMR傳感器探測(cè)端機(jī)包括GMR傳感器、信號(hào)處理單元、 單片機(jī)以及射頻模塊，無(wú)線接收端機(jī)包括單片機(jī)、射頻模塊以及存儲(chǔ) 單元。本實(shí)用新型采用兩個(gè)GMR傳感器端機(jī)和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)配合 測(cè)速的方案，結(jié)合一系列低功耗計(jì)數(shù)和抗干擾處理，具有測(cè)速精度高、 適用路段廣、對(duì)路面破壞小、成本低廉、維護(hù)方便和抗干擾能力強(qiáng)等 的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖。圖3為本實(shí)用新型在道路上的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型所述的利用GMR磁敏技術(shù)檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú)線傳感 器網(wǎng)絡(luò)裝置，它由GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)、 GMR傳感器探測(cè)端 機(jī)2 (2)和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)(3)組成。GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)、 GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)與無(wú)線接收端機(jī)(3)相連。GMR 傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)和GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)在物理結(jié)構(gòu) 和軟件算法上均完全相同。GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)包括GMR 傳感器、信號(hào)處理單元、單片機(jī)以及射頻模塊。GMR傳感器探測(cè)端 機(jī)2 (2)同樣包括GMR傳感器、信號(hào)處理單元、單片機(jī)以及射頻模 塊。無(wú)線接收端機(jī)(3)包括單片機(jī)、射頻模塊以及存儲(chǔ)單元。GMR傳感器實(shí)時(shí)采集地磁信號(hào)，并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)給信號(hào)處 理單元。信號(hào)處理單元主要包括放大電路、隔直濾波電路和電壓比較電 路，放大電路與隔直濾波電路以及單片機(jī)相連接。放大電路對(duì)GMR傳感器采集到的地磁信號(hào)進(jìn)行充分的放大，并 送入單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，作為后續(xù)算法的處理對(duì)象。隔直濾波電路對(duì)放大電路處理后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并剔除其 中的直流成分，拾取關(guān)鍵信號(hào)。電壓比較電路將隔直濾波電路的輸出與給定的電壓進(jìn)行比較，得 到車(chē)輛存在的數(shù)字脈沖信號(hào)。傳感器探測(cè)端機(jī)l (1)的單片機(jī)對(duì)電壓比較器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn) 行計(jì)數(shù)和濾波處理，并將車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)間信息提供給傳感器探測(cè)端 機(jī)l (1)的射頻模塊。傳感器探測(cè)端機(jī)l (1)的射頻模塊與無(wú)線接收端機(jī)(3)通過(guò)無(wú)線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的單片機(jī)對(duì)電壓比較器產(chǎn)生的脈沖信號(hào) 進(jìn)行計(jì)數(shù)和濾波處理，并將車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)間信息提供給傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的射頻模塊。傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的射頻模塊與無(wú)線接 收端機(jī)(3)通過(guò)無(wú)線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。無(wú)線接收端機(jī)(3)除了負(fù)責(zé)與GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)和 GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換外，還根據(jù)GMR傳感器 探測(cè)端機(jī)1 (1)和GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)上發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)作相 應(yīng)的計(jì)算并將結(jié)果實(shí)時(shí)保存到存儲(chǔ)單元中，即無(wú)線接收端機(jī)(3)根 據(jù)每次車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)和GMR傳感器探測(cè) 端機(jī)2 (2)上發(fā)的時(shí)間數(shù)據(jù)信息計(jì)算車(chē)速、車(chē)長(zhǎng)、行駛方向、車(chē)流 量以及車(chē)道占有率等信息，并實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。本實(shí)用新型所述的GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)和GMR傳感器 探測(cè)端機(jī)2 (2)在具體安裝時(shí)，在順著車(chē)道方向、相距一定的距離 依次埋設(shè)于被測(cè)車(chē)道的中央。GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)和GMR 傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的上表面低于地面2mm，并通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固 定于地面下(如圖3所示)。GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1(1)、 GMR傳 感器探測(cè)端機(jī)2 (2)通過(guò)無(wú)線接收端機(jī)(3)配置有同步時(shí)鐘。無(wú)線 接收端機(jī)(3)通過(guò)下發(fā)同步幀來(lái)同步GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1(1)和 GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的時(shí)鐘，使GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1(1) 和GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)時(shí)鐘在同一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)上進(jìn)行。GMR 傳感器探測(cè)端機(jī)l (1)和GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)之間的距離 可以根據(jù)實(shí)際公路的級(jí)別和車(chē)輛的速度狀況靈活選定，以便在不漏檢 誤檢的情況下最大程度地提高檢測(cè)精度。無(wú)線接收端機(jī)(3)以一定 的高度架設(shè)在路邊。本實(shí)用新型的工作原理是車(chē)輛本身含有的鐵磁物質(zhì)會(huì)對(duì)車(chē)輛存 在區(qū)域的地磁信號(hào)產(chǎn)生影響，使車(chē)輛存在區(qū)域的地球磁場(chǎng)磁力線發(fā)生彎曲，車(chē)輛經(jīng)過(guò)GMR傳感器感應(yīng)區(qū)域時(shí)，對(duì)GMR傳感器感應(yīng)區(qū)域 內(nèi)的地磁信號(hào)產(chǎn)生影響。GMR傳感器檢測(cè)到這種變化，GMR傳感器 探測(cè)端機(jī)l (1)和GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)的放大電路對(duì)這種 變化進(jìn)行放大，濾波隔直電路對(duì)放大過(guò)的信號(hào)進(jìn)行甄別，萃取含有車(chē) 輛信息的信號(hào)。GMR傳感器探測(cè)端機(jī)1 (1)、 GMR傳感器探測(cè)端機(jī)2 (2)和無(wú) 線接收端機(jī)(3)的射頻模塊工作頻率為433MHz，帶寬為64MHz， 數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最大傳輸速率500kbps，最大傳輸功率 10dBm，埋設(shè)在路面斷層中的無(wú)線傳輸距離最大可到300m。本實(shí)用新型所述的GMR是Giant Magneto Resistive的縮寫(xiě)，中 文全稱(chēng)"巨磁阻"。
權(quán)利要求1、一種利用GMR傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于該裝置由兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)組成，兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)與無(wú)線接收端機(jī)相連，GMR傳感器探測(cè)端機(jī)包括GMR傳感器、信號(hào)處理單元、單片機(jī)以及射頻模塊，無(wú)線接收端機(jī)包括單片機(jī)、射頻模塊以及存儲(chǔ)單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用GMR傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于信號(hào)處理單元主要包括放大電路、隔 直濾波電路和電壓比較電路，放大電路與隔直濾波電路以及單片機(jī)相 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用GMR傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于二個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)在物理結(jié) 構(gòu)上完全相同。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型所述的利用GMR傳感器檢測(cè)車(chē)輛信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置由兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)和一個(gè)無(wú)線接收端機(jī)組成，兩個(gè)GMR傳感器探測(cè)端機(jī)與無(wú)線接收端機(jī)相連。本實(shí)用新根據(jù)GMR傳感器敏感車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)引起周?chē)卮艌?chǎng)的變化數(shù)據(jù)，檢測(cè)出車(chē)速、車(chē)長(zhǎng)、行駛方向、車(chē)流量以及車(chē)道占有率等信息。本實(shí)用新型具有測(cè)速精度高、適用路段廣、對(duì)路面破壞小、成本低廉、維護(hù)方便和抗干擾能力強(qiáng)等的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B1/40GK201114012SQ20072011291
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者波 吳, 周璐巍, 帆 張, 李中一, 李保海, 康 趙, 鮑星合 申請(qǐng)人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心