车检器制造技术

本发明专利技术公开了一种车检器及间歇变频供电、降低无线收发模块功耗的方法，涉及车辆检测技术领域。本发明专利技术提供的车检器，微控制器通过电源控制管脚控制供电控制芯片，实现磁阻传感器和ADC模块的通断和通断频率变化，进而实现对磁阻传感器的间歇、变频供电。从而既保证了在高频率ADC采样下实现车速检测的高精确度，又可以避免在车辆未到来时，采用高频率间歇供电浪费功耗；因此，本实施例提供的车检器，通过间歇供电和变频供电两条途径，降低了功耗，而且通过变频供电，提高了车辆到来时检测信号的准确度；另外，本发明专利技术还通过为每个车检器分配定时上传数据的时长，极大的降低了无线收发模块的功耗，进而延长了电池寿命以及车检器的有效工作时间。

【技术实现步骤摘要】
车检器
本专利技术涉及车辆检测
，尤其涉及一种车检器。
技术介绍
道路车辆检测技术是智能交通的关键技术之一。通过车辆检测可以获取道路某一交通断面或者某一车道的实时交通流量信息，这些交通信息有助于道路管理者进行交通决策，也有助于交通参与者进行出行规划。目前车辆检测器(以下简称“车检器”)主要包括：环形线圈车检器、视频车检器、微波车检器、地磁车检器等。其中，环形线圈车检器多应用于城市交通路口，检测精度高、可靠性好，但是安装维护比较复杂；视频车检器受天气、光线的影响比较大；微波车检器多应用于高速路段的车速测量，容易受环境的干扰，容易受车辆遮挡造成漏检。基于磁阻传感器的地磁车检器是利用车辆含铁量较大，通过检测车辆到达和离开时所引起的周围局部空间地磁场的变化来进行车辆检测。地磁车检器的优点主要是不受天气环境的影响、不受其他车辆遮挡的影响、体积小且施工安装简单。随着磁阻传感器技术和无线短程通信技术等的逐渐成熟，可用于道路车辆检测的无线地磁车检器得到了一定的研究和应用。对于一个具有多车道的交通断面的车辆检测，通常地磁车检器都埋设于每条车道的中央位置。在交通实际应用当中，通过安装多个无线地磁车检器和一个路侧无线接收机就可以实现对一个交通断面(多条车道)的检测。该交通断面内所有的车检器将采集到的数据发送给路侧接收机。一个交通断面上的一组无线地磁车检器与路侧接收机组成了一个通信控制网络。该通信控制网络实质上就是一个小型的无线传感网络(WSN，WirelessSensorNetwork)。WSN是多个传感器节点通过短距离无线通信方式形成的一个网络系统，它能够实现各个行业中现场数据的采集、处理和传输。通常WSN的每个节点由一个传感模块、一个无线收发模块、一个微控制器(MCU)、一个(组)电池组成。以双向八车道且每车道安装一个车检器为例，8个车检器(即传感节点)与1个路侧接收机(即中心节点)组成一个简化的WSN(星形拓扑结构)。车检传感节点通过无线短程通信模块将车辆数据上传至路侧中心节点；另外路侧中心节点也可以通过无线短程通信模块发送对多个或者单个车检传感节点的控制命令。无线地磁车检器的功能主要有车辆存在检测和车速检测，在实际的多车道的道路上应用时，每条车道都需要至少安装一个车检器。车辆存在检测的原理是：车辆通过车检器时，车检器周围地球磁场发生变化，当这种变化触发传感器探测阈值后车检器认为有车辆通过。车速检测的原理是：在车辆行驶方向布设两个距离固定的磁阻传感器，通过计算距离(两个磁阻传感器之间的距离)与时间差(车辆经过这两个传感器的时间差)的比值获得车辆行驶速度。其中车辆存在检测可基于一个磁阻传感器完成，而车速和车长检测需要两个磁阻传感器的配合才能实现。因此，在实际应用中出现了两大类无线地磁车检器：(1)一类是两点测速车检器，即单个车检器中只安装一个磁阻传感器。当这类车检器以单个形式安装于一条车道时，只用于检测车辆存在，如果要检测车辆速度，则需要在一条车道沿车辆行驶方向以一定间隔安装两个此类车检器。(2)另一类是单点测速车检器，即单个车检器中安装有两个磁阻传感器。这样，一条车道只需要安装一个车检器即可实现车速检测功能。与两点测速车检器相比，单点测速车检器的优势为：由于一条车道只需要安装一个车检器，因此具有施工量小，成本低的特点。无线地磁车检器在使用过程中，均埋设于中央路面下，如果电池电源能量耗尽，只能通过挖掘路面取出车检节点的方式更换电池。所以，在车检节点使用过程中，如何能够降低车检节点的功耗，延长电池的使用寿命就成为了关键的技术。而在地磁车检器设备中，磁阻传感器的平均功耗最大，因此实际应用中，车检器中的磁阻传感器是间歇供电的，即在ADC采样期间才对传感器进行供电。由于ADC的采样时间长度是固定的，因此间歇供电频率越小(即间歇供电周期越长)，传感器平均供电时间越短，相应的平均功耗越低。但是供电频率必须与ADC的采样频率一致才能保证采样功能的实现，而ADC采样频率越低，则传感器获得的车辆特征曲线的准确度就越低。过低的采样频率会导致高速通过的车辆漏检，也会导致车速检测精度降低。这种功耗与检测精度的矛盾在单点测速车检器中表现的更为明显。这是由于要保证设备的体积尽可能小，其内部的两个磁阻传感器安装距离非常近，通常是100mm的量级。根据磁阻传感器的测速原理，为了保证一定的测速精度，就需要保证两个磁阻检测曲线特征值时间差的精度。对于同样的车速，随着两个磁阻传感器空间距离减小，相应的时间差就减小，所需要的采样频率就必须增加。而磁阻传感器一直处于高频率的供电和采样的模式下，功耗就会非常高，导致车检节点的电池寿命低，最终导致单点测速式车检器有效工作时间短。所以，在现有技术的单点测速无线地磁车检器中，由于两个磁阻传感器距离较近，导致功耗和检测精度之间相互矛盾的问题尤为突出。另外，车检器通过无线收发模块将检测到的车辆信息发送至路测中心节点，在一定的时间段内，无线收发模块一直处于传送数据的工作模式下，导致无线收发模块贡献的功耗大，进而导致车检器的电池寿命低，最终导致车检器有效工作时间短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车检器及间歇变频供电、降低无线收发模块功耗的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种车检器，包括依次连接的电池电源、电源管理芯片、并联的第一供电控制线路和第二供电控制线路、微控制器和无线收发模块；所述第一供电控制线路包括依次连接的第一供电控制芯片、第一磁阻传感器和第一ADC模块，第二供电控制线路包括依次连接的第二供电控制芯片、第二磁阻传感器和第二ADC模块，所述电源管理器通过所述第一供电控制芯片与所述第一磁阻传感器连接，所述第一ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第一电源控制管脚与所述第一供电控制芯片连接；所述电源管理器通过所述第二供电控制芯片与所述第二磁阻传感器连接，所述第二ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第二电源控制管脚与所述第二供电控制芯片连接。进一步地，所述无线地磁车检器还包括第一高速仪器放大器和第二高速仪器放大器，所述第一高速仪器放大器的输入端与所述第一磁阻传感器的信号输出端连接，所述第一高速仪器放大器的输出端与所述第一ADC模块的输入端连接；所述第二高速仪器放大器的输入端与所述第二磁阻传感器的信号输出端连接，所述第二高速仪器放大器的输出端与所述第二ADC模块的输入端连接。优选地，所述微控制器按照信号传输方向包括依次连接的信号处理模块和数据处理模块，所述信号处理模块分别与所述第一ADC模块和所述第二ADC模块连接，所述数据处理模块与所述无线收发模块连接。优选地，所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器的几何连线与车辆的行驶方向平行，且所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器之间相距120mm。优选地，所述电池电源采用3.6伏锂亚硫酰氯电池，所述电源管理芯片采用LDO芯片TLV70030D，所述第一供电控制芯片和所述第二供电控制芯片均采用P沟道的MOS管FDN304P；所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器均采用AMR磁阻传感器，且所述磁阻传感器的芯片采用单轴传感器HMC1021Z，所述微控制器采用MSP430芯片系列，所述无线收发模块采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车检器，其特征在于，包括依次连接的电池电源、电源管理芯片、并联的第一供电控制线路和第二供电控制线路、微控制器和无线收发模块；所述第一供电控制线路包括依次连接的第一供电控制芯片、第一磁阻传感器和第一ADC模块，第二供电控制线路包括依次连接的第二供电控制芯片、第二磁阻传感器和第二ADC模块，所述电源管理器通过所述第一供电控制芯片与所述第一磁阻传感器连接，所述第一ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第一电源控制管脚与所述第一供电控制芯片连接；所述电源管理器通过所述第二供电控制芯片与所述第二磁阻传感器连接，所述第二ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第二电源控制管脚与所述第二供电控制芯片连接。

【技术特征摘要】
1.一种车检器，其特征在于，包括依次连接的电池电源、电源管理芯片、并联的第一供电控制线路和第二供电控制线路、微控制器和无线收发模块；所述第一供电控制线路包括依次连接的第一供电控制芯片、第一磁阻传感器和第一ADC模块，第二供电控制线路包括依次连接的第二供电控制芯片、第二磁阻传感器和第二ADC模块，所述电源管理芯片通过所述第一供电控制芯片与所述第一磁阻传感器连接，所述第一ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第一电源控制管脚与所述第一供电控制芯片连接；所述电源管理芯片通过所述第二供电控制芯片与所述第二磁阻传感器连接，所述第二ADC模块与所述微控制器连接，所述微控制器通过第二电源控制管脚与所述第二供电控制芯片连接；所述微控制器按照信号传输方向包括依次连接的信号处理模块和数据处理模块，所述信号处理模块分别与所述第一ADC模块和所述第二ADC模块连接，所述数据处理模块与所述无线收发模块连接；所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器的几何连线与车辆的行驶方向平行，且所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器之间相距120mm；所述的车检器的磁阻传感器进行间歇变频供电的方法，包括如下步骤：S1，判断第一磁阻传感器是否检测到车辆到来的信号，如果是，则转到S2，否则，采用第一频率间歇供电；S2，采用第二频率间歇供电，第二频率高于第一频率；S3，判断第二磁阻传感器是否检测到车辆到来的信号，如果是，则转到S4，否则，找到S6；S4，判断第二磁阻传感器是否检...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶圣，王里，李春里，刘礼勇，张为，林海，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11