專利名稱：一種車流量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于小型民用雷達技術(shù)領域，特別是一種運用雷達技術(shù)的車流量檢測
直O(jiān)
背景技術(shù)：
當今世界各國的大城市均存在不同程度的交通擁擠問題，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通 量的急劇增長加劇了交通擁擠與阻塞的嚴重程度。為了解決有限的區(qū)域資源和特定經(jīng)濟制 約帶來的交通網(wǎng)運輸能力下降等一系列問題，智能交通系統(tǒng)應運而生。智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportation Systems, ITS)是一種基于無線或 有線電子信息技術(shù)的新型現(xiàn)代交通系統(tǒng)，其包括信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技 術(shù)、控制技術(shù)，以及計算機技術(shù)。其中，道路交通信息采集作為輸入信息來源應用于智能交 通系統(tǒng)中，其擔負著提供準確可靠信息源的功能，從而，使得整個智能交通系統(tǒng)得以順利準 確運行。在智能交通系統(tǒng)建設中，車流量信息檢測作為一個重要的課題，在城市道路建設、 國道高速公路建設、隧道橋梁建設，以及交通流的基礎理論研究中，都占有非常重要的位 置。車流量探測器可分為接觸式和非接觸式兩大類，其中，接觸式探測器是指埋設在路面上 或者路基中的傳感裝置，主要包括感應環(huán)形線圈、壓電電纜、空氣管道等，這種類型的傳感 裝置的主要缺點就是因為要與道路相接觸，安裝與維護極為不便，通常要破壞路面。非接觸 式探測器是指安裝在道路的正上方或路邊的傳感裝置，其不與路面發(fā)生接觸，主要包括超 聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達、視頻圖像處理器，以及微波雷達等，經(jīng)比較，采用雷達 來完成ITS系統(tǒng)中車流量和車速的監(jiān)控是目前最好的手段，然而，由于體積較大的缺點和 波導結(jié)構(gòu)一致性差，難以大批量加工。鑒于以上問題，實有必要提供一種以克服上述缺陷的車流量檢測裝置。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種車流量檢測裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、容易 實現(xiàn)，且造價低廉。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了 一種車流量檢測裝置，包括前端天線射頻單 元，包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線的輸出端相連的低噪放大器、與低噪放大器的輸出端相連的 混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號處理單元，與前端天線射頻單元的輸出端相連，包括與 混頻器的輸出端相連的自動增益控制放大器和與自動增益控制放大器的輸出端相連的濾 波放大器；信號綜合處理單元，與中頻信號處理單元的輸出端相連，包括數(shù)字信號處理器、 以及分別與數(shù)字信號處理器相連的調(diào)制三角波信號生成輸出單元、信號采樣單元、存儲單 元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號通過前端天線射頻單元的壓控振蕩器傳輸給 收發(fā)天線。作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述收發(fā)天線采用環(huán)形器，且使用零拍型FMCW接收/發(fā)射機平臺；作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述調(diào)制三角波信號生成輸出單元包括與數(shù) 字信號處理器相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與前端天 線射頻單元相連的濾波放大器；作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述信號采樣單元包括與數(shù) 字信號處理器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與中頻信 號處理單元相連的信號調(diào)理器；作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述存儲單元包括分別與數(shù) 字信號處理器相連的復位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH;作為本實用新型的優(yōu)選 方案，所述通信單元包括與數(shù)字信號處理器相連的RS232接口電路和RS485接口電路；作為 本實用新型的優(yōu)選方案，所述信號綜合處理單元進一步包括分別與數(shù)字信號處理器相連的 RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型車流量檢測裝置至少具有以下優(yōu)點本實用新型采 用DSP芯片來實現(xiàn)雷達信號處理部分所需的全部功能，如此，整個裝置芯片數(shù)量大大減少， 體積明顯減小，成本得到進一步降低；另外，三角波的產(chǎn)生直接由DSP芯片控制，其幅度，頻 率方便調(diào)整，體積顯著縮小，成本大大降低，更好滿足與外界系統(tǒng)的集成，提高了設備的精 度、工作可靠性和有效性，能夠滿足智能交通發(fā)展的需求，取得良好的社會效益。
圖1是本實用新型車流量檢測裝置的系統(tǒng)原理框圖；圖2是圖1中信 號綜合處理單元的框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖具體介紹本實用新型車流量檢測裝置的最優(yōu)實施 例請參閱圖1所示，本實用新型車流量檢測裝置包括前端天線射頻單元、中頻信號處理單 元，以及信號綜合處理單元，其中，中頻信號處理單元的輸入端與前端天線射頻單元的輸出 端相連，信號綜合處理單元的輸入端與中頻信號處理單元的輸出端相連。請繼續(xù)參閱圖1所示，所述前端天線射頻單元包括收發(fā)天線、低噪放大器、混頻 器，以及壓控振蕩器，其中，低噪放大器的輸入端與收發(fā)天線的輸出端相連，混頻器的輸入 端與低噪放大器的輸出端相連，同時，混頻器的輸入端還與壓控振蕩器的輸出端相連。另 外，收發(fā)天線采用環(huán)形器以使發(fā)射、接收隔離，并使用標準的零拍型FMCW接收/發(fā)射機平 臺。請繼續(xù)參閱圖1所示，中頻信號處理單元包括自動增益控制(Automatic GainControl,以下簡稱AGC)放大器和濾波放大器，所述AGC放大器的輸入端與混頻器的輸 出端相連，濾波放大器的輸入端與AGC放大器的輸出端相連。所述中頻信號的動態(tài)范圍達 70dB,由于經(jīng)混頻后的信號頻率處于一定帶寬內(nèi)，并且存在幅度較大的三角波泄漏信號，因 此，需要對信號進行自動增益控制處理，最后，輸出-IV +IV之間的模擬信號給信號綜合 處理單元。請結(jié)合圖1和圖2所示，所述信號綜合處理單元包括數(shù)字信號處理器 (DigitalSignal Processor,以下簡稱DSP)、調(diào)制三角波信號生成輸出單元、采樣單元、存 儲單元、通信單元、實時時鐘(Real-Time Clock,以下簡稱RTC)芯片、JTAG接口，以及CLK芯片。所述DSP是信號綜合處理單元的核心，采用TI公司的TMS320VC5502的DSP芯 片，其系統(tǒng)主頻為300MHz，最大處理能力高達600MIPS，具有32KX16bit的片內(nèi)RAM、 16KX16bit的片內(nèi)R0M、8MX16bit的外部存儲空間、3個多通道緩沖串口。所述調(diào)制三角波信號生成輸出單元包括數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(Digital AnalogConverter,以下簡稱DAC)和濾波放大器，其中，DAC的輸入端與DSP的輸出端相連，濾波放 大器的輸入端與DAC的輸出端相連。所述采樣單元包括模-數(shù)轉(zhuǎn)化器(Analogue Digital Convert,以下簡稱ADC)和 信號調(diào)理器，其中，ADC的輸入端與DSP的輸出端相連，信號調(diào)理器的輸入端與ADC的輸出 端相連，用以實現(xiàn)信號的放大、隔離、濾波等，從而改善采樣的數(shù)據(jù)的可靠性。存儲單元包括分別與DSP相連的復位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH，其 中，程序FLASH用于對輸入到DSP中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，數(shù)據(jù)FLASH用于對存儲數(shù)據(jù)。實時時鐘(Real-Time Clock,以下簡稱RTC)芯片為系統(tǒng)一個時間基準，為運行在 DSP上的應用程序提供一個標準；另外，由于在開發(fā)DSP的時候，首先要對其進行軟件編程 及調(diào)式，然后將通過了軟件仿真的程序下載到DSP中運行，因此，本實用新型裝置進一步包 括與DSP相連的JTAG接口，用于與系統(tǒng)仿真器相連，從而完成軟件的在線調(diào)試。電源電路，整個裝置的電源由交流220V市電供電，經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)換為24V直流電， 然后傳輸給本系統(tǒng)，給本系統(tǒng)的各個部分進行供電。系統(tǒng)上電后，首先DSP從數(shù)據(jù)FLASH及程序FLASH中分別獲取出廠雷達參數(shù)設置 和主程序塊，經(jīng)過一系列的初始化后，由DSP內(nèi)部的多通道帶緩沖串行接口發(fā)出信號，經(jīng)過 DAC產(chǎn)生前端所需要的調(diào)頻三角波，作用于壓控振蕩器，這時，收發(fā)天線便可以發(fā)出一定頻 率的調(diào)頻連續(xù)波，照到目標車輛。通過目標車輛的散射，部分的回波信號被收發(fā)天線采集 到，通過混頻器混頻后得到中頻信號。該中頻信號是微弱的，這時就需要中頻信號處理單元 對其進行濾波、放大以及電平調(diào)理，以送入信號綜合處理單元中的采樣單元，并在DSP中進 行雜波濾除，F(xiàn)FT，功率譜估計，目標提取和識別等一系列的運算。最后，將是上述運算出來 的結(jié)果進行存儲。DSP內(nèi)部的定時器可以對時間邊界進行控制，在規(guī)定時間內(nèi)可以同時對這 些數(shù)據(jù)進行存儲或傳輸?shù)雀鞣N任務。以上所述僅為本實用新型的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域 普通技術(shù)人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變 換，均為本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求一種車流量檢測裝置，其特征在于包括前端天線射頻單元，包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線的輸出端相連的低噪放大器、與低噪放大器的輸出端相連的混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號處理單元，與前端天線射頻單元的輸出端相連，包括與混頻器的輸出端相連的自動增益控制放大器和與自動增益控制放大器的輸出端相連的濾波放大器；信號綜合處理單元，與中頻信號處理單元的輸出端相連，包括數(shù)字信號處理器、以及分別與數(shù)字信號處理器相連的調(diào)制三角波信號生成輸出單元、信號采樣單元、存儲單元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號通過前端天線射頻單元的壓控振蕩器傳輸給收發(fā)天線。
2.如權(quán)利要求1所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述收發(fā)天線采用環(huán)形器，且使 用零拍型FMCW接收/發(fā)射機平臺。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述調(diào)制三角波信號生成 輸出單元包括與數(shù)字信號處理器相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相 連，輸出端與前端天線射頻單元相連的濾波放大器。
4.如權(quán)利要求3所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述信號采樣單元包括與數(shù)字 信號處理器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與中頻信號 處理單元相連的信號調(diào)理器。
5.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述存儲單元包括分別與數(shù)字 信號處理器相連的復位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH。
6.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述通信單元包括與數(shù)字信號 處理器相連的RS232接口電路和RS485接口電路。
7.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測裝置，其特征在于所述信號綜合處理單元進一步 包括分別與數(shù)字信號處理器相連的RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。
專利摘要本實用新型提供了一種車流量檢測裝置，包括前端天線射頻單元、與前端天線射頻單元相連的中頻信號處理單元，以及與中頻信號處理單元相連的信號綜合處理單元，前端天線射頻單元包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線相連的低噪放大器、與低噪放大器相連的混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號處理單元包括與混頻器相連的AGC放大器和與AGC放大器相連的濾波放大器；信號綜合處理單元包括數(shù)字信號處理器和分別與數(shù)字信號處理器相連的調(diào)制三角波信號生成輸出單元、信號采樣單元、存儲單元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號通過壓控振蕩器傳輸給收發(fā)天線，本實用新型采用DSP芯片實現(xiàn)信號處理的全部功能，芯片數(shù)量減少，整個系統(tǒng)的體積減小，成降低。
文檔編號G01S13/91GK201667129SQ20102016320
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者兀旦暉, 呂岑, 張玉杰, 李秦君, 楊萍 申請人:陜西科技大學