一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)。由太陽能供電系統(tǒng)、路面監(jiān)控系統(tǒng)和無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)三個部分組成。太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池、電源控制器和蓄電池三部分；路面監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)控制中心和壓力傳感器組成；無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)包括無線電發(fā)射模塊、無線電接收模塊和遠(yuǎn)程控制中心三個部分。電源控制器連接太陽能電池和蓄電池，蓄電池通過電源線連接應(yīng)變片傳感器和微機(jī)控制中心，太陽能供電系統(tǒng)穩(wěn)壓輸出供系統(tǒng)工作；無線電發(fā)射模塊與微機(jī)控制中心相連，通過無線電信號實現(xiàn)與無線電接收模塊的信號傳輸，無線電接收模塊與遠(yuǎn)程中心連接。本監(jiān)控系統(tǒng)采用太陽能供電，應(yīng)用于高速公路、橋梁路面和遠(yuǎn)離電網(wǎng)的荒漠公路，實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【專利說明】一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種路面監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，城市及發(fā)達(dá)地區(qū)的高速公路路面情況監(jiān)控一般是以攝像頭為主導(dǎo)，同時還需要監(jiān)視電視墻、錄像機(jī)、控制矩陣、解碼器及其他輔助設(shè)備，設(shè)備繁多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擴(kuò)容性差。傳輸一路視頻信號需安裝一根電纜，傳輸控制信號需要另外安裝電纜，其結(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，布線量大、維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差，遠(yuǎn)距離傳輸時高頻分量衰減較大，無法保證圖像質(zhì)量。且直接使用交流電網(wǎng)供電，對于我國欠發(fā)達(dá)地區(qū)，電網(wǎng)覆蓋面窄，建設(shè)資金少，無法處處安裝攝像頭監(jiān)控，所以不能將每個地方的情況及時反饋給相關(guān)部門。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種無源的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)利用太陽能供電，采用應(yīng)變片壓力傳感器測量路面形變情況，以無線電通信實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，克服攝像頭為主的公路監(jiān)控系統(tǒng)造價昂貴，以及我國欠發(fā)達(dá)地區(qū)電網(wǎng)覆蓋面窄等不足。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，由太陽能供電系統(tǒng)、路面監(jiān)控系統(tǒng)和無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)三個部分組成；太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池、電源控制器和蓄電池三部分；路面監(jiān)控系統(tǒng)包括壓力傳感器和微機(jī)控制中心；無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)包括無線電發(fā)射模塊、無線電接收模塊和遠(yuǎn)程中心三部分。
[0006]電源控制器連接太陽能電池和蓄電池，蓄電池通過電源線連接應(yīng)變片傳感器和微機(jī)控制中心；所述的壓力傳感器為應(yīng)變片壓力傳感器，應(yīng)變片壓力傳感器安裝在公路路面下，通過信號線與微機(jī)控制中心相連；無線電發(fā)射模塊與微機(jī)控制中心相連，通過無線電信號實現(xiàn)與無線電接收模塊的信號傳輸，無線電接收模塊與遠(yuǎn)程中心連接。
[0007]太陽能供電系統(tǒng)中，太陽能電池收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能；電源控制器包括電壓電流檢測電路、充電電路及穩(wěn)壓輸出電路，充電電路核心是Sepic直流/直流變換器；蓄電池穩(wěn)壓輸出，蓄電池的輸出由電源控制器控制；充電軟件算法采用基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤算法。
[0008]路面監(jiān)控系統(tǒng)中，埋在公路路面下的應(yīng)變片壓力傳感器組成全橋的惠更斯電橋，將路面的瞬時形變情況轉(zhuǎn)為電信號，并放大信號，濾波后送入微機(jī)控制中心檢測，判斷出該路段的路面形變情況。
[0009]無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，無線電發(fā)射模塊是由振蕩器、調(diào)制器、高頻放大器和天線組成的電路。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]1.系統(tǒng)利用太陽能供電，不僅解決了我國欠發(fā)達(dá)地區(qū)公路供電難問題，而且節(jié)能環(huán)保；
[0012]2.充電器采用模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤算法，在短時間內(nèi)能迅速充滿電；
[0013]3.使用應(yīng)變片壓力傳感器測量路面形變情況，測量準(zhǔn)確，成本極其低廉。
[0014]4.采用無線電通信，不僅節(jié)約成本，而且實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本實用新型的整體效果圖。
[0017]圖2是應(yīng)變片壓力傳感器分布式鋪設(shè)俯視圖。
[0018]圖3是基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤算法的程序框圖。
[0019]圖4是路面監(jiān)控系統(tǒng)對路面監(jiān)控過程的程序框圖。
[0020]圖中:1為太陽能電池，2為電源控制器，3為蓄電池，4為電源線，5為應(yīng)變片壓力傳感器，6為公路，7為信號線，8為微機(jī)控制中心，9為無線電發(fā)射模塊，10為無線電接收模塊,11為遠(yuǎn)程中心。
【具體實施方式】
[0021]圖1中，一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)。太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池
1、電源控制器2和蓄電池3 ;電源控制器2連接太陽能電池I和蓄電池3，太陽能供電系統(tǒng)通過電源線4連接應(yīng)變片壓力傳感器5和微機(jī)控制中心8 ;應(yīng)變片壓力傳感器5安裝在公路路面下，通過信號線7與微機(jī)控制中心8相連；無線電發(fā)射模塊9與微機(jī)控制中心8相連，通過無線電信號實現(xiàn)與無線電接收模塊10的信號傳輸，無線電接收模塊10與遠(yuǎn)程中心11連接。
[0022]圖2中，應(yīng)變片壓力傳感器分布式鋪設(shè)俯視圖。
[0023]圖3中，基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤算法的程序框圖。充電過程中，充電電路檢測電路中的電壓電流，計算功率并與模糊決策表對比控制充電電路的電流電壓，判斷電路是否過熱過壓。
[0024]圖4中，路面監(jiān)控系統(tǒng)對路面監(jiān)控過程的程序框圖。路面監(jiān)控系統(tǒng)實時掃描來自傳感器的每一路信號，并將信號所攜帶的路面形變的信息與預(yù)警值比較，當(dāng)程序判斷路面出現(xiàn)超預(yù)警的形變時，路面監(jiān)控系統(tǒng)將信號傳輸至無線電發(fā)射模塊，并通過無線電信號發(fā)送至遠(yuǎn)程中心。
[0025]一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，太陽能電池I收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能，通過電源控制器2將電能儲存到蓄電池3中，太陽能供電系統(tǒng)通過電源線4為系統(tǒng)其它器件供電；埋在公路路面下的應(yīng)變片壓力傳感器5組成全橋的惠更斯電橋，將路面的瞬時形變情況轉(zhuǎn)為電信號并放大信號，再通過信號線7將信號送入微機(jī)控制中心8檢測，判斷出該路段的路面形變情況；再將信號傳輸至無線電發(fā)射模塊9，高頻放大器將振蕩器產(chǎn)生的高頻信號放大，再由天線發(fā)射出去；無線電接收模塊10接收信號后，經(jīng)過選頻放大后與本振信號進(jìn)行混頻，得到的中頻帶通信號交由遠(yuǎn)程中心11處理，最后將信號轉(zhuǎn)換為語音、數(shù)據(jù)或者圖像輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，由太陽能供電系統(tǒng)、路面監(jiān)控系統(tǒng)和無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)三個部分組成；所述的太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池、電源控制器和蓄電池；其特征在于:所述的路面監(jiān)控系統(tǒng)由壓力傳感器和微機(jī)控制中心組成，所述的無線電遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)包括無線電發(fā)射模塊、無線電接收模塊和遠(yuǎn)程中心三部分；太陽能電池通過電源控制器連接蓄電池，蓄電池通過電源線連接壓力傳感器和微機(jī)控制中心；壓力傳感器通過信號線與微機(jī)控制中心相連；無線電發(fā)射模塊與微機(jī)控制中心相連，無線電接收模塊與遠(yuǎn)程中心相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述電源控制器包括電壓電流檢測電路、充電電路及穩(wěn)壓輸出電路，充電電路核心是Sepic直流/直流變換器；蓄電池穩(wěn)壓輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電的遠(yuǎn)程路面監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力傳感器為應(yīng)變片壓力傳感器，應(yīng)變片壓力傳感器埋在公路路面下。
【文檔編號】G01B7/16GK203745883SQ201420100671
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】劉俊, 梁培, 舒海波, 王樂, 金夢婷, 黃杰, 吳蓓 申請人:中國計量學(xué)院