本發(fā)明涉及道路安全領域,具體而言,涉及一種車輛檢測裝置及系統(tǒng)。
背景技術:
隨著科學技術的發(fā)展,越來越來多的交通工具成為人們出行的不二選擇,但是在很多情況下,由于各種原因導致十字路口造成道路擁塞,車輛無法進行通信,給人們的出行造成了很多不便。
而為了盡可能地確保道路交通暢通和安全,現(xiàn)今很多十字路口上均設有紅綠燈,通過切換十字路口上的紅綠燈,可實現(xiàn)禁止或允許某條道路上的車輛進行移動。
當前主要是通過定時切換方式來對十字路口上的紅綠燈進行切換控制的,這種方式在十字路口上的兩條道路(設為道路a和道路b)均為暢通的情況下,能夠有效地對車輛進行疏導,然而,一旦十字路口上的某一道路(假如為道路a)出現(xiàn)了交通擁堵現(xiàn)象,那么當按照定時切換方式將道路a的交通燈切換為綠燈,將道路b的交通燈切換成紅燈時,便會導致道路a因為原本就處于擁堵狀態(tài)而無法疏導車輛,而道路b則因為對應的交通燈為紅燈,也無法進行車輛的疏導。并且,還有可能出現(xiàn)如下情形,由于道路a所在方向上的車輛數(shù)量過多,使得道路a上的車輛在十字路口處出現(xiàn)了擁堵,此時即便道路b的交通燈切換為了綠燈,由于道路a上的車輛此時已經(jīng)處于十字路口處,從而阻礙了道路b上車輛的正常通行。
由此可見,若可以及時準確知道哪條道路上車輛情況,即可及時對車輛較多的道路進行車輛疏導,避免造成交通擁堵的情況。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛檢測裝置及系統(tǒng),以改善上述問題。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的:
一種車輛檢測裝置,所述車輛檢測裝置包括太陽能供電模塊、放大模塊、超聲波模塊及控制模塊,所述太陽能供電模塊與所述超聲波模塊耦合,所述放大模塊分別與所述超聲波模塊、所述控制模塊耦合,所述超聲波模塊與所述控制模塊耦合;所述太陽能供電模塊用于對所述車輛檢測裝置進行太陽能供電;所述控制模塊用于傳輸方波信號給所述超聲波模塊;所述超聲波模塊用于將所述方波信號轉換成超聲波信號發(fā)送出去,若所述超聲波信號遇到車輛被反射回來,所述超聲波模塊接收被反射回來的所述超聲波信號,并將被反射回來的所述超聲波信號通過所述放大模塊進行放大后傳輸給所述控制模塊;所述控制模塊用于根據(jù)所述超聲波信號的發(fā)射與接收時間來獲取路口道路上的車輛情況。
一種車輛檢測系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括終端設備與車輛檢測裝置,所述終端設備與所述車輛檢測裝置耦合,所述終端設備用于獲取所述車輛檢測裝置檢測的道路上的車輛情況。
本發(fā)明實施例的有益效果是:
本發(fā)明實施例提供一種車輛檢測裝置及系統(tǒng),通過太陽能供電模塊用于對所述車輛檢測裝置進行太陽能供電,可節(jié)省該車輛檢測裝置的用電成本,通過控制模塊傳輸方波信號給超聲波模塊,超聲波模塊將所述方波信號轉換成超聲波信號發(fā)送出去,若所述超聲波信號遇到車輛被反射回來,所述超聲波模塊接收被反射回來的所述超聲波信號,并將被反射回來的所述超聲波信號通過放大模塊進行放大后傳輸給所述控制模塊,控制模塊根據(jù)所述超聲波信號的發(fā)射與接收時間來獲取路口道路上的車輛情況,即可準確對道路上的車輛情況進行了解,從而可及時對車輛較多的道路進行疏導,避免造成交通擁堵的情況。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應當理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例,因此不應被看作是對范圍的限定,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種車輛檢測裝置的結構框圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的一種超聲波模塊的電路原理圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的一種放大模塊的電路原理圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的一種太陽能供電模塊的電路原理圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的一種車輛檢測系統(tǒng)的結構框圖。
圖標:200-車輛檢測系統(tǒng);210-終端設備;100-車輛檢測裝置;110-太陽能供電模塊;120-控制模塊;130-超聲波模塊;132-升壓電路;134-發(fā)射接收電路;140-放大模塊;142-第一放大電路;144-第二放大電路;146-第三放大電路。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
此外,術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“設置”、“安裝”、“耦合”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明實施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
請參照圖1,圖1為本發(fā)明實施例提供的一種車輛檢測裝置100的結構框圖,所述車輛檢測裝置100包括太陽能供電模塊110、放大模塊140、超聲波模塊130及控制模塊120,所述太陽能供電模塊110與所述超聲波模塊130耦合,所述放大模塊140分別與所述超聲波模塊130、所述控制模塊120耦合,所述超聲波模塊130與所述控制模塊120耦合。
太陽能供電模塊110用于對所述車輛檢測裝置100中的用電模塊進行供電,以節(jié)省該車輛檢測裝置100的用電成本。
在本實施例中,該車輛檢測裝置100在實際應用時,首先控制模塊120發(fā)送40khz的方波信號給超聲波模塊130,超聲波模塊130轉換成超聲波信號發(fā)送出去,若所述超聲波信號遇到車輛被反射回來,所述超聲波模塊130接收被反射回來的所述超聲波信號,并將被反射回來的所述超聲波信號通過所述放大模塊140進行放大后傳輸給所述控制模塊120,所述控制模塊120根據(jù)所述超聲波信號的發(fā)射與接收時間來獲取路口道路上的車輛情況。
在對路口的智能控制系統(tǒng)中,可以通過獲取路口每條道路上的車輛流量,或者車輛位置,或者停車等待的車輛的總長度,或者是否有車輛來控制紅綠燈的顯示時間。例如,若超聲波模塊130發(fā)射出去的超聲波信號被反射回來,則表示當前道路上有車輛,因為在實際應用過程中,該車輛檢測裝置100為多個,均按一定距離依次安裝于道路旁的護欄上,所以該超聲波模塊130可以朝向道路進行發(fā)射超聲波信號,則每個超聲波模塊130皆可對當前的道路上有無車輛進行檢測,控制模塊120可根據(jù)每個超聲波模塊130發(fā)射超聲波信號的發(fā)射時間與接收時間來計算當前道路上的車輛離所述車輛檢測裝置100的距離,以及判斷該道路上是否有車輛,若每個超聲波模塊130均獲取反射回來的超聲波信號,并且其超聲波的發(fā)射時間與接收時間一致,則表示當前道路上有停車等待過路口的車輛,很可能是當前道路是紅燈或者發(fā)生交通堵塞的情況,則這時控制模塊120可根據(jù)接收到的多個超聲波信號以及該車輛檢測裝置100之間的距離來獲取道路上等待車輛的總長度,這樣即可獲取每條道路上的車輛情況,然后,根據(jù)對應道路上的車輛情況來控制該道路對應的紅綠燈的紅綠配時。例如,對于十字路口來說,若檢測到其中一條道路上的車流量比較大,或者停車等待的車輛比較多,則可優(yōu)先將該道路對應的紅燈變?yōu)榫G燈,將其相交道路的綠燈變?yōu)榧t燈,以此則可很大程度上避免交通堵塞情況的發(fā)生,實現(xiàn)對路口的紅綠燈進行智能控制。
其中,所述控制模塊120用于傳輸方波信號給所述超聲波模塊130,作為一種實施方式,所述控制模塊120可以是一種集成電路芯片的處理器,具有信號的處理能力。上述的處理器可以是通用處理器,包括中央處理器(centralprocessingunit,簡稱cpu)、網(wǎng)絡處理器(networkprocessor,簡稱np)等;還可以是數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件??梢詫崿F(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。另外,所述控制模塊120還可以為51系列單片機或者avr系列單片機。
請參照圖2和圖3,圖2為本發(fā)明實施例提供的一種超聲波模塊130的電路原理圖,圖3為本發(fā)明實施例提供的一種放大模塊140的電路原理圖。所述超聲波模塊130用于發(fā)射超聲波信號及接收被反射回來的超聲波信號,所述超聲波模塊130包括升壓電路132與發(fā)射接收電路134,所述升壓電路132分別與所述控制模塊120、所述太陽能供電模塊110耦合,所述升壓電路132與所述發(fā)射接收電路134耦合,所述發(fā)射接收電路134與所述放大模塊140耦合,所述發(fā)射接收電路134用于發(fā)射所述超聲波信號以及接收被反射回來的所述超聲波信號。
所述放大模塊140用于對所述被反射回來的所述超聲波信號進行放大,所述放大模塊140包括第一放大電路142、第二放大電路144及第三放大電路146,所述第一放大電路142分別與所述發(fā)射接收電路134、所述第二放大電路144耦合,所述第二放大電路144與所述第三放大電路146耦合,所述第三放大電路146與所述控制模塊120耦合。
所述升壓電路132包括第一電阻r1、第二電阻r2、第一電容c1、第二電容c2、變壓器及第一三極管q1,所述第一電阻r1的一端與所述太陽能供電模塊110的輸出端耦合,所述第一電阻r1的另一端分別與所述第一電容c1的一端、所述第二電容c2的一端、所述變壓器的原級線圈的一端耦合,所述第一電容c1的另一端與所述第二電容c2的另一端耦合,所述變壓器的原級線圈的另一端與所述第一三極管q1的集電極耦合,所述第二電阻r2的一端與所述控制模塊120耦合,所述第二電阻r2的另一端與所述第一三極管q1的基極耦合,所述第一三極管q1的發(fā)射極接地,所變壓器的次級線圈與所述發(fā)射接收電路134耦合。
其中,上述第一電容c1為超級電容。
所述發(fā)射接收電路134包括第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5及超聲波頭ls1,所述變壓器的次級線圈的一端分別所述第三電阻r3的一端、第三電阻r3的一端、所述超聲波頭ls1的輸入端耦合,所述變壓器的次級線圈的另一端分別與所述第四電阻r4的另一端、所述第五電阻r5的一端、所述超聲波頭ls1耦合,所述第五電阻r5的另一端與所述第一放大電路142耦合。
通過控制模塊120發(fā)出的40khz的方波信號,通過變壓器進行升壓后通過超聲波頭ls1將超聲波信號發(fā)送出去,超聲波頭ls1將被反射回來的超聲波信號傳輸至第一放大電路142進行一級放大,然后再傳輸至第二放大電路144進行二級放大,再傳輸至第三放大電路146進行三級放大,進而將放大后的超聲波信號發(fā)送至控制模塊120。
所述第一放大電路142包括第一二極管d1、第二二極管d2、第三電容c3、第一放大器p1、第六電阻r6、第七電阻r7及第八電阻r8,所述第五電阻r5的另一端與所述第一二極管d1的正極耦合,所述第一二極管d1的負極與所述第二二極管d2的負極耦合并接參考電壓,所述第一二極管d1的正極還與所述第二二極管d2的正極耦合,并與所述第三電容c3的一端耦合,所述第三電容c3的另一端與所述放大器的反向輸入端耦合,所述第三電容c3的另一端還與所述第六電阻r6的一端耦合,所述第六電阻r6的另一端分別與所述第一放大器p1的輸出端、第八電阻r8的一端耦合,所述第一放大器p1的正向輸入端與所述第七電阻r7的一端耦合,所述第七電阻r7的另一端與所述第八電阻r8的另一端耦合,所述第八電阻r8的另一端還與所述第二放大電路144耦合。
所述第二放大電路144包括第四電容c4、第五電容c5、第六電容c6、第九電阻r9、第十電阻r10、第十一電阻r11、第二放大器p2及第三放大器p3,所述第四電容c4的一端與所述第八電阻r8的另一端耦合,所述第五電容c5的一端與所述第七電阻r7的另一端耦合,所述第四電容c4的另一端分別與所述第九電阻r9的一端、所述第二放大器p2的反向輸入端耦合,所述第九電阻r9的另一端與所述第十電阻r10的一端耦合,所述第五電容c5的另一端與所述第二放大器p2的輸出端耦合,所述第二放大器p2的正向輸入端接參考電壓,所述第二放大器p2的輸出端與所述第十電阻r10的一端耦合,所述第十電阻r10的另一端與所述第六電容c6的一端耦合,所述第六電容c6的另一端分別與所述第三放大器p3的反向輸入端、所述第十一電阻r11的一端耦合,所述第三放大器p3的正向輸入端及參考電壓,所述第十一電阻r11的另一端與所述第三放大器p3的輸出端耦合,還與所述第三放大電路146耦合。
所述第三放大電路146包括第十二電阻r12、第十三電阻r13、第十四電阻r14、第十五電阻r15、第十六電阻r16、第十七電阻r17、第十八電阻r18、第十九電阻r19、第二十電阻r20、第七電容c7、第八電容c8、第九電容c9、第四放大器p4及第二三極管q2,所述第三放大器p3的輸出端與所述第十二電阻r12的一端耦合,所述第十二電阻r12的另一端與所述第四放大器p4的正向輸入端耦合,所述第十三電阻r13的一端與所述控制模塊120耦合,所述第十三電阻r13的另一端與所述第四放大器p4的反向輸入端耦合,所述第四放大器p4的輸出端與所述第十四電阻r14的一端耦合,所述第十四電阻r14的另一端分別與所述第十五電阻r15的一端、所述第十六電阻r16的一端、所述第二三極管q2的基極耦合,所述第十五電阻r15的另一端接地,所述第十六電阻r16的另一端與所述第二三極管q2的發(fā)射極耦合,所述第二三極管q2的集電極與所述第十七電阻r17的一端耦合,所述第二三極管q2的集電極還與所述控制模塊120耦合,所述第四放大器p4的反向輸入端與所述第七電容c7的一端耦合,所述第七電容c7的一端分別與所述第十八電阻r18的一端、所述第十九電阻r19的一端耦合,所述第七電容c7的另一端分別與所述第十八電阻r18的另一端、所述第二十電阻r20的一端、所述第八電容c8的一端耦合,所述第八電容c8的另一端分別與所述第二十電阻r20的另一端、所述第十九電阻r19的另一端耦合,所述第四放大器p4的公共端與所述第九電容c9的一端耦合,所述第九電容c9的另一端接地。
其中,第三放大電路146中的第十三電阻r13的一端與控制模塊120的輸出端耦合,該控制模塊120的輸出端提供一個高地電平,以實現(xiàn)對超聲波信號的選通濾波。
請參照圖4,圖4為本發(fā)明實施例提供的一種太陽能供電模塊110的電路原理圖,所述太陽能供電模塊110包括太陽能電池bat1板、第十電容c10、第十一電容c11、第十二電容c12、第十三電容c13、第十四電容c14、第三發(fā)光二極管d3、第四發(fā)光二極管d4、第二十一電阻r21、第二十二電阻r22、第二十三電阻r23、充電管理芯片u1、穩(wěn)壓芯片u2及電池bat1,所述太陽能電池板與所述第十電容c10的一端耦合,所述第十電容c10的另一端接地,所述第十電容c10的一端還與所述第二十一電阻r21的一端耦合,所述第二十一電阻r21的另一端分別與所述第三發(fā)光二極管d3的正極、所述第四發(fā)光二極管d4的正極連接,所述第三發(fā)光二極管d3的負極與所述充電管理芯片u1的充電狀態(tài)指示端done耦合,所述第四發(fā)光二極管d4的負極與所述充電管理芯片u1的充電結束指示端chrg耦合,所述第二十一電阻r21的一端還與所述充電管理芯片u1的電壓輸入端vin耦合,所述充電管理芯片u1的電源檢測輸入端與所述第二十二電阻r22的一端耦合,所述第二十二電阻r22的另一端分別與所述電池bat1、所述第十二電容c12的一端耦合,所述充電管理芯片u1的電池端bat分別與所述第十一電容c11的一端、所述電池bat1、所述第十二電容c12的一端耦合,所述充電管理芯片u1的電池溫度檢測端temp與所述電池bat1耦合,所述充電管理芯片u1的電流監(jiān)測端iset與所述第二十三電阻r23的一端耦合,所述第二十三電阻r23的另一端接地,所述第十二電容c12的一端與所述穩(wěn)壓芯片u2的輸入端vin耦合,所述第十二電容c12的另一端與所述第十三電容c13的一端、所述第十四電容c14的一端,所述穩(wěn)壓芯片u2的接地端gnd耦合并接地,所述穩(wěn)壓芯片u2的輸出端vout與所述第十三電容c13的另一端、所述第十四電容c14的另一端耦合,并與所述超聲波模塊130耦合。
其中,在本實施例中,所述充電管理芯片u1采用型號為cn3063的可用太陽能電池板供電的電池bat1充電管理芯片。該型號的芯片內部包括功率晶體管,應用時不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極管,其內部的8位模數(shù)轉換電路能夠根據(jù)輸入電壓源的電流輸出能力自動調整充電電流,可最大限度地利用輸入電壓源的電流輸出能力。另外,該芯片只需要極少的外圍元器件,并且符合usb總線技術規(guī)范,非常適合便攜式應用的領域。其具有的熱調制電路可以在器件的功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的時候將洗牌溫度控制在安全范圍內。其內部固定的恒壓充電電壓為4.2v,也可以通過一個外部的電阻調節(jié)。另外,當輸入電源掉電時,該芯片自動進入低功耗的睡眠模式,此時電池bat1的消耗小于3微安。其他功能還包括輸入電壓過低鎖存、自動再充電,電池bat1溫度監(jiān)控以及充電狀態(tài)/充電結束狀態(tài)指示等功能。
該芯片的工作原理是:cn3063包含兩個漏極開路輸出的狀態(tài)指示輸出端,充電狀態(tài)指示端
上述的穩(wěn)壓芯片u2采用型號為7805的三端穩(wěn)壓芯片,用于對輸入的電壓進行降壓穩(wěn)壓后輸入至超聲波模塊130。
需要說明的是,所述太陽能供電模塊110還可以包括太陽能控制器以及逆變器,所述太陽能控制器分別與所述太陽能電池板、所述逆變器耦合,所述逆變器與所述超聲波模塊130耦合,所述電池bat1與所述太陽能控制器耦合。
其中,采用太陽能供電模塊110能吸收太陽光,將太陽能轉換為電能,并為用電模塊提供電能,在有太陽光照射時,太陽能電池板可以直接向所述超聲波模塊130供電,同時也可將一部分電量提供給電池bat1,以使電池bat1存儲電量,在無日照或者陰雨天時,向用電裝置供電。
所述太陽能電池板是用于將太陽的輻射能量轉換為電能,該電能一方面被傳輸?shù)诫姵豣at1存儲起來,另一方面用于推動所述超聲波模塊130工作。
所述太陽能控制器是用于控制整個太陽能供電模塊110的工作狀態(tài),并對電池bat1起到過充電保護、過放電保護的作用。由于太陽能電池板的電能不是按照需求量的進行發(fā)電的,而是無法控制的,其中,該電池bat1在處于滿容量或者基本滿容量時,太陽能控制器能保護電池bat1不過充電和保護太陽能供電模塊110輸出的電壓不超過超聲波模塊130允許的電壓范圍。同時,該電池bat1在深度放電后,太陽能電池板不會因電池bat1需要充電而多發(fā)電,從而導致電池bat1的使用壽命變短,即該太陽能控制器能防止所述電池bat1過度放電。
所述電池bat1用于在有光照時,將太陽能電池板所提供的多余的電能存儲起來,到需要的時候再釋放出來,該電池bat1能使其太陽能供電模塊110實現(xiàn)對超聲波模塊130的不間斷供電,可以確保用電裝置在陰雨天時仍然有足夠的電可用。作為一種方式,該電池bat1一般為鉛酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可以為鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池等等。
所述逆變器用于將直流電轉換成交流電給超聲波模塊130提供不同等級的電壓。根據(jù)實際需要的耗電量,來確定提供的電壓的大小。
請參照圖5,圖5為本發(fā)明實施例提供的一種車輛檢測系統(tǒng)200的結構框圖,所述系統(tǒng)包括終端設備210與上述的車輛檢測裝置100,所述終端設備210與所述車輛檢測裝置100耦合。
所述終端設備210用于獲取所述車輛檢測裝置100檢測的車輛情況,以使工作人員可對道路上的車輛情況進行實時了解,若發(fā)生交通堵塞情況,可及時采取措施進行處理。
作為一種實施方式,所述終端設備210可以是個人電腦(personalcomputer,pc)、平板電腦、智能手機、個人數(shù)字助理(personaldigitalassistant,pda)、可穿戴設備等終端。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供一種車輛檢測裝置及系統(tǒng),通過太陽能供電模塊用于對所述車輛檢測裝置進行太陽能供電,可節(jié)省該車輛檢測裝置的用電成本,通過控制模塊傳輸方波信號給超聲波模塊,超聲波模塊將所述方波信號轉換成超聲波信號發(fā)送出去,若所述超聲波信號遇到車輛被反射回來,所述超聲波模塊接收被反射回來的所述超聲波信號,并將被反射回來的所述超聲波信號通過放大模塊進行放大后傳輸給所述控制模塊,控制模塊根據(jù)所述超聲波信號的發(fā)射與接收時間來獲取路口道路上的車輛情況,即可準確對道路上的車輛情況進行了解,從而可及時對車輛較多的道路進行疏導,避免造成交通擁堵的情況。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。