本實(shí)用新型涉及交通檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)及工業(yè)的發(fā)展，汽車已逐步普及化，也導(dǎo)致了路面交通擁擠日益加重。為解決路面的擁堵問題，交通智能化是必然趨勢。智能化的交通包括交通流量的實(shí)時(shí)檢測及智能的分流措施。目前傳統(tǒng)的交通流量檢測主要依靠基于磁感應(yīng)線圈的磁感應(yīng)檢測技術(shù)以及基于超聲波、雷達(dá)波、紅外線等的波頻檢測技術(shù)。磁感應(yīng)線圈檢測技術(shù)通過金屬車體移動(dòng)引起通電線圈內(nèi)電感的變化來計(jì)算車輛流量數(shù)據(jù)，磁感應(yīng)感線圈電感變化容易受到周邊金屬物、管線以及天氣等的影響，數(shù)據(jù)偏差較大。基于波頻檢測交通流的技術(shù)受距離影響大，遠(yuǎn)距離下的波頻反射微弱，容易受噪聲干擾，總之無論是磁感應(yīng)監(jiān)測技術(shù)還是波頻監(jiān)測技術(shù)均受周邊環(huán)境影響較大，數(shù)據(jù)偏差大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)交通流遠(yuǎn)程自動(dòng)檢測，并且通過內(nèi)部產(chǎn)生的電能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自供電，能夠解決偏遠(yuǎn)地區(qū)供電不便的問題，且該系統(tǒng)通過直接測量軸載信息來計(jì)算交通流，有效避免了傳統(tǒng)測量方式受周邊環(huán)境影響大的缺點(diǎn)，提高了交通流數(shù)據(jù)采集的精確度。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

依據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置，包括載荷傳遞模塊、信號發(fā)生模塊、信號處理模塊和儲(chǔ)能模塊。

所述載荷傳遞模塊用于傳遞路面車輛軸載載荷信號至所述信號發(fā)生模塊；所述信號發(fā)生模塊用于將路面車輛軸載載荷信號轉(zhuǎn)化為交流電信號，并分別輸出至所述信號處理模塊和儲(chǔ)能模塊；所述信號處理模塊用于對所述交流電信號進(jìn)行信號處理，得到交通流信號；所述儲(chǔ)能模塊用于將所述交流電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理并以電能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，且所述儲(chǔ)能模塊為所述信號處理模塊提供電源。

本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置，通過信號發(fā)生模塊直接將車輛軸載對路面產(chǎn)生的壓應(yīng)力信號轉(zhuǎn)換為交流電信號，再通過交流電信號計(jì)算出交通流信號，有效避免周邊環(huán)境因素對測量數(shù)據(jù)的干擾，測量精度得到極大的提高，同時(shí)產(chǎn)生的交流電信號經(jīng)過整流濾波后能夠直接存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊內(nèi)，直接為信號處理模塊供電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測裝置的自供電。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)：

進(jìn)一步：所述載荷傳遞模塊包括活動(dòng)部和固定部，所述固定部的上端內(nèi)陷設(shè)有凹槽，所述活動(dòng)部設(shè)置在所述固定部上方，并與所述固定部形成內(nèi)部中空的密封結(jié)構(gòu)，且所述信號發(fā)生模塊、信號處理模塊和儲(chǔ)能模塊均設(shè)置在所述固定部的凹槽內(nèi)。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述活動(dòng)部可以將經(jīng)過路面的車輛軸載載荷信號更好的向下傳遞，通過密封的固定部，一方面可以將對所述信號發(fā)生模塊、信號處理模塊和儲(chǔ)能模塊形成物理空間隔離保護(hù)，另一方面可以將車輛軸載載荷信號準(zhǔn)確地傳遞至所述信號發(fā)生模塊，便于所述信號發(fā)生模塊準(zhǔn)備的采集。

進(jìn)一步：所述信號發(fā)生模塊包括兩個(gè)第一信號發(fā)生組件和多個(gè)第二信號發(fā)生組件。兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件沿著道路的寬度方向分別設(shè)置在所述固定部內(nèi)兩端，所述第一信號發(fā)生組件與所述信號處理模塊連接，用于將路面車輛軸載載荷信號轉(zhuǎn)化為第一交流電信號；多個(gè)所述第二信號發(fā)生組件沿著道路的寬度方向設(shè)置在所述固定部內(nèi)兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件之間，所述第一信號發(fā)生組件與所述儲(chǔ)能模塊連接，用于將路面車輛周在載荷信號轉(zhuǎn)化為第二交流電信號。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述第一信號采集單元和第二信號采集單元，可以對所述信號發(fā)生模塊輸出的交流電信號分別處理，一方面根據(jù)所述第一信號發(fā)生組件輸出的第一交流電信號計(jì)算得到交通流信號，另一方面將所述第二信號發(fā)生組件輸出的第二交流電信號轉(zhuǎn)換為直流電進(jìn)行存儲(chǔ)，從而為信號處理模塊提供電源，實(shí)現(xiàn)自供電。

進(jìn)一步：所述信號處理模塊包括兩個(gè)信號處理電路，兩個(gè)信號處理電路一一對應(yīng)地設(shè)置在所述第一信號發(fā)生組件內(nèi)側(cè)；所述信號處理電路包括主控制電路和與計(jì)數(shù)器，且所述計(jì)數(shù)器與所述第一信號發(fā)生組件連接，所述主控制電路還與所述信號發(fā)生模塊連接。所述計(jì)數(shù)器用于檢測所述第一交流電信號的頻率f；所述主控制電路用于檢測所述第一交流電信號的幅度A，并根據(jù)所述第一交流電信號的頻率f和幅度A并生成交通流信號；其中，所述交通流信號包括車輛軸載F、車速v、軸載數(shù)目和車輛數(shù)量。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述信號處理電路檢測所述第一電信號的頻率f和幅度A，并生成交通流信號，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

進(jìn)一步：所述儲(chǔ)能模塊包括與多個(gè)儲(chǔ)能組件，所述儲(chǔ)能組件與所述第二信號發(fā)生組件交替間隔設(shè)置在所述固定部內(nèi)的兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件之間，且所述儲(chǔ)能組件與所述第二信號發(fā)生組件一一對應(yīng)連接。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過上述方式可以將所述第二信號發(fā)生組件輸出的第二交流電信號以電能的形成存儲(chǔ)在對應(yīng)的所述儲(chǔ)能組件中，并為所述能量存儲(chǔ)模塊供電，實(shí)現(xiàn)能量收集再利用。

進(jìn)一步：所述儲(chǔ)能組件包括充電電路和儲(chǔ)能電池，所述充電電路與對應(yīng)的所述第二信號發(fā)生組件連接，所述充電電路與儲(chǔ)能電池連接，所述儲(chǔ)能電池與所述信號處理模塊連接，并為其提供電源；所述充電電路用于將對應(yīng)的所述第二信號發(fā)生組件輸出的第二交流電信號進(jìn)行整流和降壓處理，得到直流電信號；所述儲(chǔ)能電池用于將所述直流電信號以電能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述充電電路可以對所述第二交流電信號依次進(jìn)行整流、濾波和降壓處理，得到直流電信號，然后將所述直流電信號以電能的信號存儲(chǔ)在對應(yīng)的所述儲(chǔ)能組件內(nèi)，并為所述信號處理模塊供電，實(shí)現(xiàn)自供電，節(jié)能環(huán)保，綠色低碳。

進(jìn)一步：還包括無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊與所述信號處理模塊連接，并將所述信號處理模塊輸出的交通流信號發(fā)射至外部接收終端。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述無線傳輸模塊可以將所述信號處理模塊輸出的交通流信號輸出至外部接收終端，方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

依據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和多個(gè)所述的自動(dòng)檢測裝置，多個(gè)所述自動(dòng)檢測裝置沿著行車方向間隔埋設(shè)在道路下方，且所述自動(dòng)檢測裝置通過所述無線傳輸模塊與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心無線連接。

本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)，通過所述無線傳輸模塊可以將檢測的所述交通流信號輸出至后遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及時(shí)了解路面情況，便于實(shí)現(xiàn)管理，大大提高管理效率，降低管理成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置電路示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的固定部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的充電電路示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)安裝示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、載荷傳遞模塊，2、信號發(fā)生模塊，3、信號處理模塊，4、儲(chǔ)能模塊，5、無線傳輸模塊；

1-1、活動(dòng)部，1-2、固定部，2-1、第一信號發(fā)生組件，2-2、第一信號發(fā)生組件，4-1、儲(chǔ)能組件；

101、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，102、自動(dòng)檢測裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例一、一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置。下面將結(jié)合圖1對本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置進(jìn)行詳細(xì)地介紹。

如圖1所示，一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測裝置,包括載荷傳遞模塊1、信號發(fā)生模塊2、信號處理模塊3和儲(chǔ)能模塊4。

所述載荷傳遞模塊1用于傳遞路面車輛軸載載荷信號至所述信號發(fā)生模塊2；所述信號發(fā)生模塊2用于將路面車輛軸載載荷信號轉(zhuǎn)化為交流電信號，并分別輸出至所述信號處理模塊3和儲(chǔ)能模塊4；所述信號處理模塊3用于對所述交流電信號進(jìn)行信號處理，得到交通流信號；所述儲(chǔ)能模塊4用于將所述交流電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理并以電能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，且所述儲(chǔ)能模塊4為所述信號處理模塊3提供電源。

上述實(shí)施例的自動(dòng)檢測裝置，通過信號發(fā)生模塊2直接將車輛軸載對路面產(chǎn)生的壓應(yīng)力信號轉(zhuǎn)換為交流電信號，再通過交流電信號計(jì)算出交通流信號，有效避免周邊環(huán)境因素對測量數(shù)據(jù)的干擾，測量精度得到極大的提高，同時(shí)產(chǎn)生的交流電信號經(jīng)過整流濾波后能夠直接存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊4內(nèi)，直接為信號處理模塊3供電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測裝置的自供電。

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述載荷傳遞模塊1包括活動(dòng)部1-1和固定部1-2，所述固定部1-2的上端內(nèi)陷設(shè)有凹槽，所述活動(dòng)部1-1設(shè)置在所述固定部1-2上方，并與所述固定部1-2形成內(nèi)部中空的密封結(jié)構(gòu)，且所述信號發(fā)生模塊2、信號處理模塊3和儲(chǔ)能模塊4均設(shè)置在所述固定部1-2的凹槽內(nèi)。通過所述活動(dòng)部1-1可以將經(jīng)過路面的車輛軸載載荷信號更好的向下傳遞，通過密封的固定部1-2，一方面可以將對所述信號發(fā)生模塊2、信號處理模塊3和儲(chǔ)能模塊4形成物理空間隔離保護(hù)，另一方面可以將車輛軸載載荷信號準(zhǔn)確地傳遞至所述信號發(fā)生模塊2，便于所述信號發(fā)生模塊2準(zhǔn)備的采集。

優(yōu)選地，所述載荷傳遞模塊1采用路面兼容性好、疲勞強(qiáng)度高、耐磨性好的高強(qiáng)度有機(jī)工程材料PA66+GF30。

如圖3所示，優(yōu)選地，作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號發(fā)生模塊2包括兩個(gè)第一信號發(fā)生組件2-1和多個(gè)第二信號發(fā)生組件2-2。兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件2-1沿著道路的寬度方向分別設(shè)置在所述固定部1-2內(nèi)兩端，所述第一信號發(fā)生組件2-1與所述信號處理模塊3連接，用于將路面車輛軸載載荷信號轉(zhuǎn)化為第一交流電信號；多個(gè)所述第二信號發(fā)生組件2-2沿著道路的寬度方向設(shè)置在所述固定部1-2內(nèi)兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件2-1之間，所述第二信號發(fā)生組件2-2與所述儲(chǔ)能模塊4連接，用于將路面車輛周在載荷信號轉(zhuǎn)化為第二交流電信號。通過所述第一信號采集單元和第二信號采集單元，可以對所述信號發(fā)生模塊2輸出的交流電信號分別處理，一方面根據(jù)所述第一信號發(fā)生組件2-1輸出的第一交流電信號計(jì)算得到交通流信號，另一方面將所述第二信號發(fā)生組件2-2輸出的第二交流電信號轉(zhuǎn)換為直流電進(jìn)行存儲(chǔ)，從而為信號處理模塊3提供電源，實(shí)現(xiàn)自供電。

具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一信號發(fā)生組件2-1包括多個(gè)壓電式信號發(fā)生器，多個(gè)第一壓電式信號發(fā)生器并聯(lián)，并聯(lián)后的多個(gè)所述第一壓電式信號發(fā)生器與所述信號處理模塊3連接。所述第二信號發(fā)生組件2-2也包括多個(gè)第二壓電式信號的發(fā)生器，多個(gè)所述第二壓電式信號發(fā)生器呈矩陣式分布在所述固定部1-2內(nèi)的兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件2-1之間，多個(gè)所述第二壓電式信號發(fā)生器并聯(lián)，并聯(lián)后的多個(gè)所述第二壓電式信號發(fā)生器與所述儲(chǔ)能模塊4連接。

優(yōu)選地，所述第一壓電式信號發(fā)生器和第二壓電式信號發(fā)生器均采用PZT類壓電陶瓷壓電材料。

優(yōu)選地，作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號處理模塊3包括兩個(gè)信號處理電路，兩個(gè)信號處理電路一一對應(yīng)地設(shè)置在所述第一信號發(fā)生組件2-1內(nèi)側(cè)；所述信號處理電路包括主控制電路和與計(jì)數(shù)器，且所述計(jì)數(shù)器與所述第一信號發(fā)生組件2-1連接，所述主控制電路還與所述信號發(fā)生模塊2連接。所述計(jì)數(shù)器用于檢測所述第一交流電信號的頻率f；所述主控制電路用于檢測所述第一交流電信號的幅度A，并根據(jù)所述第一交流電信號的頻率f和幅度A并生成交通流信號；其中，所述交通流信號包括車輛軸載F、車速v、軸載數(shù)目和車輛數(shù)量。通過所述信號處理電路檢測所述第一電信號的頻率f和幅度A，并生成交通流信號，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

具體地，所述第一信號發(fā)生組件2-1分為兩組沿著道路的行駛方向一前一后設(shè)置在所述固定部1-2內(nèi)的兩端，所述主控制電路根據(jù)前后兩組所述第一信號發(fā)生組件2-1的之間的距離L和第一交流電信號的頻率f即可計(jì)算出車速v、軸載數(shù)目和車輛數(shù)量，從而根據(jù)車速v、軸載數(shù)目和車輛數(shù)量自動(dòng)生成交通流信號。另外，通過預(yù)設(shè)限定第一交流電信號的脈沖時(shí)間差范圍可以精確過濾多軸車輛及長軸距車輛對檢測結(jié)果的干擾。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能模塊4包括與多個(gè)儲(chǔ)能組件4-1，所述儲(chǔ)能組件4-1與所述第二信號發(fā)生組件2-2交替間隔設(shè)置在所述固定部1-2內(nèi)的兩個(gè)所述第一信號發(fā)生組件2-1之間，且所述儲(chǔ)能組件4-1與所述第二信號發(fā)生組件2-2一一對應(yīng)連接。過上述方式可以將所述第二信號發(fā)生組件2-2輸出的第二交流電信號以電能的形成存儲(chǔ)在對應(yīng)的所述儲(chǔ)能組件4-1中，并為所述能量存儲(chǔ)模塊供電，實(shí)現(xiàn)能量收集再利用。

優(yōu)選地，作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述儲(chǔ)能組件4-1包括充電電路和儲(chǔ)能電池，所述充電電路與對應(yīng)的所述第二信號發(fā)生組件連接，所述充電電路與儲(chǔ)能電池連接，所述儲(chǔ)能電池與所述信號處理模塊3連接，并為其提供電源；所述充電電路用于將對應(yīng)的所述第二信號發(fā)生組件輸出的第二交流電信號進(jìn)行整流和降壓處理，得到直流電信號；所述儲(chǔ)能電池用于將所述直流電信號以電能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。通過所述充電電路可以對所述第二交流電信號依次進(jìn)行整流、濾波和降壓處理，得到直流電信號，然后將所述直流電信號以電能的信號存儲(chǔ)在對應(yīng)的所述儲(chǔ)能組件4-1內(nèi)，并為所述信號處理模塊3供電，實(shí)現(xiàn)自供電，節(jié)能環(huán)保，綠色低碳。

如圖4所示，優(yōu)選地，所述充電電路由前端的整流橋構(gòu)成的整流電路、中間的整容濾波電路和后端的降壓電路組成，依次對所述第二交流電信號進(jìn)行整流、濾波和降壓處理，最后將處理后的第二交流電信號以電能的形式存儲(chǔ)在所述儲(chǔ)能電池中。

具體地，PZT信號發(fā)生器根據(jù)路面經(jīng)過車輛的載荷生成交流電信號，所述整流電路采用由四個(gè)二極管D1組成的整流橋，對PZT信號發(fā)生器輸出的交流電信號進(jìn)行整流，得到中間直流信號，所述整容濾波電路采用電容C1，對中間直流信號進(jìn)行濾波處理，所述降壓電路采用變壓器，用于對經(jīng)過濾波后的中間直流信號降壓處理后，經(jīng)過二極管D穩(wěn)壓和電容C2濾波后對電池Bat進(jìn)行充電。

在實(shí)際中，所述自動(dòng)檢測裝置設(shè)置在道路的表面層內(nèi)，所述載荷傳遞模塊1的邊緣距離道路兩側(cè)的變現(xiàn)距離約為0.5米，所述載荷傳遞模塊1底部通過環(huán)氧樹脂填縫料與路面結(jié)構(gòu)粘結(jié)。

優(yōu)選地，作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，自動(dòng)檢測裝置還包括無線傳輸模塊5，所述無線傳輸模塊5與所述信號處理模塊3連接，并將所述信號處理模塊3輸出的交通流信號發(fā)射至外部接收終端。通過所述無線傳輸模塊5可以將所述信號處理模塊3輸出的交通流信號輸出至外部接收終端，方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。這里，所述無線傳輸模塊5采用GSM無線傳輸模塊5，安裝在道路外側(cè)，所述檢測信號處理模塊3通過傳輸線纜與所述GSM無線傳輸模塊5連接，所述無線傳輸模塊5與外部接受終端通過無線網(wǎng)絡(luò)無線連接。

實(shí)施例二、一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)，下面將結(jié)合圖5和圖6對本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地介紹。

如圖5、6所示，一種遠(yuǎn)程自供電式交通流自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心101和多個(gè)所述的自動(dòng)檢測裝置102，多個(gè)所述自動(dòng)檢測裝置102沿著行車方向間隔埋設(shè)在道路下方，且所述自動(dòng)檢測裝置102通過所述無線傳輸模塊5與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心101無線連接。

上述實(shí)施例的自動(dòng)檢測系統(tǒng)，通過所述無線傳輸模塊5可以將檢測的所述交通流信號輸出至后遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及時(shí)了解路面情況，便于實(shí)現(xiàn)管理，大大提高管理效率，降低管理成本。

在實(shí)際中，每個(gè)自動(dòng)檢測裝置沿著行車方向間隔5至10米均勻設(shè)置在道路的表面層內(nèi)，通過信號發(fā)生模塊2產(chǎn)生的第一交流電信號脈沖時(shí)間差可以計(jì)算出車輛行車速度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。