智能无线车辆检测器及检测方法与流程

本发明涉及一种检测设备，尤其涉及一种智能无线车辆检测器及检测方法。

背景技术：

在现有技术中，发送端将特定信号调制于24GHz高频雷达载波，由雷达定向天线发射，通过接收雷达信号回波并运用快速数字信号处理算法对回波信号处理，从而检测车辆、物体是否存在。

然而现有的车辆检测器存在如下缺陷：

1)现有车辆检器现场安装时必须在路面进行剔槽和挖掘操作，破坏原有路面以及安装、调试和维护繁琐困难。

2)现有车辆检测器大多使用磁感应技术，只能分辨特定体积的金属材质物体，无法对非金属以及行人辨别。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种安装简单且检测范围广的智能无线车辆检测器以及该检测器的检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能无线车辆检测器，包括：

微处理器，用于系统控制和信号处理；

声光、继电器信号输出电路，与微处理器的输出接口连接，输出声光信号、继电器的开关状态信号；

可编程调制信号生成电路，与微处理器的输出接口连接，用于产生调制信号；

定向雷达天线，与可编程调制信号生成电路的输出端连接，定向发射调制信号以及接收回波信号；

自动增益控制AGC电路，与定向雷达天线通信连接，对回波信号进行跟踪和放大；

模数转换器ADC数据采集电路，采集AGC电路进行放大之后的信号，并经A/D转换后上传给微处理器。

优选地，还包括用于放大调制信号的调制信号放大电路，所述调制信号放大电路的输入与可编程调制信号生成电路的输出连接；所述调制信号放大电路的输出与定向雷达天线连接。

优选地，还包括用于对回波信号进行滤波和放大的回波信号放大及滤波电路，所述回波信号放大及滤波电路的输入与定向雷达天线连接；所述回波信号放大及滤波电路的输出与AGC电路的输入连接。

一种智能无线车辆检测器的检测方法，包括如下步骤：

S1：微处理器设置调制信号的参数并输出至可编程调制信号生成电路；

S2：可编程调制信号生成电路根据微处理器输出的调制信号的参数生成调制信号，并将调制信号输出至定向雷达天线；

S3：定向雷达天线发射已调信号，并接收由物体反射回来的电磁波信号；

S4：AGC电路对所述电磁波信号进行自动跟踪和放大；

S5：ADC数据采集电路根据微处理器发出的命令采集经AGC电路放大的信号，并将其上传至微处理器；

S6：微处理器对上传的数字信号进行快速傅立叶变换FFT运算，对计算出的幅值进行检索，并根据检索的幅值频率数据，计算出目标物体距离数据；

S7：对计算出的目标物体距离数据进行统计，从而分析并判读是否存在移动的物体；

S8：当判定存在移动的物体时，微处理器向声光、继电器信号输出电路发出命令，声光、继电器信号输出电路响应微处理器的命令，产生声光效果和/或继电器开关信号输出；当判定不存在移动的物体时，微处理器再次向ADC数据采集电路发出采集数字信号的命令。

优选地，在步骤S2中，所述调制信号生成后先经过调制信号放大电路进行信号放大，然后再输出至定向雷达天线。

优选地，在步骤S3和步骤S4之间，还包括回波信号放大及滤波电路对定向雷达天线接收到的电磁波信号进行滤波和放大的步骤。

优选地，所述电磁波信号为24GHz微波信号。

优选地，所述移动的物体为车辆、人或动物。

与现有技术相比，本发明的智能无线车辆检测器及检测方法具有以下有益效果：

1、本智能无线车辆检测器通过对微处理器、各功能电路模块的高度集成，使得现场安装、检修灵活方便，在安装、检修过程中不需要破土动工对相应的部件进行维修检查；2、通过对无线回波信号进行的处理和运算，不论定向雷达发射的微波信号遇到的障碍物属于金属物体还是非金属物体，均可以分辨出前方是否存在物体以及所存在的物体距离车检器的距离和所述物体的移动速度，从而做出相应的警示和信号输出。

附图说明

图1为本发明智能无线车辆检测器的结构示意图；

图2为本发明智能无线车辆检测器的检测方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

如图1所示，一种智能无线车辆检测器，包括：

微处理器，用于系统控制和信号处理；

声光、继电器信号输出电路，与微处理器的输出接口连接，输出声光信号、继电器的开关状态信号；

可编程调制信号生成电路，与微处理器的输出接口连接，用于产生调制信号；

定向雷达天线，与可编程调制信号生成电路的输出端连接，定向发射调制信号以及接收回波信号；

自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)电路，与定向雷达天线通信连接，对回波信号进行跟踪和放大；

模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)数据采集电路，采集AGC电路进行放大之后的信号，并经A/D转换后上传给微处理器。

为了进一步提高调制信号的信噪比，该无线车辆检测器还设计了用于放大调制信号的调制信号放大电路。所述调制信号放大电路的输入与可编程调制信号生成电路的输出连接；调制信号放大电路的输出与定向雷达天线连接。

为了使回波信号能够更好的被检测到，还包括用于对回波信号进行滤波和放大的回波信号放大及滤波电路。所述回波信号放大及滤波电路的输入与定向雷达天线连接；回波信号放大及滤波电路的输出与AGC电路的输入连接。

如图2所示，一种智能无线车辆检测器的检测方法，包括如下步骤：

S1：微处理器设置调制信号的参数并输出至可编程调制信号生成电路；

S2：可编程调制信号生成电路根据微处理器输出的调制信号的参数生成调制信号，并将调制信号输出至定向雷达天线；

S3：定向雷达天线发射已调信号，并接收由物体反射回来的电磁波信号；

S4：AGC电路对电磁波信号进行自动跟踪和放大；

S5：ADC数据采集电路根据微处理器发出的命令采集经AGC电路放大的信号，并将其上传至微处理器；

S6：微处理器对上传的数字信号进行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)运算，对计算出的幅值检索，并根据检索的幅值频率数据，计算出目标物体距离数据；

S7：对计算出的目标物体距离数据进行统计，从而分析并判读是否存在移动的物体；

S8：当判定存在移动的物体时，微处理器向声光、继电器信号输出电路发出命令，声光、继电器信号输出电路相应微处理器的命令，产生声光效果和/或继电器开关信号输出；当判定不存在移动的物体时，微处理器再次向ADC数据采集电路发出采集数字信号的命令。

为了进一步提高调制信号的信噪比，在步骤S2中，调制信号生成后先经过调制信号放大电路进行信号放大，然后再输出至定向雷达天线。

在步骤S3和步骤S4之间，还包括回波信号放大及滤波电路对定向雷达天线接收到的电磁波信号进行滤波和放大的步骤。

电磁波信号为24GHz微波信号。

移动的物体为车辆、人或动物。

检测器的整体工作流程如下：

微处理器向可编程调制信号生成电路生成所需求的调制信号，并由定向雷达天线将载有该调制信号的24GHz微波定向发射出去。当雷达微波碰到目标物体会将反射回来并被雷达天线接收，由于雷达天线接收到的信号比较微弱，无法满足ADC数据采集电路的需求，需要进行滤波和放大处理，由于所检测的车辆或者行人等目标是移动的，会导致所接收的回波信号幅值变化，需要AGC电路自动跟踪放大，并由ADC数据采集电路采样，由微处理器进行FFT运算转换到频域，根据频域数据更容易、更快速检索到最大信号幅值信息，根据最大幅值对应的频率可以计算出目标物体所距雷达天线距离，对计算出的距离数据进行统计，当发现数据波动剧烈并且距离数据停留设定时间时即可认定为有检测物体，可以通过驱动声光、继电器信号输出电路输出所需信号。未检测到物体时，微处理器将再次向ADC数据采集电路发出采集信号的命令。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。