井下巷道车辆监控装置的制作方法

本实用新型涉及一种井下巷道车辆监控装置，属于电子技术领域。

背景技术：

目前，车辆测速主要有雷达测速、激光测速、视频测速、地感线圈测速等多种。雷达测速是应用多普勒效应，通过多普勒频移计算目标速度。激光测速是采用激光测距的原理，即对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。视频测速是利用车辆图像中车辆的二维位置以及预先测定的对应参数计算出车辆的实际三维位置，若在一个固定时间间隔内拍摄两幅图像，则可以根据两幅图像计算出车辆的实际三维位置，得到车辆在此固定时间间隔内的位移，从而进一步确定车辆速度。地感线圈测速技术利用电磁感应原理，当有车辆经过地感线圈区域时，线圈磁通量发生变化，输入触发信号，提示有车经过，因此可以在公路路面一定距离上设置两个地感线圈区域，通过监测车辆经过这两个区域的时间差，即可计算出车辆速度。

但特殊环境如矿井巷道内的车辆测速，由于巷道狭窄、光照度底、施工量及粉尘量大等特点，无法使用上述测速设备进行测速。并且由于井下环境特殊，上、下坡道和坡度及路况不相同，无法采用传统限速模式进行限速，因此，有必要对现有技术加以改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种井下巷道车辆监控装置。

本实用新型通过下列技术方案实现：一种井下巷道车辆监控装置，包括壳体，设于壳体内的微控制器、气压传感器、存储器、时钟、CMOS开关、行车电脑收发器、传感信号接收器、网络信号收发器、电源，其特征在于微控制器与气压传感器、存储器、时钟、CMOS开关、行车电脑收发器、传感信号接收器、网络信号收发器、电源相连，CMOS开关与安装在车辆上的行车记录仪相连，行车记录仪与液晶显示屏、喇叭相连，行车电脑收发器与车载电脑连接，传感信号接收器与安装在车辆传动轴上的霍尔传感器信号连接，网络信号收发器通过WIFI与服务器信号连接。以便当车辆进入井下巷道后，通过气压传感器、霍尔传感器将车辆的上行还是下行信号发送给微控制器，用于判断车辆的行车速度是否超限，当车辆速度超过上行或下行限速值时，微控制器发送信号给行车记录仪驱动喇叭发出声音提示车辆超速，并将当前的速度、时间存储到存储器中，同时通过网络信号收发器将所存储的相应数据及参数通过WIFI自动上传给服务器，以对驾驶员进行监管。

所述微控制器与时钟相连，同时通过传感信号接收器与安装在车辆传动轴上的霍尔传感器信号连接，其中，微控制器采用型号为STM32F103CBT6芯片，时钟采用型号为PCF8563时钟芯片，传感信号接收器型号为CT357，以便根据接收到的霍尔传感器的速度信号及时钟记录的时间段，计算出该时间段内的平均速度值，计算公式为：速度（km/h）= 0.003×车辆传动轴直径(cm) ×π/时间(s)。

所述微控制器通过行车电脑收发器与车载电脑连接，用于读取行车电脑上的行车转速及速度信息。

所述微控制器与型号为AT24C256的存储器连接，当计算出的行车速度值大于预设的速度值时，判断为超速后，将当前时间及超速值信息写入存储器内保存。

所述微控制器通过型号为MG4953的CMOS开关与行车记录仪连接，以便微控制器通过CMOS开关驱动行车记录仪工作。

所述行车记录仪分别与液晶显示屏、喇叭及微控制器连接，微控制器发送数据信息给行车记录仪，行车记录仪驱动液晶显示屏显示其数据信息（如速度信息等），同时通过喇叭发出语音信息（如超速提示音等）。

所述微控制器与型号为BMP180的气压传感器连接，用于检测气压变化值。

所述电源用于提供整个装置的工作用电。

所述微控制器与网络信号收发器相连，网络信号收发器通过型号为ESP-12S的WIFI与服务器信号连接，当行驶的车辆进入指定的WIFI覆盖范围后，即可通过WIFI自动将存储器存储的速度、时间等信息上传给服务器进行监管，免去人工传输等麻烦。

本实用新型的使用，应在每台车辆上设置唯一的一个ID号，保证本实用新型与对应车辆相匹配。

本实用新型具有下列优点和效果：采用上述方案，可方便地在车辆进入井下巷道后，通过气压传感器、霍尔传感器将车辆的上行还是下行信号发送给微控制器，用于判断车辆的行车速度是否超限，当车辆速度超过上行或下行限速值时，微控制器发送信号给行车记录仪驱动喇叭发出声音提示车辆超速，并将当前的速度、时间存储到存储器中，当车辆进入WIFI覆盖范围后，即可通过WIFI自动将存储器存储的速度、时间等相应数据及参数上传给服务器，便于管理者对驾驶员进行监管，免去人工传输等麻烦，提高安全管理水平，避免交通事故，保障生产、运输安全。

附图说明

图1为本实用新型结构方框图；

图2为微处理器电路图；

图3为时钟电路图；

图4为存储器电路图；

图5为传感接收器电路图；

图6为WIFI电路图；

图7为CMOS开关电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

本实用新型提供的井下巷道车辆监控装置，包括壳体，设于壳体内的微控制器、气压传感器、存储器、时钟、CMOS开关、行车电脑收发器、传感信号接收器、网络信号收发器、电源，其中：微控制器与气压传感器、存储器、时钟、CMOS开关、行车电脑收发器、传感信号接收器、网络信号收发器、电源相连，CMOS开关与安装在车辆上的行车记录仪相连，行车记录仪与液晶显示屏、喇叭相连，行车电脑收发器与车载电脑连接，传感信号接收器与安装在车辆传动轴上的霍尔传感器信号连接，网络信号收发器通过WIFI与服务器信号连接，如图1；

所述微控制器采用型号为STM32F103CBT6芯片U2，其33脚与型号为CT357的传感信号接收器U1的4脚相连，如图2、图5，传感信号接收器U1与安装在车辆传动轴上的霍尔传感器信号连接，用于对霍尔传感器的电平信号进行处理并进行光电隔离保护，通过传感信号接收器将霍尔传感器的电平信号转换成脉冲信号后，送微控制器读取该信号，计算出该时间内的平均速度值，计算公式为：速度（km/h）= 0.003×车辆传动轴直径(cm) ×π/时间(s)；

所述微控制器U2的30脚、31脚与行车电脑收发器相连，用于读取车辆行车电脑上的转速信息及速度信息；

所述存储器采用型号为AT24C256芯片U5，其5脚、6脚分别与微控制器的21、22脚相连，如图2、图4，当计算出速度值大于预设的速度值时判断为超速，将当前时间及超速值信息写入存储器内保存；

所述CMOS开关电路J 型号为MG4953的芯片U6，其管脚2、4与微控制器U2的42脚、43脚连接，如图2、图7，其管脚7与行车记录仪连接，用于行车记录仪电源开关控制；

所述网络收发器采用型号为ESP-12S的 WIFI网络通讯器U3，实现WIFI网络通讯，其中1脚、21脚、22脚与微控制器U2的11脚、12脚、13脚连接，如图2、图6，当行驶的车辆进入指定的WIFI覆盖范围后，即可通过WIFI自动将存储器存储的速度、时间等信息上传给服务器进行监管，免去人工传输等麻烦；

所述气压传感器采用型号为BMP180的气压传感器，与微控制器的45脚、46脚连接，气压传感器以1s的间隔采集当前大气压强，当气压值逐渐上升，则判断车辆为下坡行驶；当气压值逐渐下降，则判断车辆为上坡行驶；通过上、下行驶状态，对比当前行驶速度是否超过设定的限速值，通常井下巷道的下行限速值为20km/h、上行限速值30km/h，以保证井下巷道行驶安全；

时钟电路采用型号为PCF8563时钟芯片U4，其中5脚、6脚与微控制器的27脚、28脚连接，如图2、图3，用于采集时钟运行信号；

所述电源用于提供整个装置的工作用电。