专利名称：一种车辆超高检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车超高检测领域，涉及一种检测仪，特别是一种车辆超高检测 仪。
背景技术：
车辆超高测量是公路安全监测内容的重要组成部分，并且超高高度可以为公路计 费系统提供相应的收费参数。目前主要的高度测量方法主要有一、摄像头测高，该方法需要有高清摄像机与图像处理算法，结构复杂、成本较高。二、单光源超高检测装置，该方法首先稳定性差无法解决自然光源的抗干扰能力， 其次无法精确反映超高高度。
发明内容针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种车辆超 高检测仪，该车辆超高检测仪组装方便、价格便宜、抗干扰能力强、可以精确反映车辆的超
尚尚度。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种车辆超高检测仪，其特征在于，包括设置在检测站检测线两端的发射传感器 阵列和接收传感器阵列组成的光幕，发射传感器阵列通过第一信号处理电路和第一单片机 连接，由第一电源模块提供电源；接收传感器阵列通过第二信号处理电路和第二单片机连 接，由第二电源模块提供电源；其中，第二单片机连接通过串口通信模块与上位机连接通 讯。本实用新型的其他特点是所述发射传感器阵列和接收传感器阵列选择光电开关。该光电开关为对射式光电 开关。所述第一、第二单片机均选择freescale单片机。所述第一、第二电源模块均选择70w开关电源，以提供不共地的+12v与+5v的电 源，给第一信号处理电路、第二信号处理电路及第一单片机、第二单片机供电。所述串口通信模块采用R232电平转换电路。本实用新型的车辆超高检测仪，为了测量车辆的实际超高高度，采用发射传感器 阵列和接收传感器阵列组成光幕来提高测量精度，并且采用相位算法来克服光电开关之间 的干扰，采用16位单片机对数据进行分析和处理，在提高数据处理精度的同时，提高了数 据处理速度，可以完成对车辆超高的动态测量。
图1为本实用新型的车辆超高检测仪硬件连接结构图；图2为发射传感器阵列和接收传感器阵列组成光幕安装效果3[0016]图3为本实用新型的光电开关安装示意图；图4为光电开关信号输出转换电路原理图；图5为光电开关信号输入转换电路原理图；图6为干扰效果图；图7为信号相位法原理图；图8为单片机发送数据流程图；图9为单片机接收数据处理流程图；图10为单片机串口通信电路图。
以下结合附图和对本实用新型的做进一步详细说明。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的车辆超高检测仪，包括设置在检测站检测线两端的发射传 感器阵列和接收传感器阵列组成的光幕，发射传感器阵列通过第一信号处理电路和单片机 1连接，由第一电源模块1提供电源；接收传感器阵列通过第二信号处理电路和单片机2连 接，由第二电源模块2提供电源；其中，单片机2通过串口通信模块与上位机通讯。所述发射传感器阵列和接收传感器阵列选择光电开关。该光电开关为对射式光电 开关。第一电源模块1和第二电源模块2均选择70w开关电源，可以提供不共地的+12v 与+5v的电源，分别给第一、第二信号处理电路及第一单片机1、第二单片机2供电。由于I/O 口的需求量很大(40个)，动态检测高度速度要求高，并且可以与上位机 通信。所以单片机1和单片机2均选择freescale的MC9S12DG128单片机。该单片机的特 点采用了 5V供电，25MHZ的总线速度，具有在线编程能力，有丰富的I/O模块和工业控制 专用的通信模块。发射传感器阵列和接收传感器阵列采用四十路光电开关，发射接收距离可以达到 15米，其中光电开关的处理电路中采用了光调制，可以抵御日光干扰。第一、第二信号处理 电路采用光耦隔离，可以实现5v与12v的电平转换，在提高抗干扰的基础上可以起到不共 地保护电路的作用。串口通信模块采用R232电平转换电路可以实现与上位机的通信，在上 位机上采用基于VC++开发环境的界面编程，可以实现将串口数据直接显示在屏幕上。参照图2、图3。发射传感器阵列和接收传感器阵列在安装方式上采用垂直安装。 为了保证光路对准，在安装架的最上方与最下方安装两路激光发射管来完成光路的校准， 为了满足精度的要求，发射传感器与发射传感器、接收传感器与接收传感器之间中心距为 5cm，这样可以在2m的测量范围内使测量高度的精度达到士5cm。参照图4、图5。发射传感器阵列和接收传感器阵列，信号处理电路包括第一信号 处理电路和第二信号处理电路，第一信号处理电路为发送的信号进行处理(图4)，第二信 号处理电路为接收的信号进行处理(图5)。第一信号处理电路选择P181模块，管脚(k、2)通过470 Q电阻接地，管脚(c、3) 接12V电源，管脚(E、4)接4. 7K电阻，发射管跨接在4. 7K电阻两端。第二信号处理电路也选择P181模块，管脚(A、l)与接收管的一个管脚连接，接收 管的另一个管脚连接12V电源，接收管有一个管脚接地；管脚[0034](k、2)通过1. 5K电阻接地，管脚(c、3)接5V电源，管脚(E、4)接4. 7K电阻。第一信号处理电路为了满足相位法信号的发送要求，使用单片机1来完成对光电 开关电源的控制，所以采用光耦来完成5v到12v的电平转换，在提高抗干扰能力的同时可 以起到电气隔离的作用，在光耦使用方面采用P181型光耦开关速度可以达到4khz足够满 足扫描速度的要求。第二信号处理电路光电开关的接收管采用NPN型接收管，输出为12v 的开关量，单片机2采用5v开关量所以依然采用光隔离来完成电平的转换。参照图6、图7。红外光电开关阵列的缺点是光具有发散性，虽然通过透镜可以 使光的发散性得到减弱但是在发射距离很大的情况下光的发散依然很大。由红外光电开 关所构成的传感器阵列由于光电开关的这种特点会受到相邻传感器的干扰从而造成测量 误差具体干扰效果如图6所示，故在这里提出相位法的方法来解决光电开关的互相干扰现 象。所谓的相位法，是采用延时的方法使发射管的信号依次产生，这样通过信号的叠加可以 使接收管的信号高电平持续时间处于一个恒定长度，当有障碍物遮挡发射管时，高电平的 持续时间将会缩短，可以通过评价该位置的高电平缩短程度来判断该位置是否被遮挡，这 样就可以在接收到信号干扰的情况下完成对高度的测量。参考图8、图9。单片机1和单片机2的程序从发送和接收两部分来进行描述。发 射部分的单片机1采用循环延时的方法来产生固有延迟的高低电平信号，具体流程如图8 所示。接收部分的单片机2的采用数据分析的原理在预置值的基础上判断该传感器是否被 挡住，并输出该传感器的管号及高度，具体的流程图如图9所示。参考图10。单片机2的数据通信采用MAX232串口芯片来完成TTL电平到串口电 平的转换，在上位机中可以采用可视化界面对数据进行显示。采用本实用新型的车辆超高检测仪，当车辆通过检测线时，在检测站检测线两端 的发射传感器阵列和接收传感器采集车辆高度信号，信号经过各自转换电路后传送到各自 的单片机，单片机进行数据处理，最后输出高度结果。
权利要求一种车辆超高检测仪，其特征在于，包括设置在检测站检测线两端的发射传感器阵列和接收传感器阵列组成的光幕，发射传感器阵列通过第一信号处理电路和第一单片机连接，由第一电源模块提供电源；接收传感器阵列通过第二信号处理电路和第二单片机连接，由第二电源模块提供电源；其中，第二单片机通过串口通信模块与上位机通讯。
2.如权利要求1所述的车辆超高检测仪，其特征在于，所述发射传感器阵列和接收传 感器阵列选择光电开关。
3.如权利要求1所述的车辆超高检测仪，其特征在于，所述第一单片机、第二单片机均 选择freescale单片机。
4.如权利要求2所述的车辆超高检测仪，其特征在于，所述光电开关为对射式光电开关。
5.如权利要求2所述的车辆超高检测仪，其特征在于，所述第一电源模块、第二电源模 块均选择70w开关电源，以提供不共地的+12v与+5v的电源，给第一信号处理电路、第二信 号处理电路及第一单片机、第二单片机供电。
6.如权利要求2所述的车辆超高检测仪，其特征在于，所述串口通信模块采用R232电 平转换电路。
专利摘要本实用新型公开了一种车辆超高检测仪，包括设置在检测站检测线两端的发射传感器阵列和接收传感器阵列组成的光幕，发射传感器阵列通过第一信号处理电路和第一单片机连接，由第一电源模块提供电源；接收传感器阵列通过第二信号处理电路和第二单片机连接，由第二电源模块提供电源；其中，第二单片机通过串口通信模块与上位机通讯。当车辆通过检测线时，在检测站检测线两端的发射传感器阵列和接收传感器采集车辆高度信号，信号经过各自转换电路后传送到各自的单片机，单片机进行数据处理，最后输出高度结果。本实用新型造价便宜、组装方便、测量准确，可以广泛应用于高度检测和车辆超高检测。
文档编号G08G1/04GK201584060SQ201020019689
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者史骏, 宋广发, 李登峰, 杨盼盼, 欧意文, 赵轩, 靳引利 申请人:长安大学