基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁传输系统的制作方法
【专利摘要】一种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系统，包括：设置在路面上的若干无线地磁柱体；设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机，所述交通信号灯落地机箱的外壳为所述无线地磁主机与所述若干无线地磁柱体进行无线通信的传输介质，外壳为金属导电质外壳，无线地磁主机有至少一根导线焊接或者固定到外壳内，传输无线信号把外壳当成无线地磁主机的天线。本发明不仅可以提升无线地磁主机与无线地磁柱体之间的传输距离，而且解决了无线地磁主机安装场地的问题，同时也使得安装更方便、维护简单，从而节约了施工的成本，并且能快速部署。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能交通领域，尤其涉及一种用于路面车流量检测器主机的天线设 备，即关于基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线天线信号传输系统。 基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁传输系统
【背景技术】
[0002] 为及时了解城市道路、高速公路以及各种等级道路上的车辆通行情况，以便对道 路建设、交通规划等提供必要的信息，通常需要在道路上埋设无线地磁车辆检测器，以便检 测车辆通行速度、通行量等信息。现有的无线地磁车辆检测器包括外壳和设置在外壳内的 电路板等。现有的无线地磁车辆检测器外壳由具有空腔的本体和本体顶部的盖体构成。由 于检测器埋设于地下，车辆碾压的频率较高，现有的外壳的构造容易损坏，进而造成整个检 测器损坏。
[0003] 在201310534580. 8中公开了一种无线交通流检测器，采用不易被磁化的磁阻传 感器作为前端采样传感器，获得受机动车影响的地磁扰动信号，经过放大器放大、模数转换 传送给CPU，CPU通过计算、学习、趋近、漂移处理方法准确判断出车辆在其之上的运行状 态，通过无线模块以公开通讯协议发送给其它接收处理设备。再通过无线模块以公开通讯 协议发送给其它接收处理设备。本无线交通流检测完整简洁，体积小、功耗低、通讯距离远、 算法优、维护量小、低成本。运用地磁棒感应的车辆检测技术，检测信号通过无线通讯方式 发射出去，从而实现无线检测车辆。安装方便，无需关闭车道或大面积破坏路面，内置电池 供电，使用寿命长。
[0004] 无线交通流检测器，运用地磁棒感应的车辆检测技术，检测信号通过无线通讯方 式发射出去，从而实现无线检测车辆。但是，无线地磁主机与地磁棒进行通信时，不能实现 远距离传输与通信。而且，为了提升远距离传输的准确性和远距离性，一般都需要增加额外 的处理模块，不仅增加了施工成本，而且也大大提升了施工的时间。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种一种基于信号灯落地机箱外壳 为介质的无线地磁信号传输系统，具体的技术方案如下：包括： 设置在路面上的若干无线地磁柱体； 设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机， 所述交通信号灯落地机箱的外壳为所述无线地磁主机与所述若干无线地磁柱体进行 无线通信的传输介质，外壳为金属导电质外壳，无线地磁主机有至少一根导线焊接或者固 定到外壳内，传输无线信号把外壳当成无线地磁主机的天线，并且，选择焊接点为机箱的上 半部分，谐振半波振子的输入阻抗约为60欧至80欧 所述无线地磁主机至少包括与所述无线地磁柱体通信的无线通信模块、与无线通信模 块连接的信号放大模块、与外部控制系统连接的通信模块、单片机、电源控制模块，其中单 片机分别连接无线通信模块、通信模块和电源控制模块，用于与无线地磁柱体进行通信，将 所述接收无线地磁柱体检测出的信息，解析出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测 信息传送至所述外部控制系统，并将所述外部控制系统发出的控制信息解析后通过所述无 线通信模块传送至所述无线地磁柱体。
[0006] 基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系统，还包括设置在高处的 若干信号放大装置，所述信号放大装置在所述机箱外壳的传输介质与所述地磁柱之间设置 了一级信号放大或多级信号放大，至少其中一信号放大装置建立与所述机箱外壳的信号通 信，至少其中一信号放大装置建立与至少一无线地磁柱体之间的信号通信。
[0007] -种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线通信信号传输系统，其特征在于，至 少包括若干基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输子系统和控制总系统，其 中， 若干基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输子系统至少包括： 设置在路面上的若干无线地磁柱体； 设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机， 所述交通信号灯落地机箱的外壳为所述无线地磁主机与所述若干无线地磁柱体进行 无线通信的传输介质，外壳为金属导电质外壳，无线地磁主机有至少一根导线焊接或者固 定到外壳内，传输无线信号把外壳当成无线地磁主机的天线，并且，选择焊接点为机箱的上 半部分，谐振半波振子的输入阻抗约为60欧至80欧 所述无线地磁主机至少包括与所述无线地磁柱体通信的无线通信模块、与无线通信模 块连接的信号放大模块、与外部控制系统连接的通信模块、单片机、电源控制模块，其中单 片机分别连接无线通信模块、通信模块和电源控制模块，用于与无线地磁柱体进行通信，将 所述接收无线地磁柱体检测出的信息，解析出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测 信息传送至所述外部控制总系统，并将所述外部控制总系统发出的控制信息解析后通过所 述无线通信模块传送至所述无线地磁柱体； 控制总系统，分别无线连接每一无线地磁信号传输子系统，用于获得检测车辆通行速 度、通行量在内的车辆信息，以及控制线地磁信号传输子系统的工作。
[0008] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 首先，本发明利用现有的交通信号灯落地机箱的外壳做为传输介质，来进行所述无线 地磁主机与所述无线地磁柱体之间的通信，不仅可以提升无线地磁主机与无线地磁柱体之 间的传输距离，而且，现有的无线地磁主机可以设置在交通信号灯落地机箱内，成本低、利 用了现有的资源，也解决了无线地磁主机安装场地的问题，同时也使得安装更方便、维护简 单，从而节约了施工的成本，并且能快速部署。
[0009] 接着，考虑到无线地磁主机与所述无线地磁柱体之间的通信距离更远时，本申请 人还可以在在高处的若干信号放大装置，所述信号放大装置在所述机箱外壳的传输介质与 所述地磁柱之间设置了一级信号放大或多级信号放大，至少其中一信号放大装置建立与所 述机箱外壳的信号通信，至少其中一信号放大装置建立与至少一无线地磁柱体之间的信号 通信，通过信号放大装置进一步放大信号，也同时扩大的通信的距离，而且还可以做到多级 扩大级联。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁传输系统的原理图； 图2为无线地磁主机的原理结构图； 图3为基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线通信信号传输系统的原理图。
【具体实施方式】
[0011] 结合附图，具体说明本发明。
[0012] 请参阅图1，一种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系统，包 括：设置在路面上的若干无线地磁柱体11、设置在交通信号灯落地机箱12内的无线地磁主 机13、所述交通信号灯落地机箱的外壳14为所述无线地磁主机13与所述若干无线地磁柱 体11进行无线通信的传输介质。
[0013] 其中，无线地磁柱体11 一般为无线地磁传感设备。比如车辆本身含有的铁磁物质 会对车辆存在区域的地磁信号产生影响，使车辆存在区域的地球磁力线发生弯曲。当车辆 经过传感器附近，传感器能够灵敏感知到信号的变化，经信号分析就可以得到检测目标的 相关信息，并将该信号通过无线方式发送出去。
[0014] 交通信号灯落地机箱12的外壳14检测到相应信号后传输至所述无线地磁主机 13。
[0015] 无线地磁主机13至少包括与所述无线地磁柱体11通信的无线通信模块131、与无 线通信模块连接的信号放大模块135、与外部控制系统连接的通信模块132、单片机133、电 源控制模块134,其中单片机133分别连接无线通信模块131、通信模块132和电源控制模 块134,用于与无线地磁柱体11进行通信，将所述接收无线地磁柱体11检测出的信息，解析 出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测信息传送至所述外部控制系统，并将所述外 部控制系统发出的控制信息解析后通过所述无线通信模块传送至所述无线地磁柱体。
[0016] 需要说明的是，无线地磁主机13与无线地磁柱体11之间的通信是现有技术，本发 明的发明点在于将无线地磁主机13设置在交通信号灯落地机箱12内，并将交通信号灯落 地机箱12的外壳14做为无线信号的传输介质是本发明的发明核心。无线地磁主机13可 设置现有的模块，比如，电池、天线、晶振及晶振电路、电压转换芯片等，在此就再详细说明。 当然，交通信号灯落地机箱的外壳14可以为金属机箱。
[0017] 外壳14为金属导电质外壳，传输无线信号只是把外壳当成天线而已。无线地磁主 机13至少会有1根导线焊接或者固定到外壳14的里面。这样外壳相当于无线地磁主机的 天线了。只是这个天线比较特殊而已，要根据外壳测算出的电阻等参数，进行无线地磁主机 无线发送参数的设置修改，使之满足信号发送的参数正确。
[0018] 天线的输入阻抗是天线的重要参数之一，因为知道天线的输入阻抗后，就可以选 择合适的馈电传输线与之匹配。天线的输入阻抗与天线的长短、形状、馈电点的位置等有 关。本申请可以采用现有的坡印亭矢量法、等值传输线法和感应电势法来计算本发明特殊 天线的阻抗，由此选择合适的馈电传输线与之匹配，完成信号传输。
[0019] 机箱外壳和连接线的连接处称为天线的输入端或馈电点。对于线天线来说，天线 输入端的电压与电流的比值称为天线的输入阻抗。对于口面型天线(机箱外壳属于口面 型天线)，则常用连接点上电压驻波比来表示天线的阻抗特性。天线的输入电抗表征储藏 在天线近区场中的功率。电尺寸远小于工作波长的天线，其输入电抗很大，例如短偶极 天线具有很大的容抗；电小环天线具有很大的感抗。直径很细的半波振子输入阻抗约为 73. l+j42. 5欧。在实际应用中，为了便于匹配，一般希望对称振子的输入电抗为零，这时的 振子长度称为谐振长度。谐振半波振子的长度比自由空间中的半个波长略短一些，工程使 用上一般选择焊接点为机箱的上半部分。谐振半波振子的输入阻抗约为60欧至80欧，最佳 地为70欧。口面型天线的阻抗特性用馈线上某点的电压驻波比或反射系数来表示。当反 射系数为零、驻波系数为1时，称作匹配。为了便于匹配，在无线地磁主机天线连接点旁边， 旁路也可以设置现有的可调电路来实现，这样通过调整旁路电路和相应软件实现调整驻波 t匕，实现天线的最佳匹配。
[0020] 无线地磁信号传输系统，还包括设置在高处的若干信号放大装置15,所述信号放 大装置在所述机箱外壳14的传输介质与所述地磁柱之间设置了一级信号放大或多级信号 放大，至少其中一信号放大装置15建立与所述机箱外壳14的信号通信，至少其中一信号放 大装置15建立与至少一无线地磁柱体11之间的信号通信。比如，在路灯或树上设置对应 的信号放大装置15,即现有的信号放大器，可以根据无线地磁信号传输距离，可以设置一个 或多个信号放大器15,实现机箱外壳14的传输介质与所述地磁柱11之间设置了一级信号 放大或多级信号放大。
[0021] 需要说明的是，无线地磁柱体11内还可以设置一用于将接收到的信号进行滤波 和检波处理的滤波处理单元。
[0022] 本发明利用现有的交通信号灯落地机箱的外壳14做为传输介质，来进行所述无 线地磁主机13与所述无线地磁柱体11之间的通信，不仅可以提升无线地磁主机13与无线 地磁柱体11之间的传输距离，而且，现有的无线地磁主机13可以设置在交通信号灯落地机 箱12内，成本低、利用了现有的资源，也解决了无线地磁主机13安装场地的问题，同时也使 得安装更方便、维护简单，从而节约了施工的成本，并且能快速部署。
[0023] 请参阅图3, 一种基于信号灯落地机箱外壳14为介质的无线通信信号传输系统， 至少包括若干基于信号灯落地机箱外壳14为介质的无线地磁信号传输子系统2和控制总 系统1，其中， 若干基于信号灯落地机箱外壳14为介质的无线地磁信号传输子系统至少包括： 设置在路面上的若干无线地磁柱体11 ; 设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机13， 所述交通信号灯落地机箱的外壳14为所述无线地磁主机13与所述若干无线地磁柱体 11进行无线通信的传输介质， 所述无线地磁主机13至少包括与所述无线地磁柱体11通信的无线通信模块132、与无 线通信模块131连接的信号放大模块、与外部控制系统连接的通信模块132、单片机133、电 源控制模块134,其中单片机133分别连接无线通信模块131、通信模块132和电源控制模 块134,用于与无线地磁柱体11进行通信，将所述接收无线地磁柱体11检测出的信息，解析 出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测信息传送至所述外部控制总系统1，并将所述 外部控制总系统1发出的控制信息解析后通过所述无线通信模块131传送至所述无线地磁 柱体11 ; 控制总系统1，分别无线连接每一无线地磁信号传输子系统2,用于获得检测车辆通行 速度、通行量在内的车辆信息，以及控制线地磁信号传输子系统2的工作。
[0024] 无线地磁信号传输子系统2还包括设置在高处的若干信号放大装置15,所述信号 放大装置15在所述机箱外壳14的传输介质与所述地磁柱11之间设置了一级信号放大或 多级信号放大，至少其中一信号放大装置15建立与所述机箱外壳14的信号通信，至少其中 一信号放大装置15建立与至少一无线地磁柱体11之间的信号通信。所述交通信号灯落地 机箱的外壳14为金属机箱。
[0025] 以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此。任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系统，其特征在于，包 括： 设置在路面上的若干无线地磁柱体； 设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机， 所述交通信号灯落地机箱的外壳为所述无线地磁主机与所述若干无线地磁柱体进行 无线通信的传输介质，外壳为金属导电质外壳，无线地磁主机有至少一根导线焊接或者固 定到外壳内，传输无线信号把外壳当成无线地磁主机的天线，并且，选择焊接点为机箱的上 半部分，谐振半波振子的输入阻抗约为60欧至80欧； 所述无线地磁主机至少包括与所述无线地磁柱体通信的无线通信模块、与无线通信模 块连接的信号放大模块、与外部控制系统连接的通信模块、单片机、电源控制模块，其中单 片机分别连接无线通信模块、通信模块和电源控制模块，用于与无线地磁柱体进行通信，将 所述接收无线地磁柱体检测出的信息，解析出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测 信息传送至所述外部控制系统，并将所述外部控制系统发出的控制信息解析后通过所述无 线通信模块传送至所述无线地磁柱体。
2. 如权利1所述的基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系统，其特征 在于，还包括设置在高处的若干信号放大装置，所述信号放大装置在所述机箱外壳的传输 介质与所述地磁柱之间设置了一级信号放大或多级信号放大，至少其中一信号放大装置建 立与所述机箱外壳的信号通信，至少其中一信号放大装置建立与至少一无线地磁柱体之间 的信号通信。
3. 如权利要求1或2所述的基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系 统，其特征在于，所述交通信号灯落地机箱的外壳为金属机箱。
4. 如权利要求1或2所述的基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输系 统，其特征在于， 所述无线地磁柱体内还设置一用于将接收到的信号进行滤波和检波处理的滤波处理 单元。
5. -种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线通信信号传输系统，其特征在于，至少 包括若干基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输子系统和控制总系统，其 中， 若干基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线地磁信号传输子系统至少包括： 设置在路面上的若干无线地磁柱体； 设置在交通信号灯落地机箱内的无线地磁主机， 所述交通信号灯落地机箱的外壳为所述无线地磁主机与所述若干无线地磁柱体进行 无线通信的传输介质，外壳为金属导电质外壳，无线地磁主机有至少一根导线焊接或者固 定到外壳内，传输无线信号把外壳当成无线地磁主机的天线，并且，选择焊接点为机箱的上 半部分，谐振半波振子的输入阻抗约为60欧至80欧； 所述无线地磁主机至少包括与所述无线地磁柱体通信的无线通信模块、与无线通信模 块连接的信号放大模块、与外部控制系统连接的通信模块、单片机、电源控制模块，其中单 片机分别连接无线通信模块、通信模块和电源控制模块，用于与无线地磁柱体进行通信，将 所述接收无线地磁柱体检测出的信息，解析出检测车辆通行速度、通行量在内的车辆检测 信息传送至所述外部控制总系统，并将所述外部控制总系统发出的控制信息解析后通过所 述无线通信模块传送至所述无线地磁柱体； 控制总系统，分别无线连接每一无线地磁信号传输子系统，用于获得检测车辆通行速 度、通行量在内的车辆信息，以及控制线地磁信号传输子系统的工作。
6. -种基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线通信信号传输系统，其特征在于，无线 地磁信号传输系统还包括设置在高处的若干信号放大装置，所述信号放大装置在所述机箱 外壳的传输介质与所述地磁柱之间设置了一级信号放大或多级信号放大，至少其中一信号 放大装置建立与所述机箱外壳的信号通信，至少其中一信号放大装置建立与至少一无线地 磁柱体之间的信号通信。
7. 如权利要求5或6所述的基于信号灯落地机箱外壳为介质的无线通信信号传输系 统，其特征在于，所述交通信号灯落地机箱的外壳为金属机箱。
【文档编号】G08G1/042GK104064033SQ201410269139
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】陈海江 申请人:浙江力石科技股份有限公司