车检器及间歇变频供电、降低无线收发模块功耗的方法_2

文档序号:8923432阅读:来源:国知局
IkHz,所述第二频率为IKHz?1kHz。
[0028]一种降低车检器的无线收发模块功耗的方法,包括:
[0029]当车检器处于待机状态时,无线收发模块每间隔第一设定时间段唤醒一次,唤醒后进入第一频道的接收状态,在设定的第一接收状态时间段内等待接收路侧中心节点发送的激活命令,如果接收到,则车检器执行激活命令进入工作状态,否则,车检器保持待机状态;所述第一接收状态时间段大于所述第一频道的频率;
[0030]当车检器处于工作状态时,无线收发模块进入第二频道,所有的车检器根据车道号的排列顺序,依次唤醒,唤醒后,依次在设定的数据发送时间内完成数据发送,所有车检器的数据发送时间之和等于第二设定时间段;每个车检器在每个第二设定时间段内唤醒一次;
[0031]无线收发模块完成数据发送后,在设定的第二接收状态时间段内等待接收路测中心节点发送的同步命令或控制命令,如果接收到,则车检器执行同步命令或控制命令,无线收发模块进入休眠状态,等待下一次唤醒;否则,无线收发模块直接进入休眠状态,等待下一次唤醒。
[0032]优选地,所述设定的数据发送时间为:数据包的发送时间、重新发送时间和保护间隔时间之和;或者,所述设定的数据发送时间为:第二设定时间段除以车检器个数,得到的结果。
[0033]优选地,所述第一设定时间段为5min,所述第一频道的频率为100ms,所述第一接收状态时间段为150ms,所述第二设定时间段为lmin,所述第二接收状态时间段为100ms,所述激活命令包括车检器ID号与车道号的对应关系,以及时间同步信号。
[0034]本发明的有益效果是:本发明针对单点测速提供的车检器,微控制器通过电源控制管脚控制供电控制芯片,实现磁阻传感器和ADC模块的通断和通断频率变化,进而实现了对磁阻传感器的间歇、变频供电。当车辆未到来时采用低频间歇供电频率,此时只用于车辆存在的检测;而当检测到车辆到来时,立刻切换为高频间歇供电频率,从而既保证了在高频率ADC采样下实现车速检测的高精确度,又可以避免在车辆未到来时,采用高频率间歇供电浪费功耗;而为了保证功耗尽可能低,无论在高频率供电时还是在低频率供电时,均采用间歇供电。因此,本实施例提供的车检器,通过间歇供电和变频供电两条途径,降低了功耗,提高了电池寿命,进而延长了车检器的有效工作时间,而且通过变频供电,提高了车辆到来时检测信号的准确度,较好的解决了功耗和车速检测准确度之间相互矛盾的问题;另夕卜,本发明还通过为每个车检器分配定时上传数据的时长,使车检器的无线收发模块在时长内完成数据传送,其他时间内处于休眠状态,从而极大的降低了无线收发模块的功耗,进而延长了电池寿命以及车检器的有效工作时间。
【附图说明】
[0035]图1是本发明实施例一提供的车检器的结构示意图;
[0036]图2是本发明实施例一提供的磁阻传感器周期间歇供电的示意图;
[0037]图3是本发明实施例二提供的车检器间歇变频供电的方法流程示意图;
[0038]图4是本发明实施例三提供的车检器MCU程序无线更新的方法流程示意图;
[0039]图5是本发明实施例四提供的车检器MCU程序无线更新的方法流程示意图;
[0040]图6是本发明实施例五提供的一种车辆通过时磁阻传感器信号曲线实际测试图。
【具体实施方式】
[0041]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0042]实施例一
[0043]如图1所示,本实用新型实施例提供了一种采用间歇变频供电模式的无线地磁车检器,包括依次连接的电池电源、电源管理芯片、并联的第一供电控制线路和第二供电控制线路、微控制器和无线收发模块;所述第一供电控制线路包括依次连接的第一供电控制芯片、第一磁阻传感器和第一 ADC模块,第二供电控制线路包括依次连接的第二供电控制芯片、第二磁阻传感器和第二 ADC模块,所述电源管理器通过所述第一供电控制芯片与所述第一磁阻传感器连接,所述第一 ADC模块与所述微控制器连接,所述微控制器通过第一电源控制管脚与所述第一供电控制芯片连接;所述电源管理器通过所述第二供电控制芯片与所述第二磁阻传感器连接,所述第二 ADC模块与所述微控制器连接,所述微控制器通过第二电源控制管脚与所述第二供电控制芯片连接。
[0044]在实际使用过程中,为了降低施工量,减小对路面的破坏程度,安装在车道中央的磁阻传感器设备采用电池供电,并通过无线短程通信的方式将车辆信息传输给路侧设备。路侧设备将车辆信息处理后通过远程通信技术传送给后台的数据中心。通过电池供电和无线通信的方式,就省去了供电线缆和通信线缆在路面的埋设。
[0045]但是,电池的供电量有限,本实用新型实施例中提供的无线地磁车检器,可以采用间歇供电和变频采样的方法,在降低功耗的前提下,也能够提高对车速检测的准确性,该无线地磁车检器的实际工作过程为:
[0046]电池电源为整个无线地磁车检器提供电源,电源管理芯片对电池提供的电压进行转换,为无线地磁车检器提供稳定的电压。磁阻传感器用于采集路过车辆的信号,并将信号发送至ADC模块,ADC模块将信号发送至微控制器,微控制器对输入的传感器信号进行分析处理,进行车辆到来和离开的判断,并进行车速等参数的计算。此外,微控制器通过电源控制管脚控制供电控制芯片,实现周期间歇性的通断和供电频率的变化,进而使电源为磁阻传感器和ADC模块进行间歇周期性的、变频的供电。微控制器控制磁阻传感器供电周期和ADC模块的工作周期同步,保证只有在ADC模块对磁阻传感器输入信号进行采样时,才对磁阻传感器供电,而其他时间磁阻传感器供电处于关断状态。磁阻传感器处于周期间歇供电的工作方式,如图2所示。在一个周期中,供电时间与关断时间的比值越小,磁阻传感器所贡献的平均功耗就越小。
[0047]磁阻传感器的变频供电过程具体为,磁阻传感器将信号通过ADC模块发送到微控制器,微控制器接收到信号后,通过事先设定的阈值对信号进行车辆到达和离开的判断。如果微控制器认为没有车辆存在,则通过对供电控制芯片的控制使磁阻传感器的周期间歇供电频率处于较低的频率,使设备处于更低功耗的工作。一旦微控制器检测到车辆到来,则提高ADC采样频率和相应的磁阻传感器供电频率,保证下一步对车速进行计算的精确度。通过这种变频供电,保证了在无车辆存在的情况下,磁阻车检器的功耗更低。
[0048]可见,本实用新型实施例提供的无线地磁车检器,通过微控制器的电源控制管脚控制供电控制芯片,实现磁阻传感器和ADC模块的供电通断和频率变化,进而实现间歇变频供电,而且无论是在低频供电情况还是高频供电情况,均采用间歇供电。所以,与持续、同一频率供电的工作方式相比,采用本实用新型实施例提供的无线地磁车检器,通过间歇供电和变频供电两条途径,降低了功耗,所以极大的提高了电池寿命,延长了车检器的有效工作时间;另外,通过变频供电,也提高了车辆到来时的车辆信息检测的准确度。从而较好的解决了现有技术中的能耗与检测准确度之间存在矛盾的问题。
[0049]本实施例中,所述无线地磁车检器还包括第一高速仪器放大器和第二高速仪器放大器,所述第一高速仪器放大器的输入端与所述第一磁阻传感器的信号输出端连接,所述第一高速仪器放大器的输出端与所述第一 ADC模块的输入端连接;所述第二高速仪器放大器的输入端与所述第二磁阻传感器的信号输出端连接,所述第二高速仪器放大器的输出端与所述第二 ADC模块的输入端连接。
[0050]上述结构中,通过在磁阻传感器和ADC模块之间设置高速仪器放大器,可以将磁阻传感器采集到的信号进行放大,放大后再传输至ADC模块中。
[0051]本实施例中,所述微控制器按照信号传输方向包括依次连接的信号处理模块和数据处理模块,所述信号处理模块分别与所述第一 ADC模块和所述第二 ADC模块连接,所述数据处理模块与所述无线收发模块连接。
[0052]通过采用上述结构,无线地磁车检器中的两个磁阻传感器采集到的信号分别发送至对应的两个ADC模块后,再发送至微控制器中,在微控制器中,信号首先通过信号处理模块对信号进行处理,比如过滤等处理,然后,由数据处理模块再进行处理,比如对车速、车长的计算等,并通过无线收发模块将车辆信息发送至路测节点。
[0053]其中,在信号处理模块中,对于两个信号分别进行处理,根据两个信号之间的特征值等信息计算车速或车长。
[0054]本实施例中,所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器的几何连线与车辆的行驶方向平行,且所述第一磁阻传感器和所述第二磁阻传感器之间相距120mm。
[0055]其中,磁阻传感器在无线地磁车检器中使用的过程中,如果将一个磁阻传感器安装埋设于道路某一车道下方,通过调整传
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