专利名称：一种工业车辆行驶速度自动测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于工业车辆试验测量领域，具体涉及一种工业车辆行驶速度的自动测量
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背景技术：
目前，测量工业车辆行驶速度采用的通常方法是，在给定距离内，人工用秒表计时记录，然后再进行速度的换算，这种试验方法存在如下问题:I)因人为因素，试验人员的耳、目、手的反应速度等对试验结果的影响较大，试验结果的精度无法保证；2)试验过程中需要一名司机和两名试验人员共同完成，人力投入大；3)对试验人员的协同性要求高。采用光电结合的检测方法来进行自动检测，是解决上述技术问题的有效途径。中国专利CN200620052771.6就公开了一种汽车速度测量仪，它包括两个相对放置的调整机构、两对光电传感器以及控制系统，调整机构中高度调节套筒固定于底座上，高度调节杆置于高度调节套筒内，高度调节杆通过高度调节装置与高度调节套筒紧固连接，长度调节套筒置于高度调节杆的顶端并通过角度调节装置与高度调节杆紧固连接，长度调节杆插设于长度调节套筒内，两对光电传感器分别装设于两个调整机构上，每对光电传感器中的第一光电传感器固定于长度调节套筒上的一端，第二光电传感器固定于长度调节杆上的一端，光电传感器通过导线与控制系统相连。但是该方案需要两个需要人工调较的调整机构，两对光电传感器以及相配套的控制系统，该发明创造所提供的控制系统存在结构相对复杂、制造成本闻的不足
发明内容
针对现有测量工业车辆行驶速度技术中，人工检测方法所存在的:人为因素的影响大，测量精度低和人力投入高的不足，以及现有自动测量方法所存在的人工调校调整机构耗时繁琐，设备结构复杂、制造成本高、功耗大等弊端，本发明提供了一种工程车辆行驶速度的自动测量装置，其具体的结构为:
参见图1，一种工业车辆行驶速度自动测量装置，包括反射板、光电开关单元2和触发式计时单元3，其中，反射板安置在测速用道路的侧边上，光电开关单元2安置在靠近反射板的车辆侧壁上，光电开关单元2与触发式计时单元3相连接。此外，反射板包括第一反射板11和第二反射板12 ;其中，第一反射板11设置在测速用道路起始端，第二反射板12设置在测速用道路终止端且与第一反射板11安置的位置同侧；第一反射板11和第二反射板12均为反射镜，负责将由光电开关单元I所发出的光信号反射回光电开关单元I。光电开关单兀2为欧姆龙公司生产的编号为E3-JKR2S3的回归反射型光电开关；光电开关单元2沿与测速用道路相垂直的方面发射光信号，与此同时光电开关单元2接收待检车辆经过反射板时由反射板反射回来的光信号，并将该反射回来的光信号转换为电信号后传递给与光电开关单元2相连接的触发式计时单元3。触发式计时单元3由电源稳压电路31、信号处理电路32和微处理与显示电路33组成。其中，电源稳压电路31由电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、稳压二极管Z1、三极管Tl、电容Cl、电容C2、电容C6和电解电容C7组成，其具体连接关系为:二极管Dl的正极与电源相连接，二极管Dl的负极分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端相连接；电阻Rl的另一端与三极管Tl的集电极相连接，电阻Rl与三极管Tl之间的节点与电容C6的一端相连接，电容C6的另一端接地；电容C2的另一端与三极管Tl的基极相连接；电容C2与三极管Tl基极之间的节点分别与电阻R3的另一端、电容Cl的一端以及稳压二极管Zl的负极相连接；电容Cl的另一端接地；稳压二极管Zl的正极接地；三极管Tl的发射极与电解电容C7的正极相连接，电解电容C7的负极接地，电解电容C7的两端并联有电容C2，电解电容C7的正极与电容C2之间的节点即为电源稳压电路31的电源输出端VCC。信号处理电路32由二极管D2、电阻R5、三极管T2、电解电容C8、电容C5、电阻R6组成，其具体连接关系为:光电开关单元2的电信号输出端与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管T2的基极相连接；二极管D2负极与电阻R5之间的节点与电解电容C8的正极相连接，电解电容C8的负极接地；三极管T2的基极与三极管T2的发射极之间分别并联有电容C5和电阻R6 ;三极管T2的发射极接地。微处理与显示电路33由晶振X1、电容C3、电容C4、电阻R4、一块型号为TMB0310的液晶显示屏IXD以及和一块型号为PIC12F675-1/P的单片机SCM组成；液晶显示屏IXD具有7个引脚，依次为液晶第一引脚LCD1、液晶第二引脚LCD2、液晶第三引脚LCD3、液晶第四引脚IXD4、液晶第五引脚IXD5、液晶第六引脚IXD6、液晶第七引脚IXD7 ;单片机SCM具有8个引脚，依次为单片机第一引脚SCM1、单片机第二引脚SCM2、单片机第三引脚SCM3、单片机第四引脚SCM4、单片机第五引脚SCM5、单片机第六引脚SCM6、单片机第七引脚SCM7和单片机第八引脚SCM8 ;其具体连接关系为:液晶第一引脚IXDl与单片机第七引脚SCM7相连接，液晶第二引脚IXD2与单片机第六引脚SCM6相连接，液晶第三引脚IXD3与单片机第五引脚SCM5相连接，液晶第三引脚LCD3与液晶第七引脚LCD7相连接且两者之间的节点接地，液晶第五引脚LCD5与液晶第六引脚LCD6相连接且两者之间的节点同电源输出端VCC相连接；
单片机第一引脚SCMl同电源输出端VCC相连接；单片机第二引脚SCM2与单片机第三弓丨脚SCM3之间串联有晶振Xl，晶振Xl的两个引脚之间还依次串联有电容C3和电容C4，电容C3与电容C4之间的节点接地；单片机第四引脚SCM4与三极管T2的集电极相连接，单片机第四引脚SCM4与三极管T2集电极之间的节点与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端同电源输出端VCC相连接；单片机第八引脚SCM8接地。本发明的积极效果是
本产品减少了人力投入，只需一名司机就可完成整个测量试验工作；实现工程车辆行驶速度自动测量和记录功能；减少试验过程中人为因素的影响，提高测量精度；本产品具有结构简单、成本低廉、操作方便、测量精度高等优点。本发明计时精度可达到0.3msO本产品适用于各种工业车辆及工程机械，通用性强。
图1为本发明的结构框图。图2为图1中信号处理电路的电路图。
图3为图1中电源稳压电路的电路图。图4为图1中微处理与显示电路的电路图。
具体实施方式
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现结合附图详细说明本发明的具体结构原理。参见图1，一种工业车辆行驶速度自动测量装置，包括反射板、光电开关单元2和触发式计时单元3，其中，反射板安置在测速用道路的侧边上，光电开关单元2安置在靠近反射板的车辆侧壁上，光电开关单元2与触发式计时单元3相连接。此外，反射板包括第一反射板11和第二反射板12 ;其中，第一反射板11设置在测速用道路起始端，第二反射板12设置在测速用道路终止端且与第一反射板11安置的位置同侧；第一反射板11和第二反射板12均为反射镜，负责将由光电开关单元I所发出的光信号反射回光电开关单元1，且第一反射板11和第二反射板12之间的测速区长度SI在50-150米之间。参见图1，光电开关单元2为欧姆龙公司生产的编号为E3-JKR2S3的回归反射型光电开关；光电开关单元2沿与测速用道路相垂直的方面发射光信号，与此同时光电开关单元2接收待检车辆经过反射板时由反射板反射回来的光信号，并将该反射回来的光信号转换为电信号后传递给与光电开关单元2相连接的触发式计时单元3。光电开关单元2经过反射板时，两者间的最短距离S2不超过2米。第一反射板11返回的光信号作为测量的起点信号，第二反射板12返回的光信号作为测量的终点信号。参见图1，触发式计时单元3由电源稳压电路31、信号处理电路32和微处理与显示电路33组成。参见图3，电源稳压电路31由电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、稳压二极管Zl、三极管Tl、电容Cl、电容C2、电容C6和电解电容C7组成，其具体连接关系为:二极管Dl的正极与外接电源VIN+相连接，二极管Dl的负极分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端相连接；电阻Rl的另一端与三极管Tl的集电极相连接，电阻Rl与三极管Tl之间的节点与电容C6的一端相连接，电容C6的另一端接地；电容C2的另一端与三极管Tl的基极相连接；电容C2与三极管Tl基极之间的节点分别与电阻R3的另一端、电容Cl的一端以及稳压二极管Zl的负极相连接；电容Cl的另一端接地；稳压二极管Zl的正极接地；三极管Tl的发射极与电解电容C7的正极相连接，电解电容C7的负极接地，电解电容C7的两端并联有电容C2，电解电容C7的正极与电容C2之间的节点即为电源稳压电路31的电源输出端VCC。在本段电路中，电源通过VIN+输入；二极管Dl负责反向保护，防止反压损坏三极管Tl ;电阻Rl为限流电阻；电容C6负责干扰滤波；三极管Tl、电阻R2、电阻R3以及稳压二极管Zl组成了电压基准电路，用于对输出的电压进行控制使得输出电压控制在4.6-5.2V之间，为单片机SCM及液晶屏LCD供电。电容Cl为电压基准源的干扰滤波，用于电压基准源的稳定工作。电容C2和电容C7为输出滤波电路。参见图2，信号处理电路32由二极管D2、电阻R5、三极管T2、电解电容C8、电容C5、电阻R6组成,其具体连接关系为:光电开关单兀2的电信号输出端与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管T2的基极相连接；二极管D2负极与电阻R5之间的节点与电解电容C8的正极相连接，电解电容C8的负极接地；三极管T2的基极与三极管T2的发射极之间分别并联有电容C5和电阻R6 ;三极管T2的发射极接地。在本段电路中，单片机第四引脚SCM4为计时输入信号；二极管D2为反接保护，即保护三极管T2的BE结不因反向电压击穿；电容CS负责滤波，即用于消除杂波及干扰信号；电阻R5和电阻R6组成分压电路，控制三极管T2的导通状态，当自二极管D输入的电压> 9.6V时，三极管T2导通，三极管T2集电极输出低电平信号L ;当自二极管D2输入的电压< 9.6V时，三极管T2截止，三极管T2集电极输出高电平信号H。参见图4，微处理与显示电路33由晶振X1、电容C3、电容C4、电阻R4、一块型号为TMB0310的液晶显示屏IXD以及和一块型号为PIC12F675-1/P的单片机SCM组成；液晶显示屏IXD具有7个引脚，依次为液晶第一引脚IXD1、液晶第二引脚IXD2、液晶第三引脚IXD3、液晶第四引脚IXD4、液晶第五引脚IXD5、液晶第六引脚IXD6、液晶第七引脚IXD7，其中，液晶第一引脚IXDl为液晶显示屏CS功能端口，液晶第二引脚IXD2为液晶显示屏WR功能端口，液晶第三引脚IXD3为液晶显示屏DATA功能端口，液晶第四引脚IXD4为液晶显示屏VSS功能端口，液晶第五引脚IXD5为液晶显示屏VDD功能端口，液晶第六引脚IXD6为LED正向电源功能端口，液晶第七引脚LCD7为LED负向电源功能端口 ；单片机SCM具有8个引脚，依次为单片机第一引脚SCM1、单片机第二引脚SCM2、单片机第三引脚SCM3、单片机第四引脚SCM4、单片机第五引脚SCM5、单片机第六引脚SCM6、单片机第七引脚SCM7和单片机第八引脚SCM8，单片机第一引脚SCMl为单片机VDD功能端口，单片机第二引脚SCM2为单片机CLKIN功能端口，单片机第三弓I脚SCM3为单片机CLKOUT功能端口，单片机第四引脚SCM4为单片机VPP功能端口，单片机第五引脚SCM5为单片机COUT功能端口，单片机第六引脚SCM6为单片机ICSPCLK功能端口，单片机第七引脚SCM7为单片机ICSPDAT功能端口，单片机第八引脚SCM8为单片机VSS功能端口 ；其具体连接关系为:液晶第一引脚LCDl与单片机第七引脚SCM7相连接，液晶第二引脚IXD2与单片机第六引脚SCM6相连接，液晶第三引脚IXD3与单片机第五引脚SCM5相连接，液晶第三引脚IXD3与液晶第七引脚IXD7相连接且两者之间的节点接地，液晶第五引脚LCD5与液晶第六引脚LCD6相连接且两者之间的节点同电源输出端VCC相连接。单片机第一引脚SCMl同电源输出端VCC相连接；单片机第二引脚SCM2与单片机第三引脚SCM3之间串联有晶振Xl，晶振Xl的两个引脚之间还依次串联有电容C3和电容C4，电容C3与电容C4之间的节点接地；单片机第四引脚SCM4与三极管T2的集电极相连接，单片机第四引脚SCM4与三极管T2集电极之间的节点与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端同电源输出端VCC相连接；单片机第八引脚SCM8接地。本段电路中，电容C3、电容C4和晶振Xl组成时钟振荡电路，提供计时基准信号。频率为4MHz的晶振Xl为系统的时钟源。电阻R4为上拉电阻。单片机SCM以晶振Xl为时钟进行工作，单片机SCM的工作频率为1MHz，以IOmS/次对三极管T2的集电极所输出的信号进行检测:当单片机第四引脚SCM4第一次接受到三极管T2集电极输出的高电平信号H时，将启动计时程序并通过液晶显示屏IXD显示，此时，单片机SCM以IOOmS (0.1S)为一个基数进行累加；当单片机第四引脚SCM4再次检测到三极管T2集电极输出的高电平信号H时，单片机SCM终止计时并在液晶显示屏LCD上显示静止的当前数据。使用时，只需将第一反射板11置于测量用道路起始处，将第二反射板12置于测量用道路终止处，第一反射板11与第二反射板12均处于测量用道路的同侧，并将光电开关单元2装在待测车辆靠近反射板的一侧并确保光电开关单元2沿与测速用道路相垂直的方面发射光信号。当待测车辆依次经过第一反射板11时和第二反射板12时，安置在待测车辆上的光电开关单元2接受到由反射板反射的信号，并将该信号同步传递给触发式计时单元3，触发式计时单元3自动记录经过此路段的车辆行驶时间差值。由于第一反射板11与第二反射板12之间的测速区长度SI是已知的，即可精确、便捷地了解待测车辆的实际速度。本发明的操作方法简单，光电开关单元2和触发式计时单元3的功率低，测量精度高，适用于各种工业车辆及工程机械，通用性强。
权利要求
1.一种工业车辆行驶速度自动测量装置，包括反射板、光电开关单元(2)和触发式计时单元(3)，其中，反射板安置在测速用道路的侧边上，光电开关单元(2)安置在靠近反射板的车辆侧壁上，光电开关单元(2)与触发式计时单元(3)相连接，其特征在于， 反射板包括第一反射板(11)和第二反射板(12 );其中，第一反射板(11)设置在测速用道路起始端，第二反射板(12)设置在测速用道路终止端且与第一反射板(11)安置的位置同侧；第一反射板(11)和第二反射板(12)均为反射镜，负责将由光电开关单元(I)所发出的光信号反射回光电开关单元(I); 光电开关单兀(2)为欧姆龙公司生产的编号为E3-JKR2S3的回归反射型光电开关；光电开关单元(2)沿与测速用道路相垂直的方面发射光信号，与此同时光电开关单元(2)接收待检车辆经过反射板时由反射板反射回来的光信号，并将该反射回来的光信号转换为电信号后传递给与光电开关单元(2 )相连接的触发式计时单元(3 ); 触发式计时单元(3)由电源稳压电路(31)、信号处理电路(32)和微处理与显示电路(33)组成，其中， 电源稳压电路(31)由电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管Dl、稳压二极管Zl、三极管Tl、电容Cl、电容C2、电容C6和电解电容C7组成；其具体连接关系为，二极管Dl的正极与外部电源相连接，二极管Dl的负极分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端相连接；电阻Rl的另一端与三极管Tl的集电极相连接，电阻Rl与三极管Tl之间的节点与电容C6的一端相连接，电容C6的另一端接地；电容C2的另一端与三极管Tl的基极相连接；电容C2与三极管Tl基极之间的节点分别与电阻R3的另一端、电容Cl的一端以及稳压二极管Zl的负极相连接；电容Cl的另一端接地；稳压二极管Zl的正极接地；三极管Tl的发射极与电解电容C7的正极相连接，电解电容C7的负极接地，电解电容C7的两端并联有电容C2，电解电容C7的正极与电容C2之间的节点即为电源稳压电路(31)的电源输出端VCC ； 信号处理电路(32)由二极管D2 、电阻R5、三极管T2、电解电容C8、电容C5、电阻R6组成；其具体连接关系为，光电开关单元(2)的电信号输出端与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管T2的基极相连接；二极管D2负极与电阻R5之间的节点与电解电容C8的正极相连接，电解电容C8的负极接地；三极管T2的基极与三极管T2的发射极之间分别并联有电容C5和电阻R6 ;三极管T2的发射极接地； 微处理与显示电路(33)由晶振X1、电容C3、电容C4、电阻R4、一块型号为TMB0310的液晶显示屏IXD以及和一块型号为PIC12F675-1/P的单片机SCM组成；液晶显示屏IXD具有7个引脚，依次为液晶第一引脚LCD1、液晶第二引脚LCD2、液晶第三引脚LCD3、液晶第四引脚IXD4、液晶第五引脚IXD5、液晶第六引脚IXD6、液晶第七引脚IXD7 ;单片机SCM具有8个引脚，依次为单片机第一引脚SCM1、单片机第二引脚SCM2、单片机第三引脚SCM3、单片机第四引脚SCM4、单片机第五引脚SCM5、单片机第六引脚SCM6、单片机第七引脚SCM7和单片机第八引脚SCM8 ;其具体连接关系为， 液晶第一引脚IXDl与单片机第七引脚SCM7相连接，液晶第二引脚IXD2与单片机第六引脚SCM6相连接，液晶第三引脚IXD3与单片机第五引脚SCM5相连接，液晶第三引脚IXD3与液晶第七引脚LCD7相连接且两者之间的节点接地，液晶第五引脚LCD5与液晶第六引脚LCD6相连接且两者之间的节点同电源输出端VCC相连接；单片机第一引脚SCMl同电源输出端VCC相连接；单片机第二引脚SCM2与单片机第三引脚SCM3之间串联有晶振XI，晶振Xl的两个引脚之间还依次串联有电容C3和电容C4，电容C3与电容C4之间的节点接地；单片机第四引脚SCM4与三极管T2的集电极相连接，单片机第四引脚SCM4与三极管T2集电极之间的节点与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端同电源输出端 VCC相连接；单片机第八引脚SCM8接地。
全文摘要
针对现有测量工业车辆行驶速度技术中，人工检测以及现有自动测量方法所存在的不足，本发明提供了一种工程车辆行驶速度的自动测量装置，包括反射板、光电开关单元和触发式计时单元，其中，反射板包括第一反射板和第二反射板，触发式计时单元由电源稳压电路、信号处理电路和微处理与显示电路组成。当车辆经过试验路段时，装与车辆上的光电开关发射并接受反射板的反射信号，并将信息传给触发式计时器，计时器统根据接受光电开关两次触发的时间差，记录精确时间，再通过给定距离测量运行时间的关系，以实现车辆行驶速度的自动、精确测量。
文档编号G01P3/68GK103197092SQ20131012943
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者任家权, 吴奇峰, 高文倩, 毕胜, 邢元悦 申请人:安徽合力股份有限公司