一种用于路口车辆排队状况监测的雷达的制作方法

本实用新型涉及一种用于路口车辆排队状况监测的雷达。

背景技术：

道路监控以快球监控为主，监控点分布在车流、人流比较集中的道路交叉口、重点路段，通过图像传输通道将路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆流量，确保交通通畅。作为道路交通管理的主力军，交警承担了城市道路交通电视监控、机动车交通违法监测抓拍、智能卡口等系统建设，这三个系统的监控范围都是机动车道，监控对象都是机动车辆，是城市道路监控网络系统的重要组成部分，对构建城市治安防控网络系统都有着十分重要的作用。为改善交通拥挤局面，各城市正在逐步推广实施各重要交通道口区域实时交通状况图像监控系统计划。

但是现有的路口车辆监测大多采用摄像头进行图像记录，遇到恶劣状态条件，例如雨雪、雾霾、夜晚等状况下，监测的准确性大幅下降，图像不清晰，甚至完全无法观看的状态，局限性较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于路口车辆排队状况监测的雷达，能够高效稳定的监测路口车辆以及行人的状况，在恶劣的天气状态下能够正常使用，结构小巧，容易安装。

本实用新型是这样实现的，一种用于路口车辆排队状况监测的雷达，包括主机，所述主机通过安装板固定有收发天线，所述主机背部设置有电源接口和网络接口，所述主机底部设置有安装内置电池，所述主机一侧安装有红外镜头，所述主机正面安装有太阳能面板，所述内置电池分别与电源接口以及太阳能面板电性连接，所述主机内设置有单片机、红外成像器、毫米波接收装置、毫米波发射装置、数据存储器和联网模块，所述单片机分别与红外成像器、毫米波接收装置、毫米波发射装置、数据存储器和联网模块通过信号连接，所述内置电池与单片机电性连接，所述联网模块与网络接口信号连接；所述收发天线通过环形器分别与毫米波接收装置和毫米波发射装置连接，所述毫米波接收装置包括混频器和低通滤波器，所述毫米波发射装置包括定向耦合器、压控振荡器和毫米波振荡器，所述定向耦合器与混频器通过信号连接。

作为优选，所述环形器、混频器、低通滤波器和单片机依次信号连接。

作为优选，所述单片机、毫米波振荡器、压控振荡器、定向耦合器和环形器依次信号连接。

作为优选，所述网络接口与终端服务器通过网络信号连接。

作为优选，所述主机背面两侧固定有安装架。

作为优选，所述红外镜头为广角红外镜头，所述红外镜头与红外成像器连接。

该雷达的运行方法，包括以下步骤：

1）单片机发射控制信号控制毫米波振荡器产生毫米波震荡信号，毫米波震荡信号通过压控振荡器产生高频信号；

2）高频信号经过定向耦合器一部分耦合到混频器作为作为本振信号，另一部分耦合到环形器由收发天线以电磁波形式发射；

3）收发天线接收路口车辆反射回来的回波信号经过环形器放大后，在混频器与本振信号进行混频，得到差频信号；

4）差频信号经过低通滤波器滤波后得到中频信号，在传送至单片机经过傅里叶变换，进行频谱分析，将获得的路口车辆的距离、速度和方位信息输送至数据存储器；

5）红外成像器通过红外镜头对路口车辆和行人拍摄得到路口行人的实时红外热图，经过单片机进行数据处理输送至数据存储器；

6）步骤4）和步骤5）的数据存储器将信息通过联网模块传送至终端服务器，后台人员能够对路口车辆状态进行实时监控。

作为优选，所述步骤1）所得的高频信号的频率为30-300ghz。

作为优选，所述步骤4）所得的中频信号的频率为300-3000khz。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：采用的收发天线通过环形器分别与毫米波接收装置和毫米波发射装置连接，组成毫米波雷达，毫米波与光波相比，它们利用大气窗口（毫米波与亚毫米波在大气中传播时，由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率）传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小，能够对路口车辆进行全天候的监测，配合红外成像器检测到的行人和车辆的红外热图使用，能够高效稳定的监测路口车辆以及行人的状况，在恶劣的天气状态下能够正常使用，主机的整体结构小巧，容易安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供实施例的一种用于路口车辆排队状况监测的雷达的正面结构图。

图2是本实用新型提供实施例的一种用于路口车辆排队状况监测的雷达的背面结构图。

图3是本实用新型提供实施例的一种用于路口车辆排队状况监测的雷达的原理图。

图4是本实用新型提供实施例的一种用于路口车辆排队状况监测的雷达的毫米波接收装置和毫米波发射装置原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-4所示，一种用于路口车辆排队状况监测的雷达，包括主机1，所述主机1通过安装板2固定有收发天线3，安装板2与收发天线3一体成型，安装板2通过螺钉固定在主机1的外壳上。所述主机1背部设置有电源接口4和网络接口5，所述主机1底部设置有安装内置电池6，内置电池6为可充电电池，在外部电源断开的状态下保持主机1仍然能够正常使用。所述主机1一侧安装有红外镜头7，所述主机1正面安装有太阳能面板8，太阳能面板8能够对内置电池6进行太阳能充电。所述内置电池6分别与电源接口4以及太阳能面板8电性连接，电源接口4能够提供外部电源，太阳能面板8能够进行太阳能充电，使得内置电池6供电稳定。在安装时，主机1的太阳能面板8一侧朝上，能够进行太阳能充电。所述主机1内设置有单片机9、红外成像器10（一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像）、毫米波接收装置11、毫米波发射装置12、数据存储器13（单片机9处理后的数据）和联网模块14（用于实现网络数据的传输），所述单片机9分别与红外成像器10、毫米波接收装置11、毫米波发射装置12、数据存储器13和联网模块14通过信号连接，其中单片机9、红外成像器10、毫米波接收装置11、毫米波发射装置12、数据存储器13和联网模块14是集成在电路板中的，这样方便为各个元器件进行供电。所述内置电池6与单片机9电性连接，也能够为电路板上所有元器件供电。所述联网模块14与网络接口5信号连接，网络接口5连接网线后即可实现网络数据连接；所述收发天线3通过环形器15分别与毫米波接收装置11和毫米波发射装置12连接，环行器15具有单向传输的效果，是由于采用了铁氧体旋磁材料。这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下，产生旋磁特性。正是这种旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转，以及电磁波能量强烈吸收（铁磁共振），正是利用这个旋磁现象，制做出环行器。所述毫米波接收装置11包括混频器16（混频器是输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合的电路。混频器通常由非线性元件和选频回路构成）和低通滤波器17（低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置），所述毫米波发射装置12包括定向耦合器18（定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试）、压控振荡器19（压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路，频率是输入信号电压的函数的振荡电路，振荡电路的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器）和毫米波振荡器20（用于产生毫米波震荡信号），所述定向耦合器18与混频器16通过信号连接。

所述环形器15、混频器16、低通滤波器17和单片机9依次信号连接，具有毫米波接收功能。

所述单片机9、毫米波振荡器20、压控振荡器19、定向耦合器18和环形器15依次信号连接，具有毫米波发射功能。

所述网络接口5与终端服务器21通过网络信号连接，方便后台人员进行实时监测。

所述主机1背面两侧固定有安装架22，在使用时，直接将安装架22固定在红路灯的支架上即可使用。

所述红外镜头7为广角红外镜头，使得取景范围广。所述红外镜头7与红外成像器10连接，红外成像器10能够形成实时的红外热图（其原理与现有的红外成像仪相同，只是不需要额外的显示屏）。

该雷达的运行方法，包括以下步骤：

1）单片机9发射控制信号控制毫米波振荡器20产生毫米波震荡信号，毫米波震荡信号通过压控振荡器19产生高频信号（信道容量大，而且可以减小或避免频道间的干扰，能够传输的信息更多）；

2）高频信号经过定向耦合器18一部分耦合到混频器16作为作为本振信号，另一部分耦合到环形器15由收发天线3以电磁波形式发射；

3）收发天线3接收路口车辆反射回来的回波信号经过环形器15放大后，在混频器16与本振信号进行混频，得到差频信号；

4）差频信号经过低通滤波器滤17波后得到中频信号（方便单片机9处理），在传送至单片机9经过傅里叶变换，进行频谱分析，将获得的路口车辆的距离、速度和方位信息输送至数据存储器13；

5）红外成像器10通过红外镜头7对路口车辆和行人拍摄得到路口行人的实时红外热图，经过单片机9进行数据处理输送至数据存储器13；

6）步骤4）和步骤5）的数据存储器13将信息通过联网模块14传送至终端服务器21，后台人员能够对路口车辆状态进行实时监控。

所述步骤1）所得的高频信号的频率为30-300ghz。

所述步骤4）所得的中频信号的频率为300-3000khz。

由于人体相对于车辆来说，对电磁波的反射能力较弱，因此影响到毫米波接收装置11的信号接收，通过红外成像器10形成红外热图，能够对道路路口状况的信息进行补充，从而能够高效稳定的监测路口车辆以及行人的状况，在恶劣的天气状态下能够正常使用。通过后台人员根据道路路口车辆以及行人的状态调控红绿灯，保证通行量的最大化。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：采用的收发天线通过环形器分别与毫米波接收装置和毫米波发射装置连接，组成毫米波雷达，毫米波与光波相比，它们利用大气窗口（毫米波与亚毫米波在大气中传播时，由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率）传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小，能够对路口车辆进行全天候的监测，配合红外成像器检测到的行人和车辆的红外热图使用，能够高效稳定的监测路口车辆以及行人的状况，在恶劣的天气状态下能够正常使用，主机的结构小巧，结构小巧，容易安装。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。