碾压传感器及信号处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种碾压传感器及信号处理装置。


背景技术：

2.随着各国城镇面积不断的扩大化，交通拥堵问题的不断升级，智慧交通的建设成为缓解交通压力必不可少的基础设施项目，而智慧交通建设的基础和核心设施是检测传感器，目前市场上比较常用的检测传感器一般为压电薄膜、压电同轴传感器等，主要用于道路车流量检测、闯红灯检测、停车位检测等，虽然压电薄膜和压电同轴电缆可以监测很细微的变化，一般用于精细检测，但是成本很高，过高的成本导致无法大规模铺设这些检测传感。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是提供一种碾压传感器及信号处理装置，以降低铺设成本。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种碾压传感器及信号处理装置，包括：软质管体，所述软质管体的容腔内承装有液体；固定于所述软质管体上的力学传感器；与所述力学传感器电连接的信号处理模块；以及与所述信号处理模块电连接的微处理器。
5.可选的，所述液体包括：防冻液体或防漏液体。
6.可选的，所述力学传感器包括：压电薄膜传感器或陶瓷压电传感器。
7.可选的，所述陶瓷压电传感器由金属基底和压电陶瓷组成。
8.可选的，所述软质管体包括：管壁以及密封于所述管壁两端的密封盖。
9.可选的，所述软质管体的管壁全部采用或部分采用软质材料。
10.可选的，所述软质材料包括：软质高分子材料。
11.可选的，还包括：与所述信号处理模块电连接的抗干扰组件。
12.可选的，还包括：固定组件，用于将所述力学传感器与所述软质管体固定连接。
13.可选的，所述固定组件采用套箍连接件。
14.与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：
15.本实用新型的技术方案中，通过将所述软质管体铺设于路面上，当有车辆经过碾压时，会将所述软质管体碾压发生形变，通过所述液体将该压力传导至所述力学传感器上，所述力学传感器将该压力变化采集并转化为电信号传输至所述信号处理模块，所述信号处理模块用于将模拟电信号处理转换为数字信号，并将所述数字信号传输至所述微处理器(mcu)进行后续的处理。通过所述软质管体来获取车辆在碾压经过时的压力变化，能够有效实现车辆的检测。而且所述软质管体的造价成本较低，能够实现大面积的铺设。另外，所述软质管体的外包形状可根据应用需求任意变化、以及所述力学传感器和所述软质管体只是物理接触没有连接，因此所述力学传感器的位置可在所述软质管体的任何部位，灵活性强。
16.进一步，所述液体采用防冻液体或防漏液体。采用防冻液体能够在低温环境下保证所述碾压传感器及信号处理装置依旧能够正常运行。若是所述碾压传感器及信号处理装
置长时间工作在高温或是非低温环境下，则不需要考虑防冻问题，此时则采用防漏液体，以保证液体的泄露而影响所述碾压传感器及信号处理装置的灵敏度。
17.进一步，还包括：固定组件，用于将所述力学传感器与所述软质管体固定连接。具体的，所述固定组件采用套箍连接件。通过所述套箍将所述力学传感器固定于所述软质管体上，其作用是保证所述力学传感器和软质管体紧密接触，同时在所述软质管体受到压力产生形变时不会发生形变，从而让所述软质管体的压力能作用到所述力学传感器上。
18.进一步，还包括：与所述信号处理模块电连接的抗干扰组件。具体的，所述抗干扰组件为电阻，通过调整电阻r1和r2的电阻值，使得所述信号处理模块可以实现参考电压的改变。通过所述抗干扰组件可有效过滤掉由于人踩踏产生的比较小的信号，对短时间内(比如小于1ms)的多个信号进行过滤，过滤掉多余的信号，从而提高了传输信号的精准度。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置整体结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中力学传感器结构示意图；
21.图3是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中软质管体、力学传感器以及固定组件结构示意图；
22.图4是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中信号处理模块工作原理示意图；
23.图5是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中信号处理模块电路示意图；
24.图6是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中力学传感器输入和信号处理模块输出示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.图1是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置整体结构示意图；
27.图2是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中力学传感器结构示意图；图3是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中软质管体、力学传感器以及固定组件结构示意图；图4是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中信号处理模块工作原理示意图；图5是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中信号处理模块电路示意图；图6是本实用新型实施例的碾压传感器及信号处理装置中力学传感器输入和信号处理模块输出示意图。
28.请参考图1，一种碾压传感器及信号处理装置，包括：软质管体10，所述软质管体10的容腔内承装有液体11；固定于所述软质管体10上的力学传感器12；与所述力学传感器12电连接的信号处理模块13；以及与所述信号处理模块13电连接的微处理器14。
29.在本实施例中，通过将所述软质管体10铺设于路面上，当有车辆经过碾压时，会将所述软质管体10碾压发生形变，通过所述液体11将该压力传导至所述力学传感器12上，所述力学传感器12将该压力变化采集并转化为电信号传输至所述信号处理模块13，所述信号处理模块13用于将模拟电信号处理转换为数字信号，并将所述数字信号传输至所述微处理器14(mcu)进行后续的处理。通过所述软质管体10来获取车辆在碾压经过时的压力变化，能够有效实现车辆的检测。而且所述软质管体10的造价成本较低，能够实现大面积的铺设。另外，所述软质管体10的外包形状可根据应用需求任意变化、以及所述力学传感器12和所述软质管体10只是物理接触没有连接，因此所述力学传感器12的位置可在所述软质管体10的任何部位，灵活性强。
30.在本实施例中，所述液体采用防冻液体或防漏液体。采用防冻液体能够在低温环境下保证所述碾压传感器及信号处理装置依旧能够正常运行。若是所述碾压传感器及信号处理装置长时间工作在高温或是非低温环境下，则不需要考虑防冻问题，此时则采用防漏液体，以保证液体的泄露而影响所述碾压传感器及信号处理装置的灵敏度。
31.请参考图2，在本实施例中，所述力学传感器12采用压电薄膜传感器或陶瓷压电传感器。具体的，所述陶瓷压电传感器12由金属基底121和压电陶瓷122组成。
32.请参考图3，在本实施例中，所述软质管体10包括：管壁101以及密封于所述管壁101两端的密封盖102。
33.在本实施例中，所述软质管体10的管壁101全部采用或部分采用软质材料。所述软质材料可采用软质高分子材料，具体如软质pvc材料。
34.请继续参考图3，在本实施例中，还包括：固定组件15，用于将所述力学传感器12与所述软质管体10固定连接。具体的，所述固定组件15采用套箍连接件。通过所述套箍将所述力学传感器12固定于所述软质管体10上，其作用是保证所述力学传感器12和软质管体10紧密接触，同时在所述软质管体10受到压力产生形变时不会发生形变，从而让所述软质管体10的压力能作用到所述力学传感器12上。
35.请参考4，在本实施例中，所述信号处理模块13的工作原理如下：
36.所述信号处理模块13通过一个比较器芯片实现，所述力学传感器12采集的输入信号输入到比较器的输入端，比较器的参考电压通过两个电阻连接电源电压vcc和地线gnd来获得。在本实施例中，所述信号处理模块13的具体电路图具体如图5所示。
37.请继续参考图5，在本实施例中，还包括：与所述信号处理模块13电连接的抗干扰组件。具体的，所述抗干扰组件为电阻，通过调整电阻r8和r9的电阻值，使得所述信号处理模块13可以实现参考电压的改变。通过所述抗干扰组件可有效过滤掉由于人踩踏产生的比较小的信号，对短时间内(比如小于1ms)的多个信号进行过滤，过滤掉多余的信号，从而提高了传输信号的精准度。
38.请参考图6，该图示出了所述力学传感器在输入的一个信号幅度变化时，所述信号处理模块的输出值。
39.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。