基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及交通监测技术领域，特别是涉及一种基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统。


背景技术：

2.交通监测系统被广泛应用于监测道路上的交通信息。目前，现有的用于交通的称重系统均为静态称重，其通常依靠摄像头和雷达对道路上的车辆信息进行监测，但其往往只能测量车辆的速度，获取的信息单一，同时系统设备容易受到腐蚀而损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统，以达到对车辆的速度、轴距、重量一并测量，同时安装简单，不易损坏，延长使用寿命的目的。
4.本实用新型所提供的基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统，包括路面、控制器和显示终端，其特征是，所述路面设置有两个互相平行的沟槽，两个互相平行的沟槽内设置有压电薄膜交通传感器；所述压电薄膜交通传感器通过导线正极线和导线负极线与控制器连接；所述控制器连接显示终端。
5.进一步，所述压电薄膜交通传感器为金属编织芯线、压电薄膜和金属外壳由内到外依次设置制成的同轴结构。
6.进一步，所述金属编织芯线的外侧缠绕有压电薄膜；所述压电薄膜的外侧设置有金属外壳，压电薄膜的缠绕方向是沿生产时金属编织芯线出线的方向的逆时针缠绕或顺时针缠绕，缠绕的层数可以是一层或多层，压电薄膜的正极面与金属编织芯线接触连接，压电薄膜的负极面与金属外壳接触连接。
7.进一步，所述压电薄膜为均聚物pvdf压电薄膜、p（vdf-trfe）压电薄膜、pp压电驻极体薄膜、ptfe压电驻极体薄膜中的任意一种或多种。
8.进一步，所述金属编织芯线为铜编织线；所述金属外壳为铜皮。
9.进一步，所述控制器为stm32控制器。
10.本实用新型所提供的基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统，两个互相平行的沟槽内设置有压电薄膜交通传感器，将压电薄膜交通传感器埋于地下，不易损坏，延长使用寿命。当压电薄膜交通传感器受到路面车辆的压力时，会产生压电效应，从而产生与压力成正比的电荷或电压信号。两个压电薄膜交通传感器之间的垂直距离为s，将两个压电薄膜交通传感器之间的距离除以车辆前轮压过两个压电薄膜交通传感器信号的时间间隔（t
3-t1），就可得出车速s/（t
3-t1）。控制器将电压信号值传输给显示终端，可以直接在显示终端显示车流量、车速、轴距、载重等信息，使用方便。因此，本实用新型利用压电薄膜交通传感器可以同时对车辆的速度、轴距、重量一并测量，并且安装简单，不易损坏，延长使用寿命，节约成本，降低复杂度。
附图说明
11.附图部分公开了本实用新型具体实施例，其中，
12.图1是本实用新型的结构示意图；
13.图2是本实用新型的压电薄膜交通传感器的结构示意图；
14.图3是本实用新型的使用状态图；
15.附图标记：10、压电薄膜交通传感器；11、金属编织芯线；12、压电薄膜；13、金属外壳；14、导线正极线；15、导线负极线；16、路面；17、沟槽；18、控制器；19显示终端。
具体实施方式
16.如图1-2所示，本实用新型所提供的基于压电薄膜交通传感器的道路监测系统，包括路面16、控制器18和显示终端19，路面16设置有两个互相平行的沟槽17，两个互相平行的沟槽17内设置有压电薄膜交通传感器10；压电薄膜交通传感器10通过导线正极线14和导线负极线15与控制器18连接；控制器18连接显示终端19。
17.如图3所示，本实用新型在使用时，首先，在路面16的每条车道上安装压电薄膜交通传感器10。在路面16每条车道上相隔距离s的两个位置，挖出两道宽20mm、深40mm的长方体沟槽17，在沟槽17中放入压电薄膜交通传感器支架，再将压电薄膜交通传感器10放置在支架上，布置好后使用水泥对沟槽17进行封闭。
18.然后，使用两个压电薄膜交通传感器10可计算出车辆的速度。当汽车前轮轮胎经过压电薄膜交通传感器a时，此时控制器18收到压电薄膜交通传感器a传来的脉冲信号，收到后立即开启电子时钟进行计时，此时标记时间t1。当车辆后轮轮胎经过压电薄膜交通传感器a时，此时控制器收到压电薄膜交通传感器a传来的脉冲信号，收到后立即进行电子时钟计时，此时标记时间t2。当车辆前轮轮胎经过压电薄膜交通传感器b时，此时控制器收到压电薄膜交通传感器b传来的脉冲信号，收到后立即进行电子时钟计时，此时标记时间t3。当车辆后轮轮胎经过压电薄膜交通传感器b时，此时控制器收到压电薄膜交通传感器b传来的脉冲信号，收到后立即进行电子时钟计时，此时标记时间t4。两个压电薄膜交通传感器10之间的垂直距离为s，将两个压电薄膜交通传感器10之间的距离s除以车辆前轮压过两个压电薄膜交通传感器10信号的时间间隔（t
3-t1），就可得出车速s/（t
3-t1）。在计算出车速的情况下，单独考虑车辆通过压电薄膜交通传感器a时的情况，已计算出车速为s/（t
3-t1）时，前轮经过交通传感器a到后轮经过交通传感器a所用的时间差为（t
2-t1），则车辆前后轮的轴距为（t
2-t1）
×
s/（t
3-t1）。
19.最后，压电薄膜交通传感器10检测经过其上的车辆轮胎时，产生一个与施加到压电薄膜交通传感器10上的压力成正比的电压信号，车辆载重量越大，压电薄膜交通传感器10输出的电压信号幅度越大；同一辆车前后轮经过同一根压电薄膜交通传感器10产生的两个电压幅度也是不一样的，前轮经过压电薄膜交通传感器10时产生的电压信号幅度较小，后轮经过压电薄膜交通传感器10时产生的电压信号幅度较大。本实用新型使用后轮经过压电薄膜交通传感器10时产生的电压信号，控制器18记录后轮经过压电薄膜交通传感器时产生的电压信号值，此值越大则表示车辆的重量越大。控制器18将电压信号值传输给显示终端19，可以直接在显示终端19显示车流量、车速、轴距、载重等信息，使用方便。
20.上述压电薄膜交通传感器10为金属编织芯线11、压电薄膜12和金属外壳13由内到
外依次设置制成的同轴结构。金属编织芯线11的外侧缠绕有压电薄膜12；压电薄膜12的外侧设置有金属外壳13，金属编织芯线11的外侧缠绕有压电薄膜12；压电薄膜12的外侧设置有金属外壳13，压电薄膜12的缠绕方向可以是沿生产时金属编织芯线11出线的方向的逆时针缠绕或顺时针缠绕，缠绕的层数可以是一层或多层，压电薄膜12的正极面与金属编织芯线11接触连接，压电薄膜12的负极面与金属外壳13接触连接。当压电薄膜交通传感器10受到压力时，会产生压电效应，从而产生与压力成正比的电荷或电压信号。压电薄膜交通传感器10非常坚固，能承受很重的负载，同时安装简单，不易损坏，延长使用寿命。
21.上述压电薄膜12为均聚物pvdf压电薄膜、pvdf-trfe压电薄膜、pp压电驻极体薄膜、ptfe压电驻极体薄膜中的任意一种或多种。压电薄膜12可以使压电薄膜交通传感器10传递来的电压脉冲信号，使压电薄膜交通传感器的道路监测系统可以同时对车辆的速度、轴距、重量一并测量。
22.上述金属编织芯线11为铜编织线；金属外壳13为铜皮。使用金属编织芯线11作为压电薄膜交通传感器10的内电极（正极），使用压电薄膜12作为压电层，压电薄膜12的缠绕方向可以是沿生产时金属编织芯线11出线的方向的逆时针缠绕或顺时针缠绕，缠绕的层数可以是一层或多层，压电薄膜12的正极面与金属编织芯线11接触，压电薄膜12的负极面与金属外壳13接触。外电极为金属外壳13。压电薄膜交通传感器10安装简单，测量信息丰富，可以同时对车辆的速度、轴距、重量一起测量，节约了设备成本，降低了系统复杂度。
23.上述控制器18为stm32控制器。stm32控制器可采集压电薄膜交通传感器10传递来的电压脉冲信号，同时对车辆的速度、轴距、重量一并测量。
24.上述控制器18和显示终端19为市面常见器件，买回使用时仅需按照一同购回的使用说明书连接即可进行使用，故在此不再赘述。