一种无中继网关地磁车辆检测器的制作方法

本实用新型涉及交通信息技术领域，具体的说是一种无中继网关地磁车辆检测器。

背景技术：

随着经济的不断发展，城市化进程加快，交通需求日益增加，城市内交通拥堵，事故频发。通过对交通信息的实时采集、传输和处理，使用户迅速获知交通信息，可有效提高交通效率和安全，缓解交通拥挤。交通信息采集技术的研究已经开展多年，目前线圈、微波、视频等多种检测方式得到广泛应用。

地感线圈检测器基于地磁感应原理，应用最为广泛，但其安装维护困难，必须中断交通、破坏路面；其次随着车辆增多，车辆对道路的压力导致这类装置的使用寿命也越来越短；路基下沉、盐碱和冰冻等条件严重影响装置的使用。

微波检测利用车辆经过检测区域时引起的电磁波的返回时间或频率的变化进行检测，但受安装条件限制只能顶部正向安装，车速小于20公里/时时无法检测。

视频检测利用车辆进入检测区域导致背景灰度变化的原理来进行检测，需要借助或者单独立杆、穿线；对光照度要求较高，风、雨、雪、雾等天气及逆光会影响检测精度；维护过程占用路面时间长，需高空作业。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种安装简单、维护方便的无中继网关地磁车辆检测器。

一种无中继网关地磁车辆检测器，包括外壳，外壳内设置有磁阻传感器模块、微控制器模块、电源模块、实时时钟模块和无线收发模块；磁阻传感器模块、电源模块、实时时钟模块、无线收发模块分别与微控制器模块相连；

微控制器模块通过I2C方式与实时时钟模块进行通信，对应MSP430单片机的UCB2SCL、UCB2SDA管脚和实时时钟芯片BQ32002的SCL、SDA管脚相连；微控制器模块通过SPI方式与无线收发模块进行通信，对应MSP430单片机的UCB0SOMI、UCB0SIMO、UCB0CLK、UCB0STE管脚和无线收发芯片AT86RF233的MISO、MOSI、SCLK、SEL管脚相连；磁阻传感器模块将地磁量数值转换成电压差分信号发送给放大器，对应磁阻传感器的OUTA+&OUTA-、OUTB+&OUTB-、OUTC+&OUTC-管脚和放大器INA118U芯片的-IN&+IN管脚相连；经放大处理后的地磁量数值传输给微控制器模块MSP430单片机的A/D接口A4管脚。

所述外壳为PC+ABS材质，在外壳上盖采用蜂窝状结构，具有良好的机械强度、韧性和阻燃性，并且具有可以抗击较强冲击能力。

所述微控制器模块采用具有智能控制功能的低功耗单片机MSP430系列，并管理和协调各模块的工作；MSP430系列单片机属于TI公司。

所述磁阻传感器模块采用三轴传感器及其放大电路，通过测量磁阻传感器电压的变化来采集车辆通过时的变化情况；传感器采用Honeywell公司的HMC1052和HMC1041共同组成三轴检测，放大器主要芯片为TI公司的INA118U芯片。

所述无线收发模块的主要芯片为ATMEL公司的AT86RF233，采用广电白频谱通讯方式；用于与外界进行通信，发送检测到的数据。

所述电源模块采用锂亚电池，为3节ER14505，其自放电电流很小，储存寿命达10年以上。

本实用新型的工作原理：当车辆这种铁磁物质经过本实用新型所在的车检器点位时，对该点的磁场强度产生连续扰动，通过磁阻传感器模块采样数据与初始采样数据进行对比，其差值为车辆通过时对该点地球磁场的影响，把该数值在微控制器中进行处理，然后根据需要，把该数据通过无线收发模块传输给智能主机，把接收的数据通过嵌入式微处理器进行处理后，将数据传送到城市通信服务器或现场控制器，向使用者提供道路每一条车道的车头时距、时间占有率、车速及车流量等交通基础数据。

本实用新型无中继网关地磁车辆检测器的优点是：

（1）安装施工方便，无需布设管线，对道路影响小，施工维护过程占用路面时间短，使用寿命长；

（2）检测精度高，受气候影响较小；

（3）功耗低，电池寿命至少5年；

（4）通信传输采用电视白频谱技术，有效避免干扰，传输距离远；

（5）不需要传统地磁的各层级的网关和信号转发器，减少了布设成本，降低了建设难度，简化了网络拓扑结构，便于维护和管理。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的布局位置示意图；

图3为本实用新型的工作原理图；

图4为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明：如图1-图4所示，一种无中继网关地磁车辆检测器，包括外壳，外壳内设置有磁阻传感器模块、微控制器模块、电源模块、实时时钟模块和无线收发模块；磁阻传感器模块、电源模块、实时时钟模块、无线收发模块分别与微控制器模块相连；

微控制器模块通过I2C方式与实时时钟模块进行通信，对应MSP430单片机的UCB2SCL、UCB2SDA管脚和实时时钟芯片BQ32002的SCL、SDA管脚相连；微控制器模块通过SPI方式与无线收发模块进行通信，对应MSP430单片机的UCB0SOMI、UCB0SIMO、UCB0CLK、UCB0STE管脚和无线收发芯片AT86RF233的MISO、MOSI、SCLK、SEL管脚相连；磁阻传感器模块将地磁量数值转换成电压差分信号发送给放大器，对应磁阻传感器的OUTA+&OUTA-、OUTB+&OUTB-、OUTC+&OUTC-管脚和放大器INA118U芯片的-IN&+IN管脚相连；经放大处理后的地磁量数值传输给微控制器模块MSP430单片机的A/D接口A4管脚。

所述外壳为PC+ABS材质，在外壳上盖采用蜂窝状结构，具有良好的机械强度、韧性和阻燃性，并且具有可以抗击较强冲击能力。

所述微控制器模块采用具有智能控制功能的低功耗单片机MSP430系列，并管理和协调各模块的工作；MSP430系列单片机属于TI公司。

所述磁阻传感器模块采用三轴传感器及其放大电路，通过测量磁阻传感器电压的变化来采集车辆通过时的变化情况；传感器采用Honeywell公司的HMC1052和HMC1041共同组成三轴检测，放大器主要芯片为TI公司的INA118U芯片。

所述无线收发模块的主要芯片为ATMEL公司的AT86RF233，采用广电白频谱通讯方式；用于与外界进行通信，发送检测到的数据。

所述电源模块采用锂亚电池，为3节ER14505，其自放电电流很小，储存寿命达10年以上。

如图2所示，具体实施时，用水钻打深度约8cm，直径11.2cm的圆洞，将地磁车辆检测器放入安装孔，检测车辆存在和通过时间。

如图3所示，当车辆这种铁磁物质经过上述车辆检测器点位时，对这个点的磁场强度产生一个连续的扰动，通过磁阻传感器采样数据与初始采样数据进行对比，其差值为车辆通过时对该点地球磁场的影响。

当车辆经过本实用新型无中继网关地磁车辆检测器所在埋设区域时，磁阻传感器根据一定的频率获取受机动车影响的地磁扰动信号，并通过放大电路将信号放大到一定范围内。MSP430单片机读取放大后的地磁信号，并根据相应算法判断当前状态是有车或无车状态，同时将该信息加上时间戳后通过无线收发模块发送给其它接收设备。