專利名稱：車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種探測裝置，特別是一種車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭。
通過國際聯(lián)機檢索，查閱了中國專利、美國專利、日本專利、世界專利，其中與本發(fā)明比較接近的是日本專利，該專利號為昭63-13240，名稱是“交通流量自動觀察設(shè)備”。該觀察設(shè)備的技術(shù)方案包括有地面?zhèn)鞲衅飨盗?、聲納探測頭、地面?zhèn)鞲衅餍盘枡z測、超聲波信號檢測器、邏輯控制器、單片微機、ROM存儲器、RAM存儲器、串行接口電路、光纖傳輸電路和供電電源。其原理是在路面上輔設(shè)一系列傳感器，來實現(xiàn)對過往車輛的大小、長短、重量的測量，并且在車道上安裝了超聲波傳感器，利用超聲波多普勒效應(yīng)檢測是否有車及車輛的行駛速度。該技術(shù)方案的不足是當?shù)孛鎮(zhèn)髌魇Щ虿挥脮r，就不能探測到緩慢行駛的車輛和停止在探測點處的車輛。同時，由于在地面輔設(shè)傳感器，傳感器容易損壞，且不便于路面維護，安裝工程也復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于，提供一種不用地面?zhèn)鞲衅?，且能探測緩慢行駛或停止在探測點的車輛的車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭。
本發(fā)明是由下列措施實現(xiàn)的它包括有能發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)、能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器、具有分頻功能的分頻器、能控制發(fā)射系統(tǒng)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)、控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)、控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)、控制脈沖累積器的觸發(fā)器(7)、與非門(8)、與非門(9)、與非門(11)、與非門(12)、接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)、具有抗干擾能力的脈沖累積器、繼電器、為整體電路供電的電源，其特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器的輸出給分頻器，分頻器的輸出給觸發(fā)器(4)，觸發(fā)器(4)輸出兩路，第一路輸出給發(fā)射系統(tǒng)，第二路同時輸出給觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器，脈沖積累器輸出給繼電器，電源給所有電路供電。為實現(xiàn)同一目的且具有相同效果的另一種技術(shù)方案是它包括發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)、能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器、具有分頻功能的分頻器、能控制發(fā)射系統(tǒng)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)、控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)、控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)、控制脈沖累積器的觸發(fā)器(7)、與非門(8)、與非門(9)、與非門(11)、與非門(12)、接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)、具有抗干擾能力的脈沖累積器、繼電器、為整體電路供電的電源，其特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器的輸出給分頻器，分頻器輸出一路，同時輸出給觸發(fā)器(4)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(4)輸出給發(fā)射系統(tǒng)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器，脈沖積累器輸出給繼電器，電源給所有電路供電。本技術(shù)方案的原理是振蕩器輸出信號經(jīng)分頻得到低頻信號，用它來使觸發(fā)器(4)產(chǎn)生發(fā)射控制脈沖，從而控制發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生窄脈沖超聲波信號，并經(jīng)聲納發(fā)射，接收系統(tǒng)接收來自目標的反射波，并檢出負脈沖，即目標信號，利用觸發(fā)器(5)與觸發(fā)器(6)產(chǎn)生的兩個時間門信號，并用與非門(8)、(9)、(11)、(12)判斷發(fā)射控制脈沖與目標信號的時間間隔是否處在有效時間門內(nèi)，進而判斷有無車輛。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有以下有益效果①測量效果好。對以不同速度行駛的車輛都可以測量，不論是快速、慢速或者速度為零的行駛車輛均可測量;對不同類型的車輛，如卡車、公共汽車、小汽車、機動三輪車、客貨兩用車、手扶拖拉機等各種運輸車，都能測量;測量準確，即對每一輛車而言，繼電器吸合一次，也就表示通過一輛車。②抗干擾能力強。這是由于該探測頭采用了脈沖積累器之故。③經(jīng)濟效益好。該探測頭設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。本發(fā)明可以用于交通管制系統(tǒng)中，在使用時，對每一個車道，只需將一個這樣的探測頭安放在車道中央上方一定高度處，頭朝下。每一個探測頭只探測對應(yīng)車道上的車輛，對相鄰車道上的車輛無反應(yīng)，相鄰兩車道上的探測頭互相無影響。


附圖1是車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭技術(shù)方案1的結(jié)構(gòu)示意方框圖。
附圖2是車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭技術(shù)方案2的結(jié)構(gòu)示意方框圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述本發(fā)明包括有能發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)(1)，是用普通三極管、二極管、電阻、電容、40KHz的聲納器做成的;能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器(2)，是采用74LS04集成電路與電阻、電容、固有頻率為3MHz的晶體做成的;它產(chǎn)生3MHz的方波信號;具有分頻功能的分頻器(3)，是采用74LS390集成電路做成的，分頻200000倍，輸出15Hz的方波信號;能控制發(fā)射系統(tǒng)(1)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)，是采用74ls123集成電路及電阻、電容做成的，在分頻器輸出方波的上升沿處產(chǎn)生一個4mS的脈寬的正脈沖和一個4mS的負脈沖;控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)，是采用74ls123集成電路做成的，在觸發(fā)器(4)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個10mS的脈寬的負脈沖;控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)，是采用74LS123集成電路做成的，在觸發(fā)器(4)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個25-27.5mS脈寬的正脈沖;控制脈沖累積器(13)的觸發(fā)器(7)，是采用74LS123集成電路做成的，在與非門(12)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個25mS的正脈沖;用來將接收系統(tǒng)(10)輸出的脈沖信號反相的與非門(8)、利用觸發(fā)器(5)輸出的負脈沖信號來消除接收系統(tǒng)(10)輸出的非目標信號的與非門(9)、用來使與非門(9)的輸出信號反相的與非門(11)、利用觸發(fā)器(6)輸出的正脈沖判斷目標信號是否處在規(guī)定的時間門限內(nèi)的與非門(12)，采用的是74ls00集成電路;利用觸發(fā)器(5)輸出的負脈沖信號來消除接收系統(tǒng)(10)輸出的非目標信號;利用觸發(fā)器(6)輸出的正脈沖判斷目標信號是否處在規(guī)定的時間門限內(nèi);接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)(10)是用普通三極管、二極管、電阻、電容做成的，它接收來自目標的反射波，并檢波出負脈沖信號;具有抗干擾能力的脈沖累積器(13)，是采用普通二極管、電容、電阻、三極管做成的，它能在觸發(fā)器(7)連續(xù)輸出兩個以上脈沖時，輸出正電平信號，在觸發(fā)器(7)連續(xù)輸出兩個以上O電平信號時變成O電平信號;繼電器(13)采用的是普通繼電器，它在脈沖累積器(13)輸出變成高電平時吸合，在脈沖累積器(13)輸出變成O電平時開啟;為整體電路供電的電源(15)，采用的是通用變壓、整流、穩(wěn)壓電路，在220V交流電源供電的情況下輸出+9V和5V兩種直流電壓。本發(fā)明技術(shù)方案的特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器(2)的輸出給分頻器(3)，分頻器(3)的輸出給觸發(fā)器(4)，觸發(fā)器(4)輸出兩路，第一路輸出給發(fā)射系統(tǒng)(1)，第二路同時輸出給觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)(10)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器(13)，脈沖積累器(13)輸出給繼電器(14)，電源(15)給所有電路供電。
另一種技術(shù)方案是它包括能發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)(1)，是用普通三極管、二極管、電阻、電容、40KHz的聲納器做成的;能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器(2)，是采用74LS04集成電路與電阻、電容、固有頻率為3MHz的晶體做成的;它產(chǎn)生3MHz的方波信號;具有分頻功能的分頻器(3)，是采用74LS390集成電路做成的，分頻200000倍，輸出15Hz的方波信號;能控制發(fā)射系統(tǒng)(1)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)，是采用74ls123集成電路及電阻、電容做成的，在分頻器輸出方波的上升沿處產(chǎn)生一個4mS的脈寬的正脈沖和一個4mS的負脈沖;控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)，是采用74ls123集成電路做成的，在觸發(fā)器(4)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個10mS的脈寬的負脈沖;控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)，是采用74LS123集成電路做成的，在觸發(fā)器(4)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個25-27.5mS脈寬的正脈沖;控制脈沖累積器(13)的觸發(fā)器(7)，是采用74LS123集成電路做成的，在與非門(12)輸出的負脈沖的下降沿處產(chǎn)生一個25mS的正脈沖;用來將接收系統(tǒng)(10)輸出的脈沖信號反相的與非門(8)、利用觸發(fā)器(5)輸出的負脈沖信號來消除接收系統(tǒng)(10)輸出的非目標信號的與非門(9)、用來使與非門(9)的輸出信號反相的與非門(11)、利用觸發(fā)器(6)輸出的正脈沖判斷目標信號是否處在規(guī)定的時間門限內(nèi)的與非門(12)，采用的是74ls00集成電路;利用觸發(fā)器(5)輸出的負脈沖信號來消除接收系統(tǒng)(10)輸出的非目標信號;利用觸發(fā)器(6)輸出的正脈沖判斷目標信號是否處在規(guī)定的時間門限內(nèi);接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)(10)是用普通三極管、二極管、電阻、電容做成的，它接收來自目標的反射波，并檢波出負脈沖信號;具有抗干擾能力的脈沖累積器(13)，是采用普通二極管、電容、電阻、三極管做成的，它能在觸發(fā)器(7)連續(xù)輸出兩個以上正脈沖時，它輸出正電平信號，在觸發(fā)器(7)連續(xù)輸出兩個以上O電平信號時變成O電平信號;繼電器(13)采用的是普通繼電器，它在脈沖累積器(13)輸出變成高電平時吸合，在脈沖累積器(13)變成O電平時開啟;為整體電路供電的電源(15)，采用的是通用變壓、整流、穩(wěn)壓電路，在220V交流電源供電的情況下輸出+9V和+5V兩種直流電壓。本發(fā)明技術(shù)方案的特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器(2)的輸出給分頻器(3)，分頻器(3)的輸出一路，同時輸出給觸發(fā)器(4)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(4)輸出給發(fā)射系統(tǒng)(1)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)(10)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器(13)，脈沖積累器(13)輸出給繼電器(14)，電源(15)給所有電路供電。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭，它包括有能發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)(1)、能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器(2)、具有分頻功能的分頻器(3)、能控制發(fā)射系統(tǒng)(1)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)、控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)、控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)、控制脈沖累積器(13)的觸發(fā)器(7)、與非門(8)、與非門(9)、與非門(11)、與非門(12)、接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)(10)、具有抗干擾能力的脈沖累積器(13)、繼電器(14)、為整體電路供電的電源(15)，其特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器(2)的輸出給分頻器(3)，分頻器(3)的輸出給觸發(fā)器(4)，觸發(fā)器(4)輸出兩路，第一路輸出給發(fā)射系統(tǒng)(1)，第二路同時輸出給觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)(10)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器(13)，脈沖積累器(13)輸出給繼電器(14)，電源(15)給所有電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭，它包括發(fā)射超聲波的發(fā)射系統(tǒng)(1)、能產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的晶體振蕩器(2)、具有分頻功能的分頻器(3)、能控制發(fā)射系統(tǒng)(1)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)的觸發(fā)器(4)、控制與非門(9)的觸發(fā)器(5)、控制與非門(12)的觸發(fā)器(6)、控制脈沖累積器(13)的觸發(fā)器(7)、與非門(8)、與非門(9)、與非門(11)、與非門(12)、接收來自目標的反射波并檢出負脈沖的接收系統(tǒng)(10)、具有抗干擾能力的脈沖累積器(13)、繼電器(14)、為整體電路供電的電源(15)，其特征在于它們之間的連接關(guān)系是晶體振蕩器(2)的輸出給分頻器(3)，分頻器(3)輸出一路，同時輸出給觸發(fā)器(4)、觸發(fā)器(5)和觸發(fā)器(6)，觸發(fā)器(4)輸出給發(fā)射系統(tǒng)(1)，觸發(fā)器(5)輸出給與非門(9)，接收系統(tǒng)(10)輸出給與非門(8)，與非門(8)輸出給與非門(9)，與非門(9)輸出給與非門(11)，與非門(11)輸出給與非門(12)，觸發(fā)器(6)輸出給與非門(12)，與非門(12)輸出給觸發(fā)器(7)，觸發(fā)器(7)輸出給脈沖積累器(13)，脈沖積累器(13)輸出給繼電器(14)，電源(15)給所有電路供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛流量探測系統(tǒng)的探測頭。它包括有發(fā)射系統(tǒng)、晶體振蕩器、分頻器、觸發(fā)器、與非門、接收系統(tǒng)、脈沖積累器、繼電器和電源。它克服了采用超聲波多普勒效應(yīng)原理的技術(shù)方案不能探測停止在探測頭下和緩慢經(jīng)過的車輛。本發(fā)明的特點測量效果好；抗干擾能力強；結(jié)構(gòu)簡單；成本低。因此，本發(fā)明可廣泛用于交通管制系統(tǒng)。
文檔編號G08G1/065GK1097258SQ9311157
公開日1995年1月11日 申請日期1993年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月3日
發(fā)明者楊亦春 申請人:南京理工大學(xué)