專利名稱：一種車流量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于小型民用雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種運(yùn)用雷達(dá)技術(shù)的車流量檢測(cè)
直O(jiān)
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界各國(guó)的大城市均存在不同程度的交通擁擠問題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通 量的急劇增長(zhǎng)加劇了交通擁擠與阻塞的嚴(yán)重程度。為了解決有限的區(qū)域資源和特定經(jīng)濟(jì)制 約帶來的交通網(wǎng)運(yùn)輸能力下降等一系列問題，智能交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportation Systems, ITS)是一種基于無線或 有線電子信息技術(shù)的新型現(xiàn)代交通系統(tǒng)，其包括信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技 術(shù)、控制技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)。其中，道路交通信息采集作為輸入信息來源應(yīng)用于智能交 通系統(tǒng)中，其擔(dān)負(fù)著提供準(zhǔn)確可靠信息源的功能，從而，使得整個(gè)智能交通系統(tǒng)得以順利準(zhǔn) 確運(yùn)行。在智能交通系統(tǒng)建設(shè)中，車流量信息檢測(cè)作為一個(gè)重要的課題，在城市道路建設(shè)、 國(guó)道高速公路建設(shè)、隧道橋梁建設(shè)，以及交通流的基礎(chǔ)理論研究中，都占有非常重要的位 置。車流量探測(cè)器可分為接觸式和非接觸式兩大類，其中，接觸式探測(cè)器是指埋設(shè)在路面上 或者路基中的傳感裝置，主要包括感應(yīng)環(huán)形線圈、壓電電纜、空氣管道等，這種類型的傳感 裝置的主要缺點(diǎn)就是因?yàn)橐c道路相接觸，安裝與維護(hù)極為不便，通常要破壞路面。非接觸 式探測(cè)器是指安裝在道路的正上方或路邊的傳感裝置，其不與路面發(fā)生接觸，主要包括超 聲波傳感器、紅外傳感器、激光雷達(dá)、視頻圖像處理器，以及微波雷達(dá)等，經(jīng)比較，采用雷達(dá) 來完成ITS系統(tǒng)中車流量和車速的監(jiān)控是目前最好的手段，然而，由于體積較大的缺點(diǎn)和 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)一致性差，難以大批量加工。鑒于以上問題，實(shí)有必要提供一種以克服上述缺陷的車流量檢測(cè)裝置。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種車流量檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易 實(shí)現(xiàn)，且造價(jià)低廉。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了 一種車流量檢測(cè)裝置，包括前端天線射頻單 元，包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線的輸出端相連的低噪放大器、與低噪放大器的輸出端相連的 混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號(hào)處理單元，與前端天線射頻單元的輸出端相連，包括與 混頻器的輸出端相連的自動(dòng)增益控制放大器和與自動(dòng)增益控制放大器的輸出端相連的濾 波放大器；信號(hào)綜合處理單元，與中頻信號(hào)處理單元的輸出端相連，包括數(shù)字信號(hào)處理器、 以及分別與數(shù)字信號(hào)處理器相連的調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元、信號(hào)采樣單元、存儲(chǔ)單 元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號(hào)通過前端天線射頻單元的壓控振蕩器傳輸給 收發(fā)天線。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述收發(fā)天線采用環(huán)形器，且使用零拍型FMCW接收/發(fā)射機(jī)平臺(tái)；作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元包括與數(shù) 字信號(hào)處理器相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與前端天 線射頻單元相連的濾波放大器；作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述信號(hào)采樣單元包括與數(shù) 字信號(hào)處理器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與中頻信 號(hào)處理單元相連的信號(hào)調(diào)理器；作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述存儲(chǔ)單元包括分別與數(shù) 字信號(hào)處理器相連的復(fù)位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH;作為本實(shí)用新型的優(yōu)選 方案，所述通信單元包括與數(shù)字信號(hào)處理器相連的RS232接口電路和RS485接口電路；作為 本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述信號(hào)綜合處理單元進(jìn)一步包括分別與數(shù)字信號(hào)處理器相連的 RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型車流量檢測(cè)裝置至少具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型采 用DSP芯片來實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)處理部分所需的全部功能，如此，整個(gè)裝置芯片數(shù)量大大減少， 體積明顯減小，成本得到進(jìn)一步降低；另外，三角波的產(chǎn)生直接由DSP芯片控制，其幅度，頻 率方便調(diào)整，體積顯著縮小，成本大大降低，更好滿足與外界系統(tǒng)的集成，提高了設(shè)備的精 度、工作可靠性和有效性，能夠滿足智能交通發(fā)展的需求，取得良好的社會(huì)效益。
圖1是本實(shí)用新型車流量檢測(cè)裝置的系統(tǒng)原理框圖；圖2是圖1中信 號(hào)綜合處理單元的框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖具體介紹本實(shí)用新型車流量檢測(cè)裝置的最優(yōu)實(shí)施 例請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型車流量檢測(cè)裝置包括前端天線射頻單元、中頻信號(hào)處理單 元，以及信號(hào)綜合處理單元，其中，中頻信號(hào)處理單元的輸入端與前端天線射頻單元的輸出 端相連，信號(hào)綜合處理單元的輸入端與中頻信號(hào)處理單元的輸出端相連。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1所示，所述前端天線射頻單元包括收發(fā)天線、低噪放大器、混頻 器，以及壓控振蕩器，其中，低噪放大器的輸入端與收發(fā)天線的輸出端相連，混頻器的輸入 端與低噪放大器的輸出端相連，同時(shí)，混頻器的輸入端還與壓控振蕩器的輸出端相連。另 外，收發(fā)天線采用環(huán)形器以使發(fā)射、接收隔離，并使用標(biāo)準(zhǔn)的零拍型FMCW接收/發(fā)射機(jī)平 臺(tái)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1所示，中頻信號(hào)處理單元包括自動(dòng)增益控制(Automatic GainControl,以下簡(jiǎn)稱AGC)放大器和濾波放大器，所述AGC放大器的輸入端與混頻器的輸 出端相連，濾波放大器的輸入端與AGC放大器的輸出端相連。所述中頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍達(dá) 70dB,由于經(jīng)混頻后的信號(hào)頻率處于一定帶寬內(nèi)，并且存在幅度較大的三角波泄漏信號(hào)，因 此，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制處理，最后，輸出-IV +IV之間的模擬信號(hào)給信號(hào)綜合 處理單元。請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，所述信號(hào)綜合處理單元包括數(shù)字信號(hào)處理器 (DigitalSignal Processor,以下簡(jiǎn)稱DSP)、調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元、采樣單元、存 儲(chǔ)單元、通信單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(Real-Time Clock,以下簡(jiǎn)稱RTC)芯片、JTAG接口，以及CLK芯片。所述DSP是信號(hào)綜合處理單元的核心，采用TI公司的TMS320VC5502的DSP芯 片，其系統(tǒng)主頻為300MHz，最大處理能力高達(dá)600MIPS，具有32KX16bit的片內(nèi)RAM、 16KX16bit的片內(nèi)R0M、8MX16bit的外部存儲(chǔ)空間、3個(gè)多通道緩沖串口。所述調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元包括數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(Digital AnalogConverter,以下簡(jiǎn)稱DAC)和濾波放大器，其中，DAC的輸入端與DSP的輸出端相連，濾波放 大器的輸入端與DAC的輸出端相連。所述采樣單元包括模-數(shù)轉(zhuǎn)化器(Analogue Digital Convert,以下簡(jiǎn)稱ADC)和 信號(hào)調(diào)理器，其中，ADC的輸入端與DSP的輸出端相連，信號(hào)調(diào)理器的輸入端與ADC的輸出 端相連，用以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、隔離、濾波等，從而改善采樣的數(shù)據(jù)的可靠性。存儲(chǔ)單元包括分別與DSP相連的復(fù)位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH，其 中，程序FLASH用于對(duì)輸入到DSP中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，數(shù)據(jù)FLASH用于對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘(Real-Time Clock,以下簡(jiǎn)稱RTC)芯片為系統(tǒng)一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，為運(yùn)行在 DSP上的應(yīng)用程序提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；另外，由于在開發(fā)DSP的時(shí)候，首先要對(duì)其進(jìn)行軟件編程 及調(diào)式，然后將通過了軟件仿真的程序下載到DSP中運(yùn)行，因此，本實(shí)用新型裝置進(jìn)一步包 括與DSP相連的JTAG接口，用于與系統(tǒng)仿真器相連，從而完成軟件的在線調(diào)試。電源電路，整個(gè)裝置的電源由交流220V市電供電，經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)換為24V直流電， 然后傳輸給本系統(tǒng)，給本系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行供電。系統(tǒng)上電后，首先DSP從數(shù)據(jù)FLASH及程序FLASH中分別獲取出廠雷達(dá)參數(shù)設(shè)置 和主程序塊，經(jīng)過一系列的初始化后，由DSP內(nèi)部的多通道帶緩沖串行接口發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過 DAC產(chǎn)生前端所需要的調(diào)頻三角波，作用于壓控振蕩器，這時(shí)，收發(fā)天線便可以發(fā)出一定頻 率的調(diào)頻連續(xù)波，照到目標(biāo)車輛。通過目標(biāo)車輛的散射，部分的回波信號(hào)被收發(fā)天線采集 到，通過混頻器混頻后得到中頻信號(hào)。該中頻信號(hào)是微弱的，這時(shí)就需要中頻信號(hào)處理單元 對(duì)其進(jìn)行濾波、放大以及電平調(diào)理，以送入信號(hào)綜合處理單元中的采樣單元，并在DSP中進(jìn) 行雜波濾除，F(xiàn)FT，功率譜估計(jì)，目標(biāo)提取和識(shí)別等一系列的運(yùn)算。最后，將是上述運(yùn)算出來 的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。DSP內(nèi)部的定時(shí)器可以對(duì)時(shí)間邊界進(jìn)行控制，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可以同時(shí)對(duì)這 些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或傳輸?shù)雀鞣N任務(wù)。以上所述僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變 換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求一種車流量檢測(cè)裝置，其特征在于包括前端天線射頻單元，包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線的輸出端相連的低噪放大器、與低噪放大器的輸出端相連的混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號(hào)處理單元，與前端天線射頻單元的輸出端相連，包括與混頻器的輸出端相連的自動(dòng)增益控制放大器和與自動(dòng)增益控制放大器的輸出端相連的濾波放大器；信號(hào)綜合處理單元，與中頻信號(hào)處理單元的輸出端相連，包括數(shù)字信號(hào)處理器、以及分別與數(shù)字信號(hào)處理器相連的調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元、信號(hào)采樣單元、存儲(chǔ)單元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號(hào)通過前端天線射頻單元的壓控振蕩器傳輸給收發(fā)天線。
2.如權(quán)利要求1所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述收發(fā)天線采用環(huán)形器，且使 用零拍型FMCW接收/發(fā)射機(jī)平臺(tái)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述調(diào)制三角波信號(hào)生成 輸出單元包括與數(shù)字信號(hào)處理器相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相 連，輸出端與前端天線射頻單元相連的濾波放大器。
4.如權(quán)利要求3所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)采樣單元包括與數(shù)字 信號(hào)處理器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，輸出端與中頻信號(hào) 處理單元相連的信號(hào)調(diào)理器。
5.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述存儲(chǔ)單元包括分別與數(shù)字 信號(hào)處理器相連的復(fù)位和看門狗、程序FLASH，以及數(shù)據(jù)FLASH。
6.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述通信單元包括與數(shù)字信號(hào) 處理器相連的RS232接口電路和RS485接口電路。
7.如權(quán)利要求4所述的車流量檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)綜合處理單元進(jìn)一步 包括分別與數(shù)字信號(hào)處理器相連的RTC芯片、JTAG接口，以及CLK。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種車流量檢測(cè)裝置，包括前端天線射頻單元、與前端天線射頻單元相連的中頻信號(hào)處理單元，以及與中頻信號(hào)處理單元相連的信號(hào)綜合處理單元，前端天線射頻單元包括收發(fā)天線、與收發(fā)天線相連的低噪放大器、與低噪放大器相連的混頻器，以及壓控振蕩器；中頻信號(hào)處理單元包括與混頻器相連的AGC放大器和與AGC放大器相連的濾波放大器；信號(hào)綜合處理單元包括數(shù)字信號(hào)處理器和分別與數(shù)字信號(hào)處理器相連的調(diào)制三角波信號(hào)生成輸出單元、信號(hào)采樣單元、存儲(chǔ)單元，以及通信單元，其中，所述調(diào)制三角波信號(hào)通過壓控振蕩器傳輸給收發(fā)天線，本實(shí)用新型采用DSP芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的全部功能，芯片數(shù)量減少，整個(gè)系統(tǒng)的體積減小，成降低。
文檔編號(hào)G01S13/91GK201667129SQ20102016320
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者兀旦暉, 呂岑, 張玉杰, 李秦君, 楊萍 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)