無線地磁道路流量檢測方案
1:應(yīng)用原理及系統(tǒng)組成
任何一個(gè)具有鐵磁性的物體,比如汽車、火車等,無論是靜止的還是運(yùn)動的,地磁檢測器都可以檢測到由于其存在或者運(yùn)動而引起的地球磁場的變化,如圖所示。一般來說,車輛輪胎和車輛發(fā)動機(jī)處對地球磁場的擾動尤其明顯,不同類型的車輛對地磁場產(chǎn)生的干擾程度也不一樣,干擾程度會隨著車輛上鐵磁性物體的分布不同而有所變化。因此,通過地磁傳感器采集磁場數(shù)據(jù),分析磁場的擾動變化就可以判斷有無車輛經(jīng)過,這也是當(dāng)前地磁檢測器檢測車輛通過以獲得各項(xiàng)交通參數(shù)的原理。
無線地磁車輛檢測系統(tǒng)由若干個(gè)地磁車輛檢測器、一個(gè)信號接收機(jī)(可擴(kuò)展接收天線)、一個(gè)數(shù)據(jù)輸出單元(兩種輸出單元可選),共三個(gè)功能模塊組成,將它們安裝在城市主要的交通路口,通過三個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作,為交通信號接收機(jī)提供當(dāng)前交通路口的實(shí)時(shí)車流量情況。
地磁車輛檢測器:作為系統(tǒng)信息采集終端,車輛檢測器埋設(shè)于待測車道的中央,采集車輛通過檢測器時(shí)地球磁場的變化曲線,根據(jù)地磁場變化曲線判斷車輛的存在和通過。當(dāng)檢測到車輛通過后,檢測器將數(shù)據(jù)發(fā)給信號接收機(jī)。
信號接收機(jī):用來接收和發(fā)送檢測器發(fā)送的檢測結(jié)果,將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給予交通信號機(jī)直接連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,當(dāng)系統(tǒng)在大路口使用時(shí),可以增加擴(kuò)展天線,用來增強(qiáng)接收的范圍和距離,防止數(shù)據(jù)丟失,保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的傳輸。
數(shù)據(jù)輸出單元:一個(gè)數(shù)據(jù)輸出單元最多可以為交通信號機(jī)提供20個(gè)車道的信息,使用時(shí)安裝在信號控制機(jī)箱內(nèi),輸出接口與交通信號機(jī)直接連接,輸出信號為檢測器的檢測結(jié)果。對于輸出單元有兩個(gè)輸出狀態(tài):有車通過或者沒有車輛通過,檢測結(jié)果可以20路輸出單元輸出給交通信號機(jī)也可以通過485信號轉(zhuǎn)換模塊輸出給交通信號機(jī)。
2:系統(tǒng)特點(diǎn)
1:防護(hù)等級高,環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)
1)采用強(qiáng)度雙向螺紋外殼:可以有效增強(qiáng)與路面的絞合力;
2)采用高品質(zhì)灌膠封裝:所有接口螺紋處都用高品質(zhì)灌膠封裝,高壓下防水效果強(qiáng);
3)防護(hù)等級達(dá)到IP67;
4)通過嚴(yán)格的整體高低溫測試:整體設(shè)備達(dá)到-40。
2:體積小,壽命長
WAVE檢測器是目前市場上體積最小的無線地磁檢測器,安裝破路更小,強(qiáng)度更大,抗碾壓。WAVE檢測器在減小體積的同時(shí),優(yōu)化天線配置,傳輸距離可達(dá)150米以上,且折射傳輸條件更為優(yōu)越,在冰雪覆蓋與車輛密集情況下,檢測質(zhì)量得到了有效提高。
使用超低功耗的定制協(xié)議,相比ZIGBEE等專用模塊,采用了更小的通信模塊,且功耗大幅度降低。電池體積降低,電池壽命更長。
3:成熟檢測算法,精度高
繼承了德國檢測線圈專業(yè)成熟的車輛檢測計(jì)算方法,并根據(jù)地磁特性進(jìn)行了針對性優(yōu)化,線圈之間實(shí)現(xiàn)互相同步與校驗(yàn)算法,能夠提高檢測準(zhǔn)確性,并能很大程度避免跨道,變道行車造成的干擾。
4:智能磁場校正與異常檢測,少維護(hù)
系統(tǒng)可以自動的對周圍磁場變化進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)發(fā)現(xiàn)磁場異常時(shí)自動校正或報(bào)警;系統(tǒng)有多向檢測驗(yàn)證方法,當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,通信異常等情況下會自動校正或者重啟,并留下日志。減少系統(tǒng)的人工監(jiān)視與維護(hù)。
3:功能與指標(biāo)
具有多軸檢測,不受相鄰車輛干擾;
采用2.4G ISM波段無線傳輸;
接口形式:I/O(電平與開關(guān)量等),RS485和RJ45
流量準(zhǔn)確率不小于98%;
平均車速準(zhǔn)確率±5%,檢測速度范圍0~180km/h;
平均占有率準(zhǔn)確率不小于85%;
16級靈敏度可調(diào);
恢復(fù)時(shí)間小于10ms;
電磁干擾保護(hù)等級:IEC801;
平均故障間隔時(shí)間(MTBF)>10000小時(shí);
平均無故障率不低于100萬次;
檢測器具有自動斷電重啟的功能;
系統(tǒng)各設(shè)備具有遠(yuǎn)程固件升級;
檢測器具有依據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r自校準(zhǔn)功能;
工作環(huán)境溫度:-40℃~+80℃,相對濕度:0到95%;
供電:12V±4V,DC;
接收機(jī)可以同時(shí)兼容各類無線地磁檢測器與車載電子標(biāo)簽。
4:拓展應(yīng)用
車輛門禁系統(tǒng)
快速公交/特種車輛 優(yōu)先通行系統(tǒng)
高速公路車流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)
城市道路/高速公路 超速抓拍系統(tǒng)
禁停區(qū)抓拍系統(tǒng)
城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)