专利名称：一种线圈检测装置、检测系统及其检测方法
技术领域：
本发明涉及车辆检测技术，特别涉及线圈检测装置、检测系统及其检测方法。
背景技术：
目前市场上的线圈检测器通常有3部分构成，通讯卡(CU)、管理卡(MU) 和若干检测卡(DU)，如图1所示。其中，若干检测卡(DU)通过总线与一 块管理卡(MU)相连，管理卡(MU)再通过通讯卡(CU)与外部设备相连。 检测卡(DU)负责线圈频率变化的测量，每个检测卡(DU)可以连接4个线 圈，通过线圏的变化测量车道上通过的车辆信息。管理卡(MU)负责将与其 相连的所有检测卡(DU)的检测数据进行统计并对统计结果进行存储，对检 测卡(DU)的运行状态进行监测，根据检测卡(DU)输出的检测数据进行速 度、车长的计算。通讯卡(CU)负责管理卡(MU)与外部设备的通讯，将管 理卡(MU)的检测结果发送到外部设备，接收来自外部设备对管理卡(MU) 和检测卡(DU)的设置信息并发送到管理卡(MU)和检测卡(DU)。
上述线圈监测器的缺点是①系统需要3种不同类型的板卡，增加了复杂 度、降低了可靠性；②管理卡和通讯卡的价格较高，虽然用量小但是会增加用 户的维护成本；③只能采用集中采集方式，当检测区域大时，线圈馈线太长， 导致安装和施工成本升高；④对于不同的地点，需要设置的检测卡数量不同， 而管理卡的存储用量是固定的，有时造成管理卡存储能力浪费或存储能力不 足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有通讯和存储能力的线圈检测装置、由上述 线圈检测装置构成的检测系统及其检测方法。
本发明的技术方案是 一种线圈检测装置，包括用于对与所述线圈检测装 置相连的线圈进行检测的检测模块，还包括管理模块，其用于从所述检测模 块获得检测数据，对上述数据进行统计、计算，并存储到其存储单元中；通讯 模块，其用于从所述管理模块或其第二通讯接口获得检测数据，并通过其第一 通讯接口发送出去。
其中，所述第一通讯接口可以为下列标准串行接口中的一种通用异步接
口 UART、通用串行总线USB接口、同步通讯接口 SDLC。上述通用异步接 口 UART可以采用的电气协议有RS-232、 RS-485或RS-422。上述第一通讯接 口也可以为标准以太网接口。
而所述第二通讯接口可以为下列现场总线接口中的一种CAN (Controller AreaNetwork,控制器局部网)总线、Lonworks (LONWORKSNetworks，分 布式智能控制网络技术)总线接口 、 PROFIBUS总线接口 、 FF (FoudationFieldbus，基金会现场总线)总线接口、 AnyBus总线(一种嵌入式 现场总线)接口、 WorldFIP (World Factory Instrumentation Protocol,世界工厂 设备协议)总线接口、 P-NET (是一种多主站、多网络系统)总线接口、 INTERBUS总线(包括远程总线网络和本地总线网络)接口、DNET(DeviceNet， 设备网络)总线接口、 ControlNET (控制网络)总线接口、 LIGHTBUS (光导 总线)总线接口、 MODBUS (是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议) 总线接口和CC-LINK (Control & Communication Link,控制和通讯链接)总 线接口 。上述第二通讯接口也可以为标准以太网接口或通用串行总线接口 。
本发明还提供了一种基于上述线圈检测装置的线圈检测系统，包括主控制 装置和至少一个线圈检测装置，其中，各线圈检测装置通过对应其第二通讯接 口的通讯总线相连，其中被设定为主线圈检测装置的线圈检测装置通过对应其 第一通讯接口的通讯与所述主控制机相连；所述主线圈检测装置通过其第二通 讯接口从其它线圈检测装置获得对应检测数据、或从其自身存储单元中获得其 检测数据，并通过其第一通讯接口发送到所述主控制装置。
本发明线圈检测系统钟，所述主控制装置可以为计算机，所述计算机与互 联网相连。当然，所述计算机也可以不与互联网相连。
本发明还提供了一种基于上述线圈检测系统的线圈检测方法，包括以下步
骤(a)，所述线圈检测装置实时对与其相连的各线圈进行检测，输出一定频 率的信号到所述管理模块；(b),所述管理模块对接收到的信号进行统计、计 算，得到对应车道上经过对应线圈的车辆信息，并存储到其存储单元中；(c)， 所述主线圈检测装置的通讯模块从其管理模块获取检测数据，或从其第二通讯 接口获得对应线圈检测装置的检测数据，并通过其第一通讯接口发送到所述主 控制装置。
进一步的，所述步骤(C)之前还可以进一步包括步骤(COI)，所述主控
制装置发送接收信号到所述主线圈检测装置；(c02)，所述主线圈检测装置通 过其第二通讯接口将所述接收到的信号发送给其它线圈检测装置。
其中，所述车辆信息至少包括下列中的一种车辆进入线圈时间、车辆离 开线圈时间、是否逆行、是否压线、车速、车长、车型分类、车流量、占有率。
本发明的有益效果在于①系统只需要1种板卡，降低了系统的复杂度， 提高了系统的可靠性；②用户只需要对1种板卡进行备货，降低了备货成本； (D支持分布式结构，线圈检测装置可以靠近线圈埋设点安装，不同线圈检测装 置之间可通过廉价的通讯线连接，大大降低整个系统的安装成本和安装复杂 度；④存储量与线圈检测装置的数量成正比关系，不会出现存储量不足或浪费 现象。
图1是现有线圈监测器的结构图。
图2是本发明一种线圈检测装置的结构图。
图3是本发明中一种线圈检测系统的结构示意图。
图4是本发明中一种线圈检测方法的流程图。
具体实施例方式
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图2所示，本发明一种线圈检测装置1主要包括检测模块11、管理模 块12和通讯模块13。
其中，检测模块ll可以连接多个线圈，相应的，检测模块ll包括与线圈 数目相同个防雷电路和振荡电路。本实施例中，检测模块11可连接四个环形 线圈(LOOP1到LOOP4)。 一个线圈通过线圈接入端子与一个防雷电路和一 个振荡电路串联连接，组成一条检测通路。其检测原理是振荡电路产生电磁 场，当金属物体通过磁场时，引起磁通量的变化，金属物体内产生涡流，涡流 产生的磁场方向与线圈产生的磁场方向相反，产生的互感造成环形线圈的电感 系数的减少。由于环形线圈检等效电感变小因此造成线圈震荡频率升高，检测 模块11实时检测线圈的变化并将检测数据输出。由于本发明检测模块11中的 防雷电路和振荡电路是目前比较成熟的技术，故不在此进行详述。
管理模块12的功能主要是对检测模块11的输出进行统计、计算，根据检 测数据频率大小确定对应车道上通过对应线圈的车辆信息，如车辆进入线圈时 间、车辆离开线圈时间、是否逆行、是否压线、车速、车长、车型(小型汽车、 公交车、货车等)、车流量、占有率等，并将检测结果存储到其存储单元中。 管理模块12还可通过检测模块11的输出判断线圈状态，具有断路和短路检测 功能。
本实施例采用中央处理器(CPU)来实现管理模块12的功能。为了方便 控制，本发明线圈检测装置1中还设置有拨码开关键14，其与管理模块12相 连，可用于设置线圈检测装置1的主从关系、检测的灵敏度、检测模块ll输 出通道中数据的存在时间和输出方式等。同时还可以设置有与管理模块12相 连的LED指示电路15，用于每个线圈状态，如故障、有车辆进入或离开线圈 等，还可用于在用拨码开关14设置中央处理器时指示当前设置参数信息。还 可以设置与管理模块12相连的线路故障继电器，用于在线圈检测装置1出现 故障的时候断掉线圈检测装置。上述存储单元可以是与所述中央处理器相连的 存储器(FLASH )。
通讯模块13主要用于完成管理模块12与外部主控制装置2之间的通讯，
其包括第一通讯接口 Pl和第二通讯接口 P2。其中，第一通讯接口 Pl用于完 成通讯模块13与主控制装置2之间的通讯，其接收来自主控制装置2的指令， 转发到管理模块12 (如果该通讯模块13所属的线圈检测装置1被设置为主线 圈检测装置，上述指令还会通过第二通讯接口 P2发送到其它线圈检测装置1 )， 接收来自管理模块12的数据并进行处理后发送到主控制装置2，或从其第二 通讯接口 P2接收数据并发送到主控制装置2。第二通讯接口 P2用于完成各通 讯模块13之间的通讯，其将来自主控制装置2的指令发送到各从线圈检测装 置，接收来自从线圈检测装置的数据并发送到第一通讯接口 Pl。当然，本发 明中所述管理模块12和通讯模块13的功能可由一块中央处理器(CPU)完成。
如图3所示，本发明一种线圈检测系统包括一台主控制装置2和多块线圈 检测装置l，采用分布式结构通过第二通讯总线将各线圈检测装置1的第二 通讯接口 P2相连，通过拨码开关14键设置其中一块线圈检测装置1为主线圈 检测装置，再通过第一通讯总线将主线圈检测装置的第一通讯接口 Pl与主控 制装置2相连。其中，主控制装置采用计算机。如果主控制装置与互联网相连， 则用户就可以通过网络査询自己车辆的违规信息。第一通讯接口 Pl可以是通 用异步接口UART (电气协议可以是RS-232、 RS-485、 RS-422)、 USB接口、 以太网口或同步通讯接口 SDLC。相应的，第一通讯总线可以采用与上述接口 相对应的通讯总线。第二通讯接口 P2可以是CAN总线、Lonworks总线接口、 PROFIBUS总线接口 、 FF总线接口 、 AnyBus总线接口 、 WorldFIP总线接口 、 P-NET总线接口 、 INTERBUS总线接口 、 DNET总线接口 、 CcontrolNET总线 接口、 LIGHTBUS总线接口、 MODBUS总线接口、 CC-LINK总线接口等现场 总线接口，也可以是标准以太网接口或通用串行总线接口(USB)。相应的，第 二通讯总线可以采用与上述接口相对应的通讯总线。
本发明中，所有线圈检测装置1均可通过拨码开关14对其参数进行设置， 还可通过主控制装置2对各线圈检测装置1的参数进行设置，如线圈检测装置 1的主从关系、检测的灵敏度、检测模块11输出通道中数据的存在时间和输 出方式、线圈参数、数字输入输出I/0设置参数、禁止或允许通过拨码开关14 设置、禁止或允许实时数据上传、实时数据显示等。 由于本发明系统采用分布式结构，线圈检测装置1可以靠近线圈埋设点安 装，减短了线圈与各线圈检测装置l之间馈线的长度，同时，不同线圈检测装 置1之间可通过廉价的通讯线连接，大大降低整个系统的安装成本和安装复杂 度。当然，本领域技术人员知道，本发明线圈检测系统也可以采用集中式结构， 各线圈检测装置1分别通过各自的通讯模块13将检测数据发送到主控制模块。
如图4所示，本发明线圈检测系统的检测方法包括步骤
Sl，各线圈检测装置1中的检测模块11实时对与其相连的各线圈进行检
抓;，湔出-定频率的信号到其管理模块12。
S2，管理模块12对接收到的信号进行统计、计算，得到对应车道上经过 对应线圈的车辆信息，并存储到其存储单元中。
S3，主控制装置2发送接收信号到主线圈检测装置。上述接收信号中可 包括请求检测数据的起始日期、数据类型(如全部信息、超速车辆信息或小型 车信息等)等。
S4，主线圈检测装置通过其第二通讯接口 P2将其接收到的信号发送给其 它线圈检测装置1，同时将上述信号发送到其管理模块12。
S5，各线圈检测装置1的管理模块12从其存储单元中获取相应数据并发 送到其通讯模块13，通讯模块13对上述数据进行编码，主要是将其自身IP 号插入到检测数据中。然后，从线圈检测装置的通讯模块13通过其第二通讯 接口 P2将进行编码后的检测数据发送到主线圈检测装置。
S6，主线圈检测装置的通讯模块13从其第二通讯接口 P2获得对应线圈 检测装置1的检测数据，连同自己的检测数据一起通过其第一通讯接口 Pl发 送到主控制装置2。
这样，系统只需要1种板卡就可实现线圈检测的全部功能。
权利要求
1、 一种线圈检测装置，包括用于对与所述线圈检测装置相连的线圈进行 检测的检测模块，其特征在于，还包括管理模块，其用于从所述检测模块获得检测数据，对上述数据进行统计、计算，并存储到其存储单元中；通讯模块，其用于从所述管理模块或其第二通讯接口获得检测数据，并通 过其第一通讯接口发送出去。
2、 根据权力要求1所述的线圈检测装置，其特征在于所述第一通讯接 口为下列标准串行接口中的一种通用异步接口 UART、通用串行总线USB 接口、同步通讯接口 SDLC。
3、 根据权力要求1所述的线圈检测装置，其特征在于所述第一通讯接口为标准以太网接口。
4、 根据权力要求1所述的线圈检测装置，其特征在于，所述第二通讯接口为下列现场总线接口中的一种CAN总线、Lonworks总线接口、 PROFIBUS总线接口、 FF总线接口、 AnyBus总线接口、 WorldFIP总线接口、 P-NET总线接口、 INTERBUS总线接 口 、 DNET总线接口 、 ControlNET总线接口 、 LIGHTBUS总线接口 、 MODBUS 总线接口和CC-LINK总线接口。
5、 根据权力要求1所述的线圈检测装置，其特征在于，所述第二通讯接 口为标准以太网接口或通用串行总线接口 。
6、 一种基于权利要求1所述线圈检测装置的线圈检测系统，包括主控制装置和至少一个线圈检测装置，其特征在于各线圈检测装置通过对应其第二通讯接口的通讯总线相连，其中被设定为主线圈检测装置的线圈检测装置通过 对应其第一通讯接口的通讯与所述主控制机相连；所述主线圈检测装置通过其第二通讯接口从其它线圈检测装置获得对应检测数据、或从其自身存储单元中 获得其检测数据，并通过其第一通讯接口发送到所述主控制装置。
7、 根据权利要求6所述的线圈检测系统，其特征在于所述主控制装置 为计算机，所述计算机与互联网相连。
8、 一种基于权力要求6所述线圈检测系统的线圈检测方法，包括以下步骤所述线圈检测装置实时对与其相连的各线圈进行检测，输出一定频率的信号到所述管理模块；(b) ，所述管理模块对接收到的信号进行统计、计算，得到对应车道上经 过对应线圈的车辆信息，并存储到其存储单元中；(c) ,所述主线圈检测装置的通讯模块从其管理模块获取检测数据，或从 其第二通讯接口获得对应线圈检测装置的检测数据，并通过其第一通讯接口发 送到所述主控制装置。
9、 根据权利要求8所述的线圈检测方法，其特征在于所述步骤(c)之 前进一步包括步骤-(COI)，所述主控制装置发送接收信号到所述主线圈检测装置；(c02)，所述主线圈检测装置通过其第二通讯接口将所述接收到的信号发 送给其它线圈检测装置。
10、 根据权利要求8所述的线圈检测方法，其特征在于，所述车辆信息至 少包括下列中的一种车辆进入线圈时间、车辆离开线圈时间、是否逆行、是 否压线、车速、车长、车型分类、车流量、占有率。
全文摘要
本发明公开了一种线圈检测装置，包括用于对与所述线圈检测装置相连的线圈进行检测的检测模块，还包括管理模块，其用于从所述检测模块获得检测数据，对上述数据进行统计、计算，并存储到其存储单元中；通讯模块，其用于从所述管理模块或其第二通讯接口获得检测数据，并通过其第一通讯接口发送出去。本发明还公开了一种线圈检测系统及其检测方法。本发明的有益效果在于系统只需要1种板卡，降低了系统的复杂度，提高了系统的可靠性，降低了备货成本；支持分布式结构，减短了线圈检测装置与线圈之间的馈线，不同线圈检测装置之间可通过廉价的通讯线连接，大大降低整个系统的安装成本和安装复杂度，且不会出现存储量不足或浪费现象。
文档编号G08G1/042GK101123040SQ20061006209
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者泉 曹 申请人:深圳市哈工大交通电子技术有限公司