阅读说明：本技术 一种碾压传感装置及其信号处理方法 (rolling sensing device and signal processing method thereof ) 是由 张瑞峰 张瑞强 董戎萍 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及智慧交通领域,具体为一种碾压传感装置及其信号处理方法,包括由多个并行连接的传感器组成的传感带,以及信号处理模块和单片机(MCU),所述传感带、信号处理模块和单片机(MCU)之间电连接,所述传感带将采集的信号处理并发送给信号处理模块,信号处理模块接收到该信号后将处理信号并发送给单片机(MCU),所述传感带的外部设有将传感带包覆的保护壳体。本发明通过将多个碾压传感器并行连接,解决了现有技术中识别精准度低的问题,本发明通过在传感带外层设置保护壳体,可实现地面安装,解决了现有技术铺设难的问题,本发明铺设成本低,便于大面积铺设。(the invention relates to the field of intelligent traffic, in particular to a rolling sensing device and a signal processing method thereof. According to the invention, the problem of low identification accuracy in the prior art is solved by connecting a plurality of rolling sensors in parallel, ground installation can be realized by arranging the protective shell on the outer layer of the sensing belt, the problem of difficulty in laying in the prior art is solved, and the rolling sensor is low in laying cost and convenient for large-area laying.)

一种碾压传感装置及其信号处理方法

技术领域

本发明涉及智慧交通技术领域，具体为一种碾压传感装置及其信号处理方法。

背景技术

随着各国城镇面积不断的扩大化，交通拥堵问题的不断升级，智慧交通的建设成为缓解交通压力必不可少的基础设施项目，而智慧交通建设的基础和核心设施是检测传感器，目前市场上比较常用的检测传感器一般为压电薄膜、压电同轴传感器等，主要用于道路车流量检测、闯红灯检测、停车位检测等，虽然压电薄膜和压电同轴电缆可以监测很细微的变化，一般用于精细检测，但是成本很高，过高的成本导致无法大规模铺设这些检测传感器，不利于推广，对于一些经费不足的城市来说，往往会因为成本高的原因而阻碍项目的推进，从而影响城市发展。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碾压传感装置及其信号处理方法，具备铺设成本低、识别精准度高等优点，解决了现有智慧交通领域所用传感器成本高、难以大面积推广的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碾压传感装置，包括由多个并行连接的传感器组成的传感带，以及信号处理模块和单片机(MCU),所述传感带、信号处理模块和单片机(MCU)之间电连接，所述传感带将采集的信号处理并发送给信号处理模块，信号处理模块接收到该信号后将处理信号并发送给单片机(MCU)，所述传感带的外部设有将传感带包覆的保护壳体。

优选的，所述保护壳体具有一容纳传感带的中空部。

进一步的，所述保护壳体的一端设有盖板，另一端设有传感带固定槽。

进一步的，所述盖板为可拆卸结构，所述盖板的两边侧板纵向延伸至固定槽一端，与传感带卡合。

优选的，所述多个传感器之间具有间隔，通过两根导线焊接、并联连接到信号处理模块。

优选的，所述传感器的电子元件外部包覆有一层密封材料。

优选的，所述传感器为压电传感器。

优选的，所述压电传感器由金属基底和压电陶瓷组成。

一种碾压传感装置的信号处理方法，包括如下步骤：

S1、传感带采集的碾压信号发送给信号处理模块；

S2、信号处理模块通过设置电阻的大小来改变模块触发电压，过滤掉比较小的信号；信号处理模块通过设置信号的持续时间，过滤掉多余的信号；

S3、信号处理模块将有效的碾压信号转换为单片机(MCU)可以处理的数字信号；

S4、信号处理模块将转换后的数字信号发送给单片机(MCU)。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种碾压传感装置及其信号处理方法，具备以下有益效果：

1、本发明通过将多个碾压传感器并行连接，让车辆无论碾压到一个或者几个都可以保证信号一致性，实现了精准度高的优点；本发明的多个传感器并行连接，可实现传感器的相互备份，如果其中一些传感器失效，整体传感带还可以正常工作，从而实现了碾压传感装置稳定性较强的优点，提高了碾压传感装置的实用性。

2、本发明传感带的长度、传感器间距离、传感器的位置可以根据具体的应用来调整，具有很高的灵活性。

3、本发明可以采用价格较为低廉的压电传感器，让整体传感带的成本大大降低，从而有效降低前期铺设成本，有利于大范围的推广。

4、本发明的传感带外层设置有保护壳体，安装时只需要用螺丝将传感带保护壳固定在停车位表面即可，从而可实现容易铺设的优点，且保护壳体的盖板为可拆卸结构，使本发明具有易于安装便于维修的优点；本发明的保护壳采用耐磨材料，可以保证在5万次车辆碾压后磨损小于2mm，具有较好的耐磨性；本发明总体的设计可以保证汽车轮胎碾压产生碾压信号的同时不被车辆碾压坏，抗压能力为15公斤/平方厘米，具有较强的抗碾压能力；本发明的保护壳体采用防腐蚀、抗盐碱腐蚀材料制成，能够抵抗汽油、柴油和车辆润滑油、盐碱等的腐蚀，保证传感带可以使用在腐蚀性强的海边的环境。

5、本发明的传感带的电子元件被包覆材料密封，可以达到IPx7(水下一米)的防水等级，具有较强的防水性。

6、本发明的信号处理方法可屏蔽多余信号，保证传输信号的精准度，从而有效的提高设备性能。

附图说明

图1为本发明传感器的外部结构示意图；

图2为本发明传感带的外部结构示意图；

图3为本发明传感带的俯视图；

图4为本发明的截面示意图；

图5为本发明的保护壳体结构示意图；

图6为本发明的传感带内部结构示意图；

图7为本发明的信号处理模块原理图；

图8为本发明的传感带信号处理示例图。

图中：1、金属基底；2、压电陶瓷；3、传感器；4、焊接点；5、导线；6、保护壳体；7、传感带；8、固定槽；9、中空部；10、盖板；11、密封材料；12、总线导线；13、信号处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种碾压传感装置，包括由多个并行连接的传感器3组成的传感带7，以及信号处理模块和单片机(MCU),传感带7、信号处理模块和单片机(MCU)之间电连接，传感带7将采集的信号处理并发送给信号处理模块，信号处理模块接收到该信号后将处理信号并发送给单片机(MCU)，所述传感带的外部设有将传感带包覆的保护壳体6。

本实施例中，保护壳体6具有一容纳传感带的中空部9，中空部9的底部开设有固定传感带的固定槽8，中空部9的顶部设有一可拆卸的盖板10，所述盖板10的两边侧板向下延伸至固定槽8上方，与传感带7卡合。本发明在安装时，用螺丝将传感带保护壳体6固定在停车位表面，维修或更换传感器时将盖板拆下即可，从而使本发明具有容易铺设、易于安装便于维修的优点。

本发明的传感器采用压电传感器，多个传感器3之间具有间隔，每个传感器3上设有焊接点4，通过两根导线5焊接，并通过总线导线12联连接到信号处理模块13，压电传感器3由金属基底1和压电陶瓷2组成，传感器3的电子元件外部包覆有一层密封材料11，由于压电传感器3的采购成本较低，从而可使本发明降低铺设成本。

本发明的一种碾压传感装置的信号处理方法，包括如下步骤：

S1、传感带采集的碾压信号发送给信号处理模块；

S2、信号处理模块通过设置电阻的大小来改变模块触发电压，过滤掉比较小的信号；信号处理模块通过设置信号的持续时间，过滤掉多余的信号；

S3、信号处理模块将有效的碾压信号转换为单片机(MCU)可以处理的数字信号；

S4、信号处理模块将转换后的数字信号发送给单片机(MCU)。

如图7所示，本发明的信号处理模块工作原理如下：

信号处理模块通过一个比较器芯片实现，传感带采集的输入信号输入到比较器的输入端，比较器的参考电压通过两个电阻连接电源电压VCC和地线GND来获得。通过调整电阻R1和R2的电阻值，此模块可以实现参考电压的改变。参阅图8，示出了传感带端输入的一个信号幅度变化和信号处理模块的输出值。

本发明通过上述信号处理方法，可有效过滤掉由于人踩踏产生的比较小的信号，对短时间内(比如小于1ms)的多个信号进行过滤，过滤掉多余的信号，从而提高了传输信号的精准度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。