[實用新型]一種基于大容量存儲設備的道路應變參數自動采集裝置

有效

• 申請號: 201720891646.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN206944921U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 紀少波;廖寶梁;呂承舉;蘭欣;趙盛晉;廉靜;汪海川
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東省交通科學研究院
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G05B19/042
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種基于大容量存儲設備的道路應變參數自動采集裝置。

背景技術

路基、路面是公路的重要組成部分，其性能直接關系到道路本身的使用壽命。由于我國高等級公路建設起步較晚，技術力量薄弱，我國氣候和交通荷載條件惡劣，再加上車輛超載嚴重，進而造成許多高等級公路路面的早期損壞，近年來，我國高等級路面過早的出現了車轍、開裂、泛油等損壞現象，嚴重的影響了道路的使用和人們的交通出行，如何防治高等級瀝青路面早期損壞是目前急需解決的重大課題，已引起了我國道路交通部門的高度重視。

目前路基形變測試多是在提前設計好的試驗路上開展，通過預先埋設的應變傳感器反應道路的變形情況?，F有測試方法需要測試人員每年選定有代表性的時段，到實驗路段采用采集系統開展數據測試及分析工作，由于測試人員無法長期駐守測試，因此采集的數據量有限；此外，由于測試人員無法連續進行信號的測試分析，因此測試的數據無法完整準確的反應路基的形變情況。由此可見，現有的測試方法效率低且測試費用高；另外，由于技術人員無法長期駐守，無法得到完整的路面形變數據。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種基于大容量存儲設備的道路應變參數自動采集裝置，本實用新型通過預埋的應變傳感器測試道路的應變情況，傳感器的信號通過本實用新型提出的自動采集裝置實現數據的自動測試及存儲。本實用新型提出的裝置具備無人值守自動運行功能，能夠滿足路基形變長期監測的要求，得到的分析結果可用于分析道路受力特性，為高速公路的養護、維修及道路狀況的評估提供科學依據，具有廣闊的應用前景。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于大容量存儲設備的道路應變參數自動采集裝置，包括供電電源、車輛到位感知模塊和數據采集存儲單元，其中：

所述供電電源將直流電供給車輛到位感知模塊和數據采集存儲單元，所述車輛到位感知模塊包括激光測距傳感器、傳感器信號處理電路、控制器及通訊電路，激光測距傳感器固定在路邊，當車輛到達傳感器安裝位置時觸發傳感器，傳感器信號處理電路接收該信號并將其傳送給控制器，控制器根據信號確定車輛到位，并利用通訊電路觸發數據采集存儲單元。

所述數據采集存儲單元接收觸發信號后，利用壓阻效應實時測量路基形變參數，數據采集存儲單元包括多個并聯的路基形變測試傳感器，各個路基形變測試傳感器的信號接入采集板，所述采集板將路基形變測試傳感器測量的電阻信號轉化為電壓信號，傳輸給主控制器進行數據采集。

進一步的，所述供電電源包括鋰電池組及太陽能充電系統，鋰電池組產生直流電源供給車輛到位感知模塊及數據采集存儲單元，當鋰電池組電量降低至設置的閾值下限時，太陽能充電系統自動開啟給電池組供電。

進一步的，所述采集板包括單片機、模數轉換模塊、可調增益放大器、差分運算放大器和惠斯通電橋，其中，惠斯通電橋連接路基形變測試傳感器，通過惠斯通電橋將傳感器輸出的電阻信號轉化為電壓信號，處理后的信號依次經過差分運算放大器、低通濾波電路及可調增益放大器進入模數轉換模塊的采樣通道中，主控制器通過模數轉換模塊采集路基形變測試傳感器的信號。

所述采集板中設有電源模塊，將12V電壓轉正負5V電壓，分別送入差分運算放大器和可調增益放大器中，以保證能夠對正負全橋傳感器信號進行處理。

所述路基形變測試傳感器為全橋式應變傳感器，在外力作用下，導體或半導體材料產生機械變形，從而引起材料電阻值發生相應變化，將被測物體的應變轉換成與之成正比關系的電阻相對變化量。

所述路基形變測試傳感器輸出電阻信號，在采集板中通過惠斯通電橋將電阻信號轉化為電壓信號。

所述主控制器，包括主控單片機、靜態RAM、文件管理芯片和時鐘芯片，其中，主控單片機接收到車輛到位感知模塊傳送的車輛到位命令后，控制每個采集板依次采集多個通道的信號，靜態RAM芯片將采集數據進行暫時存儲。

進一步的，所述靜態RAM芯片在每次采樣結束后的空檔時間內，將采集的數據通過文件管理芯片轉存至大容量Flash存儲器中，每個數據采集時刻對應的實時時鐘芯片的時間同步存入大容量Flash存儲器中。

進一步的，所述車輛到位感知模塊連接主控制器，當無車輛到來時，數據采集存儲單元處于待機狀態；當車輛到位感知模塊輸出信號時，則主控制器控制整個系統進入工作狀態。

進一步的，所述主控制器通過IIC總線連接實時時鐘芯片，且對其進行校準。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：