CN209459699U - 检测控制*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测控制***。该检测控制***包括安装在待检测地的数据采集设备、安装在路面的路面检测设备，多个所述路面检测设备通过SDI‑12接口与所述数据采集设备相连，以使在每个所述路面检测设备中测量出路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度的结果传输至所述数据采集设备。本申请解决了用于道路信息的检测控制***检测范围受限和监测结果可靠性较差的技术问题。通过本申请可以对于任意区域的路面信息进行可靠性检测。

Description

检测控制***

技术领域

本申请涉及路面检测领域，具体而言，涉及一种检测控制***。

背景技术

由于天气寒冷导致路面凝露、结冰而引发的大量的交通事故。用于道路信息的检测控制***，能够对路面是否结冰、凝露以及结冰、凝露程度进行提前预警，降低交通事故的发生。

发明人发现，目前用于道路信息的检测控制***的数据测量结果可靠性较差，检测范围受限。进一步地，无法为交通部门、行车用户提供准确的道路信息。

针对相关技术中用于道路信息的检测控制***检测范围受限和监测结果可靠性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种检测控制***，以解决用于道路信息的检测控制***检测范围受限和监测结果可靠性较差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种检测控制***。

根据本申请的检测控制***包括：安装在待检测地的数据采集设备、安装在路面的路面检测设备，多个所述路面检测设备通过SDI-12接口与所述数据采集设备相连，以使在每个所述路面检测设备中测量出路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度的结果传输至所述数据采集设备。

进一步地，多个所述路面检测设备用于将预设检测半径范围内路面状态检测数据通过SDI-12接口传输至所述数据采集设备。

进一步地，所述数据采集设备集成有：用于获取所述数据采集设备当前的定位数据的GNSS定位模块，所述GNSS定位模块安装在所述数据采集设备内。

进一步地，所述数据采集设备包括：用于获取数据采集设备自身湿度和温度的温湿度传感器，所述温湿度传感器安装在所述数据采集设备内。

进一步地，所述数据采集设备集成有：太阳能供电设备。

进一步地，所述数据采集设备包括：多个SDI-12接口插槽。

进一步地，所述数据采集设备包括：移动网络通讯模组。

进一步地，所述路面检测设备包括：壳体，所述壳体上安装有环形电极和测温传感器，所述壳体内部包括：电容检测电路、电导率检测电路、温度检测电路，所述电容检测电路与所述电导率检测电路连接，所述温度检测电路与所述测温传感器连接，通过将所述环形电极分别接入所述电容检测电路和所述电导率检测电路，用以判断路面凝露或者路面结冰的状态。

进一步地，***还包括：用于储存所述数据采集设备所上传数据的云服务器。

进一步地，***还包括：用于通过移动网络接入所述云服务器的用于终端智能设备。

在本申请实施例中的检测控制***，采用安装在待检测地的数据采集设备、安装在路面的路面检测设备的方式，通过多个所述路面检测设备通过SDI-12接口与所述数据采集设备相连，达到了在每个所述路面检测设备中测量出路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度的结果传输至所述数据采集设备的目的，从而实现了在预设范围内准确、可靠地检测路面信息的技术效果，进而解决了用于道路信息的检测控制***检测范围受限和监测结果可靠性较差的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请第一实施例的检测控制***结构示意图；

图2是根据本申请第二实施例的检测控制***结构示意图；

图3是根据本申请第三实施例的检测控制***结构示意图；

图4是根据本申请第四实施例的检测控制***结构示意图；

图5是根据本申请第五实施例的检测控制***结构示意图；

图6是根据本申请实施例的路面条件检测装置外部结构示意图；

图7是根据本申请实施例的路面条件检测装置内部结构示意图；

图8是电容检测电路和电导率检测电路的电路原理示意图；

图9是温度检测电路的电路原理示意图；

图10是根据本申请实施例的检测控制***拓扑图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请实施例中的检测控制***，包括：安装在待检测地的数据采集设备200、安装在路面的路面检测设备100，多个所述路面检测设备通过SDI-12接口与所述数据采集设备200相连，以使在每个所述路面检测设备100中测量出路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度的结果传输至所述数据采集设备。

本申请实施例中的所述数据采集设备200安装在待检测地，具体地，可以是在一定路面范围的路面检测区域内。通过所述数据采集设备200可以用于采集待测地中相关设备测量得到的数据信息。所述路面检测设备100安装在路面，通过所述路面检测设备100至少可以用于获取路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度，通过所述路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度能够准确、可靠地获取路面信息，从而进行路面结冰预警和结冰程度的获取。通过所述获取的路面信息，可以有效地监测任意区域的路面结冰、凝露信息，为交通部门、行车用户提供准确的道路信息，为交通安全提供可靠数据支持。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中检测控制***，采用安装在待检测地的数据采集设备、安装在路面的路面检测设备的方式，通过多个所述路面检测设备用于将检测数据通过SDI-12接口传输至所述数据采集设备，所述路面检测设备至少用于测量路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度，达到了通过SDI-12接口，连接多个路面检测设备检测预设范围内路面状态的目的，从而实现了对于任意区域的路面信息进行可靠性检测的技术效果，进而解决了用于道路信息的检测控制***检测范围受限和监测结果可靠性较差的技术问题。

作为本实施例中的优选，多个所述路面检测设备用于将预设检测半径范围内路面状态检测数据通过SDI-12接口传输至所述数据采集设备。所述预设检测半径范围是以一定圆形区域范围作为检测半径。可以最大化地检测不同区域内的路面上的结冰厚度、凝露厚度以及路面的温度。

作为本实施例中的优选，如图2所示，所述数据采集设备200集成有：用于获取所述数据采集设备当前的定位数据的GNSS定位模块1，所述GNSS定位模块1安装在所述数据采集设备200内。所述GNSS定位模块1为全球导航卫星***，进一步地，通过集成了所述GNSS定位模块1，可以方便获取每台所述数据采集设备200的精确位置，减少了人工维护设备数据库的工作量，利于设备大量安装后的统一化管理。

作为本实施例中的优选，如图3所示，所述数据采集设备包括：用于获取数据采集设备自身湿度和温度的温湿度传感器2，所述温湿度传感器2安装在所述数据采集设备内。通过所述温湿度传感器2将所述数据采集设备200的温湿度数据采集后，经由所述数据采集设备200发送到云服务器。

作为本实施例中的优选，如图4所示，所述数据采集设备集成有：太阳能供电设备。所述数据采集设备200还用于监测所述太阳能供电设备3的电量，并在所述太阳能供电设备3的电量低于预设阈值时生成提醒指令和/或使得所述数据采集设备调节至低功耗模式。由于在所述数据采集设备200集成了太阳能供电模块，使得所述数据采集设备200安装不受供电线路的限制。

优选地，所述数据采集设备包括：多个SDI-12接口插槽。多个所述SDI-12接口插槽可以与所述所述路面检测设备100连接。

优选地，所述数据采集设备包括：移动网络通讯模组。通过所述移动网络通讯模组，将自身的GNSS定位数据和自身温湿度数据上传至云服务器。

作为本实施例中的优选，如图6和7所示，所述路面检测设备100包括：壳体1，所述壳体1上安装有环形电极3和测温传感器2，所述壳体1内部包括：电容检测电路4、电导率检测电路5、温度检测电路6，所述电容检测电路4与所述电导率检测电路5连接，所述温度检测电路6与所述测温传感器2连接，通过将所述环形电极3分别接入所述电容检测电路4和所述电导率检测电路5，用以判断路面凝露或者路面结冰的状态。所述壳体1可以为图1所示的形状，或者也可以采用其他便于安装测量的形状，在本申请的实施例中并不进行限定。在所述壳体1上安装有环形电极3，所述环形电极3可以包括多个用于与壳体1内部的电路结构通过导线相连接。所述壳体1上安装有测温传感器2，所述测温传感器2可以是NTC测温传感器或者其它可测量温度的传感器，在本申请的实施例中并不进行限定。所述壳体1内部还具体包括电容检测电路4、电导率检测电路5、温度检测电路6的电路结构，并且在所述电路结构之间通过导线连接。所述电容检测电路4用于执行电容检测，通过所述电容检测电路4能够根据壳体1表面的露水或者冰层厚度相关的电容之间的电压值获取得到凝露或者冰层的厚度。所述电导率检测电路5用于执行电导率检测，通过所述电导率检测电路5能够根据壳体1表面存在露水或者结冰时，电极之间的介质参数会发生改变。所述温度检测电路6用于执行温度检测，并且通过所述温度检测电路6与所述测温传感器2连接，通过所述温度检测电路6能够直接获取所述壳体1表面的温度值。所述通过将所述环形电极3分别接入所述电容检测电路4和所述电导率检测电路5，用以判断路面凝露或者路面结冰的状态可以包括路面凝露或者路面结冰的厚度以及路面是否结冰等状态判断结果。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，通过将所述环形电极3分别接入所述电容检测电路4时，用于检测所述路面凝露或者路面结冰的厚度。具体地，首先，将环形电极3中一组电极(31，32)组成的电容接入了P电极和N电极之间。然后，输出特定频率的脉冲信号，并对所述P电极和所述N电极之间的电容周期性地进行充放电。最后，由于所述壳体1表面的露水或冰层厚度不同，所述P电极和所述N电极之间的电容大小就会不同，电容大小的不同会影响产生不同电压值，通过所述电压值与壳体表面的露水或冰层厚度有个函数关系。优选地，在进行上述用于检测所述路面凝露或者路面结冰的厚度的操作时，所述环形电极在接入所述电容检测电路时，用于作为电容。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，通过将所述环形电极3分别接入所述电导率检测电路5时，用于检测所述路面是否存在凝露或者路面是否结冰的状态。具体地，将环形电极3中一组电极(31,32)分别作为电极，分别接入信号驱动接口和模数转换接口之间。当所述壳体1的表面存在露水或结冰时，就会改变所述电极之间的介质参数，从而导致电压值的变化。通过所述电导率检测电路5可以辅助判断凝露或者结冰的情况。优选地，在进行上述检测所述路面是否存在凝露或者路面是否结冰的状态操作时，所述环形电极在接入所述电导率检测电路时，用于作为电极。

本申请实施例中的路面检测设备100，通过频域法电容测量方式、融合电导率、温度测量数据，可以准确获取路面结冰或凝露厚度。具体地，请参考图8至9，对本申请中所述路面检测设备100的实现原理进行详细地说明。在本申请的实施例中所述路面检测设备100，具体通过所述电容检测电路4、所述电导率检测电路5以及所述温度检测电路6实现不同的测量模式，具体包括：

(1)电容测量模式

如图8所示，通过给信号网络CH1_MODE高电平，来控制模拟开关芯片U9和U10，并且将电极CH1_ELECTRODE_1和CH1_ELECTRODE_2分别接通到信号网络，ELECTRODE_P和ELECTRODE_N。位于装置壳体顶端的一组电极组成的电容就接入了ELECTRODE_P和ELECTRODE_N之间。此时，给网络MOI-DRIVE1低电平，并通过Q2将电源VCC-MCU给到有源晶振Y3、异或门U8等。此时晶振Y3开始输出特定频率的脉冲信号，这个脉冲信号经过R18给ELECTRODE_P和ELECTRODE_N之间的电容周期性地充放电。

进一步地，由于装置壳体表面露水或冰层厚度不同，导致ELECTRODE_P和ELECTRODE_N之间的电容大小就会不同，电容的不同会导致R18两端的电压值不同也就是即异或门U8的两个输入引脚1、2间电压不同，进而导致异或门U8的引脚4输出的电压波形不同，引脚4上的电压信号被R20和C25组成的滤波器平滑处理后，在输出网络MOI-ADC1上会相应产生一个稳定的电压。这个电压值与壳体表面的露水或冰层厚度具有固定的函数关系。通过所述电压值与壳体表面的露水或冰层厚度具有固定的函数关系，可以得到露水或冰层厚度。

(2)电导率EC测量模式

如图8所示，通过给信号网络CH1_MODE低电平，来控制模拟开关芯片U9、U10，将电极CH1_ELECTRODE_1和CH1_ELECTRODE_2分别接通到信号网络EC-DRIVE1和EC-ADC1。从而在装置壳体顶端的一组电极就接入了EC-DRIVE1和EC-ADC1之间。接着，再给EC-DRIVE1一个高电平脉冲，所述高点平脉冲会通过电机EC-DRIVE1和EC-ADC1之间的介质传到电阻R21上，并在R21上产生一个正脉冲。这个脉冲的最大值跟这对电极之间的介质参数有关系，通过测量R21上的最大值，可以推测出电极之间的介质情况。

具体地，在本方案中，当壳体表面存在露水或结冰时，就会改变电极之间的介质参数，从而导致电阻R21两端电压值得变化。通过所述电极之间的介质参数变化情况判断出壳体表面是否存在露水或结冰。

(3)温度测量

如图9所示，R22与J7具体地比如是由NTC传感器组成的分压电路，在信号网络TEM-DRIVE施加固定电压的信号，TEM-ADC会产生相应的电压，通过这个电压可以直接换算出当前设备表面的温度值。

综上，在本申请的实施例中，通过电容测量计算表面露水或冰层厚度。通过EC电导率值辅助判断凝露和结冰情况。通过温度值测量辅助判断是否有结冰存在，增加结冰检测的可靠性。此外，采用多对电极增加电容和EC电导率值测量的可靠性。

作为本实施例中的优选，***还包括：用于储存所述数据采集设备所上传数据的云服务器。

作为本实施例中的优选，如图5所示，***还包括：用于通过移动网络接入所述云服务器的用于终端智能设备5。用户终端智能设备5，在所述用户终端智能设备5通过云服务器4获取所述数据采集设备采集的自身GNSS定位数据和所述自身温湿度数据；在所述用户终端智能设备5通过云服务器将所述测量路面结冰厚度、所述路面凝霜厚度以及所述路面温度对应的阈值下发至所述数据采集设备。具体地，通过所述用户终端智能设备5通过移动网络或者以太网，可以从云服务器获取到所述数据采集设备采集的自身GNSS定位数据和所述自身温湿度数据以及所述测量路面结冰厚度、所述路面凝霜厚度以及所述路面温度数据。同时，在所述用户终端智能设备5还通过云服务器把结冰厚度、凝露厚度和路面温度的阈值下发到数采设备，这样当路面状况变差到预设阈值以下以后，所述数据采集设备200可以主动上报当前路面信息。从而当待检测路面的状态低于阈值后，在所述所述数据采集设备200上传至云服务器4后，所述用户终端智能设备5通过访问所述云服务器4即可获得历史和更新的路面信息数据。

请参考图8，是本申请中检测控制***的原理示意图。其中，包括：路面检测设备1～N，数采设备(数据采集设备)、云服务器、用户终端智能设备。在本申请的检测控制***中的数据采集设备可以通过SDI-12接口，连接多个路面检测设备。用于检测预设半径范围内的路面状态。通过云服务器可以实现大量数据采集设备的管理，实现任意区域的路面信息检测。同时每个所述数据采集设备，既可以周期性上报路面检测状态数据，又可以阈值触发主动上报预警信息。

其中，所述用户终端智能设备可以选用智能手机，PC，平板等智能设备。所述云服务器的选用并不进行限定，只要能够符合使用场景即可。所述数据采集设备包含有N个SDI-12接口、GNSS全球导航卫星***、移动网络通讯模块、太阳能电池组、温湿度传感器。所述路面检测设备1～N安装在路面，用于检测结冰厚度、凝露厚度和路面温度。由于集成了太阳能供电模块，设备安装不受供电线路的限制。

具体地，所述数据采集设备，由太阳能电池供电，内部包含GNSS定位模块和温湿度传感器。所述数采设备通过SDI-12接口接收各路面检测设备的测量数据，然后，通过移动网络或者NB-IoT窄带物联网将所有路面检测设备的数据和数采自身的GNSS定位数据、温湿度数据发送到云服务器。由于通讯方式采用了全网络制式移动网络模块和NB-loT模块，网络覆盖范围更宽，扩展了设备的布设区域。通过集成GNSS定位模块，可以方便获取每台设备的精确位置，减少了人工维护设备数据库的工作量，利于设备大量安装后的统一化管理。

进一步，所述用户终端智能设备，通过移动网络或者以太网，可以从云服务器获取到这些数据。此外，所述用户终端智能设备，还可以通过云服务器把结冰厚度、凝露厚度和路面温度的阈值下发到数采设备，当路面状况变化(变差比如结冰厚度厚度超过阈值)到预设值后，数采设备可以主动上报当前路面信息。所述数据采集设备，还可以实时监测太阳能电池的电量，当电量低于设定阈值时，可以上报低电量提醒信号，提醒设备维护人员检查设备供电状态，并且可以策略性控制整个***进入低功耗模式，直到电量恢复正常后，再次调整为正常测量模式。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测控制***，其特征在于，包括：安装在待检测地的数据采集设备、安装在路面的路面检测设备，多个所述路面检测设备通过SDI-12接口与所述数据采集设备相连，以使在每个所述路面检测设备中测量出路面结冰厚度、路面凝霜厚度以及路面温度的结果传输至所述数据采集设备。

2.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，多个所述路面检测设备用于将预设检测半径范围内路面状态检测数据通过SDI-12接口传输至所述数据采集设备。

3.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述数据采集设备集成有：用于获取所述数据采集设备当前的定位数据的GNSS定位模块，所述GNSS定位模块安装在所述数据采集设备内。

4.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述数据采集设备包括：用于获取数据采集设备自身湿度和温度的温湿度传感器，所述温湿度传感器安装在所述数据采集设备内。

5.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述数据采集设备集成有：太阳能供电设备。

6.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述数据采集设备包括：多个SDI-12接口插槽。

7.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述数据采集设备包括：移动网络通讯模组。

8.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，所述路面检测设备包括：壳体，所述壳体上安装有环形电极和测温传感器，所述壳体内部包括：电容检测电路、电导率检测电路、温度检测电路，所述电容检测电路与所述电导率检测电路连接，所述温度检测电路与所述测温传感器连接，通过将所述环形电极分别接入所述电容检测电路和所述电导率检测电路，用以判断路面凝露或者路面结冰的状态。

9.根据权利要求1所述的检测控制***，其特征在于，还包括：用于储存所述数据采集设备所上传数据的云服务器。

10.根据权利要求9所述的检测控制***，其特征在于，还包括：用于通过移动网络接入所述云服务器的用于终端智能设备。