基本信息
- 项目名称：
- 地感线圈式机动车超速自动监测系统检定装置
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 综合利用直接数字频率合成技术（DDS）和嵌入式系统设计模式，针对地感线圈式机动车超速自动监测系统的工作原理、产品质量要素，开发一款用于计量检测机构或生产厂家对该类监测系统产品进行技术鉴定、质量检测的检定装置。
- 详细介绍：
- 本作品是基于直接数字式频率合成技（DDS）、嵌入式系统设计模式，设计出来的一款科学测量仪器，用于对现行市场上地感线圈式机动车超速监测系统的产品质量进行技术鉴定。该激发装置通过发出频率、幅值和间隔时间可调的正弦波信号模拟高速行驶的汽车，并与地感线圈所发出的信号进行最大程度的电磁耦合，以激发机动车超速自动监测系统，实现对该类产品的性能、质量进行检测。该作品包含中央处理单元、DDS正弦波信号发生器，测试信号的频率、幅值等参数的有线和无线检测、系统参数设置、人机界面等功能模块。 作品的创新点及技术优势： 1）采用先进的直接数字式频率合成技术（DDS）：可产生0-30MHz的频率、幅值和间隔时间可调的高质量正弦波信号，纳秒级频率转换速度，频率分辨率为1Hz； 2）系统参数的智能化设置：只取“自检”一键操作即可以无线方式检测出机动车超速监测系统所发出信号的频率、幅值、间隔时间等参数并自动对该激发装置的系统参数进行设置； 3）采用数据可控缓存、多位同步输出的高亮度LED显示模拟车速，可以有效解决动态扫描方式下的LED显示值被拍照时存在缺划的现象。 4）采用嵌入式系统设计模式，作品结构紧凑灵巧，节能环保，易于操作，适用于多种条件下的作业环境。 推广前景： 目前，地感线圈式机动车超速自动监测系统已经广泛应用于交通信息检测领域。本作品的成功开发解决了如何对该类产品进行快速质量检测的问题。采用DDS技术、嵌入式系统设计模式所开发出的该作品具有适用性强、使用方便、高性价比等显著特点，不但可以用作技术质量监测机构的测量母机，还可以用作地感线圈式机动车超速自动监测系统生产厂家的测量仪器，因此相信该作品具备广阔的市场前景。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、设计目的 对国内外最常用地感线圈式机动车超速自动监测统测速仪进行准确、安全、快捷的检定。 2、基本思路 以Atmega64为核心，控制AD9850芯片产生频率可调的正弦信号，信号通过放大环节后加载到激发线圈上，激发线圈在脉冲控制下，分别与对应的地感线圈进行激发，从而模拟汽车在地感线圈上经过的情况，通过人机界面，可以灵活改变车速、距离等参数，通过RS485串行通信方式，将模拟车速在大屏LED上显示。 3、创新点 1）运用DDS可产生频率、幅值和相位可调的高质量正弦波信号，纳秒级频率转换速度，频率的可控范围达mHz级。 2）数据可控缓存、多位同步输出的高亮度LED显示模拟车速，有效解决动态扫描方式下的LED显示值被拍照时存在缺划的现象。 3）系统参数智能化设置：只需“自检”一键操作即可以无线方式检测出机动车超速监测系统所发出信号的频率、幅值、间隔时间等参数并自动对检定装置的参数进行设置。 4）嵌入式系统设计模式，结构紧凑灵巧，自动完成检定过程。 4、技术关键 DDS技术，频率峰值检测，汽车超速模拟，参数无线检测。 5、主要技术指标 1）控制DDS产生频率、幅值、时间间隔可调的正弦波激发信号，精确模拟车速范围在0-300Km/h，误差小于+/-5%。 2）单片机对地感线圈信号频率和峰值的检测误差小于+/-5%。 3）高亮度LED显示模拟车速，在任意拍照情况下不存在缺划的现象。
科学性、先进性
- 目前，地感线圈式机动车超速自动监测系统已经广泛应用于交通信息检测领域，本作品针对其工作特性提出了激发装置的创新设计，有效地对其性能指标进行验证，确保了监测系统的可靠运行。由于本设计通用性强，参数修改灵活，可以对不同厂家开发的监测系统进行检测，可供仪表检测部门使用，加上成本较低，体积小巧，方便携带等优点，相信可以得到很好的推广应用。此外，通过既本作品的不断升级完善，可以增加更多的功能，应用的范围也会越来越广泛。 而通过驾驶各种汽车以不同速度经过监测系统的反复实验来进行检验显然是不现实的；其实，可以使用跟汽车底面积相当的铁板来代替汽车在地感线圈上面经过，但是，这就需要搭建相应的机械传动机构，这样的机构搭建难度高、成本也较高、体积庞大、便携性差。相比之下，本设计有以下优点： 1.成本较低，体积小巧，可以在现场进行“在线”检定； 2.功能强大，操作灵活，还可以通过升级固件扩展功能； 3.界面友善，参数设置灵活，不同参数在检定过程中全部自动完成，无需人工干预。
获奖情况及鉴定结果
- 1）2008.12，本校第三届“挑战杯”课外学术科技作品竞赛决赛 特等奖 2）2009.5，第十届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛中获得一等奖
作品所处阶段
- 作品功能升级阶段
技术转让方式
- 面议
作品可展示的形式
- 现场演示、视频播放
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明 通过人机界面设置参数、启动模拟激发并监控系统的运行状态。 2、技术特点和优势 1)采用DDS技术产生频率、幅值和相位可调的高质量正弦波信号。 2)采用嵌入式系统实时处理多任务，适用于多种条件的作业环境。 3)参数的智能化设置，可以“在线”对现场监测系统进行检定. 3、适应范围 本作品针对地感线圈式机动车超速自动监测系统工作特性提出了检定装置的创新设计，有效地对其性能指标进行验证，确保了监测系统的可靠运行，且为交通监管部门提供了检测的方便。 4、推广前景 本作品可用作技术质量监测机构的测量主机和地感线圈式机动车超速自动监测系统生产厂家的测量仪器，具备广阔的市场前景。 5、市场分析和经济效益 地感线圈式机动车超速自动监测系统是目前广泛使用的交通信息检测产品之一。然而，国内外还没有一套完整、方便可行的检测技术方案，所以具有很高的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 国内外在检测地感线圈式机动车超速自动监测系统时，一般由模拟测速误差的检测和现场验证两部分组成。所谓现场验证是指机动车在每个车道跑几个速度点，每个速度点跑若干次，并用雷达测速仪(或激光测速仪以及光栅原理的光电位移测速仪)作为标准器来监视，把地感线圈式机动车超速自动监测系统的数据与标准器的数据进行比较，并由此来验证地感线圈式机动车超速自动监测系统准确与否。国外也有将两束或三束激光，相隔一定距离，在地感线圈附近，垂直于车辆行进方向，通过车辆对激光的遮挡时间间隔来测量车速。而模拟测试测速误差的检测，国内外也有很多人士做了大量的工作，但都存在一定的问题。如在瑞士．检测人员将车检器拿回实验室，接上两个线圈作为电感，再分别串上两个可变电容，然后通过改变可变电容的电容值来实现传感器中的频率变化，从而达到检测目的。在这种方法中由于将车检器拿回实验室中，使线圈这个重要的传感器被忽略，传感器(线圈)的特性和由它引起的灵敏度问题、不稳定性和误差等被遗漏，而且通过改变电容值的大小，来检测车检器的计量特性也很牵强。 在国内有些计量部门通过研究也对模拟测试测速误差的检测研制出了相应的检定装置，制定了检测方法或地方规程。如有一种方法是在车检器对主机的输出端硬加入两个开关信号，通过控制这两个信号的时间间隔来测量其误差。其实这种方法是检测主机的计时功能，对车检器和传感器没有检测，没有达到检测地感线圈式机动车超速自动监测系统的目的。另外，有一种方法是在车检器的测试回路中(车检器和线圈的回路中)加入信号，来触发车检器。这种方法的缺点是无法检测到线圈的性能、线圈的灵敏度等，所以其也是一种不正确的方法。
