[实用新型]一种基于大容量存储设备的道路应变参数自动采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于大容量存储设备的道路应变参数自动采集装置。

背景技术

路基、路面是公路的重要组成部分，其性能直接关系到道路本身的使用寿命。由于我国高等级公路建设起步较晚，技术力量薄弱，我国气候和交通荷载条件恶劣，再加上车辆超载严重，进而造成许多高等级公路路面的早期损坏，近年来，我国高等级路面过早的出现了车辙、开裂、泛油等损坏现象，严重的影响了道路的使用和人们的交通出行，如何防治高等级沥青路面早期损坏是目前急需解决的重大课题，已引起了我国道路交通部门的高度重视。

目前路基形变测试多是在提前设计好的试验路上开展，通过预先埋设的应变传感器反应道路的变形情况。现有测试方法需要测试人员每年选定有代表性的时段，到实验路段采用采集系统开展数据测试及分析工作，由于测试人员无法长期驻守测试，因此采集的数据量有限；此外，由于测试人员无法连续进行信号的测试分析，因此测试的数据无法完整准确的反应路基的形变情况。由此可见，现有的测试方法效率低且测试费用高；另外，由于技术人员无法长期驻守，无法得到完整的路面形变数据。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种基于大容量存储设备的道路应变参数自动采集装置，本实用新型通过预埋的应变传感器测试道路的应变情况，传感器的信号通过本实用新型提出的自动采集装置实现数据的自动测试及存储。本实用新型提出的装置具备无人值守自动运行功能，能够满足路基形变长期监测的要求，得到的分析结果可用于分析道路受力特性，为高速公路的养护、维修及道路状况的评估提供科学依据，具有广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于大容量存储设备的道路应变参数自动采集装置，包括供电电源、车辆到位感知模块和数据采集存储单元，其中：

所述供电电源将直流电供给车辆到位感知模块和数据采集存储单元，所述车辆到位感知模块包括激光测距传感器、传感器信号处理电路、控制器及通讯电路，激光测距传感器固定在路边，当车辆到达传感器安装位置时触发传感器，传感器信号处理电路接收该信号并将其传送给控制器，控制器根据信号确定车辆到位，并利用通讯电路触发数据采集存储单元。

所述数据采集存储单元接收触发信号后，利用压阻效应实时测量路基形变参数，数据采集存储单元包括多个并联的路基形变测试传感器，各个路基形变测试传感器的信号接入采集板，所述采集板将路基形变测试传感器测量的电阻信号转化为电压信号，传输给主控制器进行数据采集。

进一步的，所述供电电源包括锂电池组及太阳能充电系统，锂电池组产生直流电源供给车辆到位感知模块及数据采集存储单元，当锂电池组电量降低至设置的阈值下限时，太阳能充电系统自动开启给电池组供电。

进一步的，所述采集板包括单片机、模数转换模块、可调增益放大器、差分运算放大器和惠斯通电桥，其中，惠斯通电桥连接路基形变测试传感器，通过惠斯通电桥将传感器输出的电阻信号转化为电压信号，处理后的信号依次经过差分运算放大器、低通滤波电路及可调增益放大器进入模数转换模块的采样通道中，主控制器通过模数转换模块采集路基形变测试传感器的信号。

所述采集板中设有电源模块，将12V电压转正负5V电压，分别送入差分运算放大器和可调增益放大器中，以保证能够对正负全桥传感器信号进行处理。

所述路基形变测试传感器为全桥式应变传感器，在外力作用下，导体或半导体材料产生机械变形，从而引起材料电阻值发生相应变化，将被测物体的应变转换成与之成正比关系的电阻相对变化量。

所述路基形变测试传感器输出电阻信号，在采集板中通过惠斯通电桥将电阻信号转化为电压信号。

所述主控制器，包括主控单片机、静态RAM、文件管理芯片和时钟芯片，其中，主控单片机接收到车辆到位感知模块传送的车辆到位命令后，控制每个采集板依次采集多个通道的信号，静态RAM芯片将采集数据进行暂时存储。

进一步的，所述静态RAM芯片在每次采样结束后的空档时间内，将采集的数据通过文件管理芯片转存至大容量Flash存储器中，每个数据采集时刻对应的实时时钟芯片的时间同步存入大容量Flash存储器中。

进一步的，所述车辆到位感知模块连接主控制器，当无车辆到来时，数据采集存储单元处于待机状态；当车辆到位感知模块输出信号时，则主控制器控制整个系统进入工作状态。

进一步的，所述主控制器通过IIC总线连接实时时钟芯片，且对其进行校准。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：