[实用新型]基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪

说明书

本实用新型提出了基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪，采用MOS管作为低噪声放大器内部的微波晶体管，提供较低的噪声系数，MOS管的噪声系数直接影响信号接收系统的噪声系数，同时采用MOS管还可以提高信号接收系统的灵敏度；通过在低噪声放大器中设置偏置电路，可以为MOS管提供稳定的偏置电流，并确定MOS管静态工作点，以便提高放大器的输入电阻，降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂；通过在低噪声放大器中设置保护电路，可以在低噪声放大器失去放大作用时，保护MOS管不被损坏；同时能够将直流偏置信号即低频信号传输到MOS管上去，而又能防止MOS管的射频信号进入直流通路。

技术领域

本实用新型涉及桥梁健康监测系统领域，尤其涉及基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪。

背景技术

一般情况下，桥梁健康监测系统包含如图1所示的四个子系统，并通过网络互联工作。其中，传感器系统包括：位移计、加速度计、水平仪、温度计、风速风向仪、车轴车速仪和信息放大处理器等。车轴车速仪用于检测车辆通过桥梁的速度，车辆速度是桥梁结构健康监测系统的测评参数。目前，车轴车速仪检测车速的方法主要有GPS测速、多普勒雷达测速、激光测速、双传感器触发测速、基于视频图像的测速以及基于RFID的测速方法，其中，基于RFID的测速方法以其不受环境影响、成本低、不会对路面造成损坏、使用寿命长等优点广泛应用与车道车速检测中。

基于RFID道路系统的车速检测系统一般由铺设于路面的无源RFID标签、安装在车上的RFID阅读器、信息处理模块以及信息共享模块组成，通过RFID阅读器读取路面的标签，并由信息处理模块记录RFID阅读器每一次读取标签的时间，选取阅读器连续读取两个相邻标签的时间差，在提前已知标签间距的情况下，就可以计算出机动车在该两个连续标签之间的平均速度。

基于RFID道路系统中信号发射系统和信号接收系统通常会集成到一块，信号接收系统的一般结构如图2所示，信号接收系统负责将从空间接收到的信号预处理，滤波器将无用的信号滤除掉，有用信号被保留下来。但此时的信号功率非常小，需要送到低噪声放大器中放大，然后信号在下变频器中与本振源产生的本振频率信号混频输出中频信号，中频信号再经过一系列的处理转换为处理器能够工作的基带信号。然而现有的信号接收系统存在噪声系数低并且灵敏度低的问题，因此，为解决上述问题，本实用新型提供基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪，其基于RFID道路系统实现车速检测，并且优化设计RFID道路系统的信号接收系统，使信号接收系统具有较低的噪声系数和较高的灵敏度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪，其基于RFID道路系统实现车速检测，并且优化设计RFID道路系统的信号接收系统，使信号接收系统具有较低的噪声系数和较高的灵敏度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了基于桥梁健康监控系统的车轴车速仪，其包括RFID芯片、天线、滤波器、低噪声放大器和混频器，低噪声放大器包括MOS管、偏置电路和保护电路；

天线通过滤波器与MOS管的栅极电性连接，偏置电路的输入端与电源电性连接，偏置电路的输出端与保护电路的输入端电性连接，保护电路的输出端分别与MOS管的栅极和漏极电性连接，MOS管的源极接地，MOS管的漏极与混频器的射频信号输入端电性连接，混频器的本振信号输入端与本振信号电性连接，混频器的输出端与RFID芯片的射频信号接收端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，偏置电路包括：电阻R41-R43；

电源通过分别与电阻R42的一端和电阻R43的一端电性连接，电阻R43的另一端与保护电路的输入端电性连接，电阻R42的另一端分别与电阻R41的一端和保护电路的输入端电性连接，电阻R41的另一端接地。

进一步优选的，保护电路包括：电感L10-L15、电容C33-C37、阻抗Z14和阻抗Z15；