自发电无线通信碰杆检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及驾考技术领域，特别是涉及一种自发电无线通信碰杆检测系统。


背景技术：

2.军队装甲车辆训练、考核一般在山坳，或路况很差的泥土路场地上进行，并且许多训练科目需要设置限制行车路线的标志杆(俗称桩杆)，通过检查车辆在行驶过程中是否碰擦或骑压桩杆，来评价驾驶员的驾驶技能是否达标。目前碰杆检测常用的方法有gnss定位法和传感器检测两种方法。
3.gnss定位实现方法是：通过高精度gnss定位设备，结合rtk差法定位算法，可实现
±
1cm的精确定位。通过对车体外形标定，场地标杆位置标定。评判主机以每秒10hz的刷新率来确定车辆和标定杆的相对位置。当车体外形和标杆位置重叠时用来评判碰擦桩杆。
4.此种方法对于装甲车训练场存在以下弊端与不足：
5.1、受硬件定位影响有最大
±
2cm的评判误差，导致误判或漏判。影响考核公正性。
6.2、在非硬化路面的装甲车考训场时，训练场地在重车的碾压下变形较大，车体摇摆不定无法使用gnss定位方式。
7.传感器检测实现方法是：架设电缆、铺设信号线，在桩杆上加装震动传感器和信号检测板。当车辆行驶过程中撞击或碰擦标杆时，引起震动传感器动作。信号检测板检测到震动信号后，通过信号线将信号上传主机，以此评判考核车辆碰擦桩杆。
8.但是此种方法对于装甲车训练场存在以下弊端与不足：
9.1、施工难度高，因场地为山区或泥泞土路。地下预埋信号线施工困难，
10.2、易损坏，因装甲车辆自重大，车辆经过标杆路段时，容易引起震动传感器共振，导致误判。
11.3、维护量高，车辆经过预埋地下的电缆和信号线时。很容易将线缆压断。一旦信号线或供电电缆断路，则检查和维修工作量大，修复周期长，影响训练计划的实施。
12.4、训练时间短，因场地无照明设施，夜间训练时很容易将标志杆和传感器撞击压坏。为避免不必要损坏，只能尽量不安排夜间训练。


技术实现要素：

13.为了能够满足装甲车训练场地的特殊性，本实用新型提供一种自发电无线通信碰杆检测系统，以解决训练场地施工难度大、检测误差大、维护成本高等问题。
14.本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种自发电无线通信碰杆检测系统，包括:无线信号接收装置、碰杆检测装置及桩杆；
15.其中，无线信号接收装置设置于测试车辆上；碰杆检测装置包括：自发电模块、无线通信碰杆检测模块及触发模块；自发电模块连接于无线通信碰杆检测模块；触发模块设置于桩杆上，被构造为测试车辆发生碰杆时产生触发信号；无线通信碰杆检测模块连接于
触发模块。
16.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，无线通信碰杆检测模块，包括：电源接线端子、信号接线端子、信号处理单元、无线信号发送单元；信号处理单元分别连接于电源接电端子、信号接线端子和无线信号发送单元；电源接线端子通过导线连接于自发电模块；信号接线端子通过导线连接于触发模块；无线信号发送单元通过无线通信方式连接于无线信号接收装置。
17.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，无线通信碰杆检测模块还包括：多个编码单元，分别连接于信号处理单元。
18.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，无线通信碰杆检测模块，还包括：延时电路，分别连接于电源接线端子和信号处理单元，被构造为控制信号处理单元供电的通断。
19.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，延时电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一三极管、第二三极管和第三三极管；其中，第一电阻的一端、第一电容的一端和第一三极管的集电极相互连接，并连接于电源接线端子中的一个，第一三极管的基极连接于电源接线端子中的另一个；第一电阻的另一端、第一电容的另一端和第一三极管的发射极、第二三极管的发射极、第二电容的一端和第二电阻的一端相互连接；第二三极管的集电极、第二电容的另一端和第二电阻的另一端相互连接；第二三极管的基极、第三三极管的集电极、第三电容的一端和第三电阻的一端相互连接；第三三极管的发射极、第三电容的另一端和第三电阻的另一端相互连接，并连接于信号处理单元，第三三极管的基极连接于信号处理单元。
20.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，第一电容、第二电容和第三电容为可变电容；第一电阻、第二电阻和第三电阻为可变电阻。
21.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，自发电模块包括：发电单元、发电控制单元、电能存储单元和供电控制开关；其中，发电单元连接于发电控制单元，发电控制单元连接于电能存储单元的两端，发电控制单元与电能存储单元的一端之间串接供电控制开关，供电控制开关远离电能存储单元的一端还连接于无线通信碰杆检测模块。
22.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，桩杆包括：桩杆本体、摆臂和至少一个弹性机构；摆臂的一端可旋转的连接于桩杆本体；至少一个弹性机构的一端连接于桩杆本体，另一端连接于摆臂；触发模块为一个或多个，设置于桩杆本体上，并抵顶于摆臂。
23.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，触发模块为接触式微动开关。
24.依据前述的自发电无线通信碰杆检测系统，碰杆检测装置还包括：警示模块，用于警示碰杆检测装置所处位置。
25.本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本实用新型至少具有下列优点：
26.1、本实用新型通过自发电模块实现了碰杆检测系统的自供电模式，避免了安装过程中需敷设电缆的情况，降低了施工量及施工难度。
27.2、本实用新型的自发电无线通信碰杆检测系统通过无线通信实现信号的传输，避免了安装过程中信号线的敷设，且信号直接发送至安装于测试车辆的无线信号接收装置，减少了信号的中间传输环节，减少了维护量。
28.3、采用接触式微动开关检测碰杆，避免了因设备共振产生的误判，保证了测试的
公正性。
29.4、本实用新型通过设置延时电路，使得自发电无线通信碰杆检测系统仅在触发装置被触发时通电，平时均处于断电状态，进而降低碰杆检测系统能耗，延长碰杆检测系统的运行时间。
30.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
31.图1示出了本实用新型一实施例的自发电无线通信碰杆检测系统的结构示意图；
32.图2示出了图1所示的自发电无线通信碰杆检测系统的自发电模块的结构示意框图；
33.图3示出了图1所示的自发电无线通信碰杆检测系统的无线通信碰杆检测模块的示意框图；
34.图4示出了图3所示的无线通信碰杆检测模块的延时电路的示意图。
35.【符号说明】
36.1：无线信号接收装置
37.2：碰杆检测装置
38.21：自发电模块
39.211：发电单元
40.212：发电控制单元
41.213：电能存储单元
42.214：供电控制开关
43.22：无线通信碰杆检测模块
44.221：电源接线端子
45.222：信号接线端子
46.223：信号处理单元
47.224：无线信号发送单元
48.225：编码单元
49.226：延时电路
50.2261：第一电阻
51.2262：第二电阻
52.2263：第三电阻
53.2264：第一电容
54.2265：第二电容
55.2266：第三电容
56.2267：第一三极管
57.2268：第二三极管
58.2269：第三三极管
59.227：信号发送指示灯
60.23：触发模块
61.24：警示模块
62.3：桩杆
63.31：桩杆本体
64.32：摆臂
65.33：弹性机构
66.34：限位机构
具体实施方式
67.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种自发电无线通信碰杆检测系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
68.如图1所示，本实用新型较佳实施例的一种自发电无线通信碰杆检测系统，其主要包括无线信号接收装置1、碰杆检测装置2及桩杆3。
69.其中，无线信号接收装置1安装于测试车辆上，并通过无线通信的方式连接于碰杆检测装置2。例如，通过wifi、蓝牙和zigbee等无线通信方式。为了保证无线信号的稳定性，优选地，该无线信号接收装置1安装于测试车辆的外侧。
70.碰杆检测装置2包括自发电模块21、无线通信碰杆检测模块22及触发模块23。其中，自发电模块21进行发电，以提供无线通信碰杆检测模块 22所需得电能。
71.如图1和图2所示，该自发电模块21包括发电单元211、发电控制单元212、电能存储单元213和供电控制开关214。发电单元211连接于发电控制单元212，发电控制单元212连接于电能存储单元213的两端，发电控制单元212与电能存储单元213的一端之间串接供电控制开关214，供电控制开关214远离电能存储单元213的一端还连接于无线通信碰杆检测模块 22。
72.该供电控制开关214通过改变通断状态来控制无线通信碰杆检测模块 22的供电情况。其可以通过人员进行直接控制，也可以设置为自动控制，本实用新型不以控制方式为限。
73.在一实施例中，发电单元211为太阳能发电板，电能存储单元213为大容量锂电池。该太阳能发电板通过两条线与发电控制单元212相连。在发电控制单元212与锂电池之间串入供电控制开关214。当光照充足时，太阳能发电板为发电控制单元212供电，并通过发电控制单元212为锂电池进行充电。当光照强度不足时，太阳能发电板的输出电压低于锂电池电压时，发电控制单元212中的控制芯片切断太阳能发电板的供电，改为锂电池进行供电。
74.进一步地，自发电无线通信碰杆检测系统还包括警示模块24，设置于发电控制单元212上，当采用锂电池进行供电时(即光线不足时)，同时点亮该警示模块24，以在天色暗时起到警示作用。优选地，该警示模块24为一个或多个发光二极管。为了保证警示效果，该发光二极管在通电后发出红色闪烁灯光。
75.在另一实施例中，可以采用风力发电的方式为自发电无线通信碰杆检测系统供电，其仅仅是将太阳能发电板替换为风力发电装置即可。此处不在进行赘述。
76.如图3所示，无线通信碰杆检测模块22包括电源接线端子221、信号接线端子222、信号处理单元223、无线信号发送单元224。其中，信号处理单元223分别连接于电源接电端子、信号接线端子222和无线信号发送单元224；电源接电端子通过导线连接于自发电模块21；信号接线端子222 通过导线连接于触发模块23；无线信号发送单元224通过无线通信的方式连接于无线信号接收装置1。
77.其中，信号处理单元223可采用mcu信号处理器，无线信号发送单元 224可以采用wifi发送模块、蓝牙发送模块或zigbee发送模块等。
78.进一步地，如图3所示，无线通信碰杆检测模块22还包括多个编码单元225，分别连接于信号处理单元223。
79.可知的是，在驾驶测试中会采用不同测试车辆，以及考试场中会设置多个考试科目，如s型限制路科目、双直角科目，且每个科目又有不同的布置。如设置2个s型限制路科目、3个双直角科目。并且每个科目中又有数量不一的标杆。如双直角项目中有12个标杆位置，s型限制路项目中有 9个标杆位置。为了能够在测试中准确地识别出哪个测试车辆在哪个场地的哪个测试项目中出现了碰杆的情况，在无线通信碰杆检测模块22中还设置了多个编码单元225，通过多个编码单元225进行编码，以分辨出测试车辆、场地及测试项目。
80.在一实施例中，如图2所示，编码单元225为3组4位编码开关。主要目的是同一个传感器组可通过调节编码开关，可实现不同的测试科目、不同测试科目数量和不同场地的碰杆检测。当然，根据应用场景的不同，可以采用其他数量其他种类的编码开关，本实用新型并不以此为限。
81.为了能够延长自发电无线通信碰杆检测系统在夜间的运行时间，如图3 所示，无线通信碰杆检测模块22还包括延时电路226，分别连接于电源接线端子221和信号处理单元223，被构造为控制所述信号处理单元223供电的通断。通过该延时电路226的设置，在触发模块23未被触发时，自发电无线通信碰杆检测系统始终处于断电状态。而在触发模块23被触发后，使得自发电无线通信碰杆检测系统通电，并保持预设时间。优选地，该预设时间为3秒钟。
82.在一实施例中，如图4所示，延时电路226包括：第一电阻2261、第二电阻2262、第三电阻2263、第一电容2264、第二电容2265、第三电容 2266、第一三极管2267、第二三极管2268和第三三极管2269；其中，第一电阻2261的一端、第一电容2264的一端和第一三极管2267的集电极相互连接，并连接于电源接线端子221中的一个，第一三极管2267的基极连接于电源接线端子221中的另一个；第一电阻2261的另一端、第一电容2264 的另一端和第一三极管2267的发射极、第二三极管2268的发射极、第二电容2265的一端和第二电阻2262的一端相互连接；第二三极管2268的集电极、第二电容2265的另一端和第二电阻2262的另一端相互连接；第二三极管2268的基极、第三三极管2269的集电极、第三电容2266的一端和第三电阻2263的一端相互连接；第三三极管2269的发射极、第三电容2266 的另一端和第三电阻2263的另一端相互连接，并连接于信号处理单元223，第三三极管2269的基极连接于信号处理单元223。
83.在一具体实施例中，延时电路226的主要目的是，节约锂电池的电量。平时无线通信碰杆检测模块22为断电状态，只有当桩杆3状态发生改变时。如从初始位置到被碰撞的状态时，才为无线通信碰杆检测模块22提供3秒钟的供电。将碰杆信号以无线通信方式发送到
无线信号接收装置1。延时电路226以3组rc震荡延时电路(即电阻与电容的并联电路)控制三极管通断的方式实现。
84.如图4所示，npn型三极管的集电极和发射集、与电容和电阻组成的 rc震荡电路并联。通过调节第一电阻2261、第二电阻2262、第三电阻2263 的阻值和第一电容2264、第二电容2265、第三电容2266的大小可调节延时的时长。
85.在一实施例中，如图3所示，无线通信碰杆检测模块22上还设置有信号发送指示灯227，当所述无线信号发送单元224发送数据时，该信号发送指示灯227会进行闪烁，以提示正在进行数据发送。
86.在一实施例中，如图1所示，桩杆3包括桩杆本体31、摆臂32和至少一个弹性机构33。其中摆臂32的一端可旋转的连接于桩杆本体31上，以使得摆臂32在被车辆碰撞时可以绕连接于桩杆本体31的一端摆动。至少一个弹性机构33的一端连接于桩杆本体31，另一端连接于摆臂32，通过弹性机构33的弹力作用下，在摆臂32被车辆碰撞产生位移后，能够恢复到初始位置。触发模块23为一个或多个，设置于桩杆本体31上，并抵顶于摆臂32，当摆臂32被车辆碰撞产生位移时，则会触发该触发模块23，进而产生触发信号，并发送至无线通信碰杆检测模块22。
87.在一具体实施例中，如图1所示，弹性机构33为一个，该弹性机构33 一端连接于桩杆本体31，另一端连接于摆臂32的一侧。此时为了保证摆臂 32在单侧弹力拉扯的情况下，仍能够处于初始位置，在桩杆本体31上还设置了限位机构34，该限位机构34在摆臂32处于初始位置时，抵顶于摆臂 32。触发模块23也为一个，当摆臂32位于初始位置时，触发模块23抵顶于该摆臂32，当车辆配装摆臂32使得摆臂32发生摆动时，触发该触发模块23，进而产生触发信号。本实施例的桩杆3的结构适用于测试单向行驶的测试车辆。
88.在另一具体实施例中，弹性机构33为两个，该两个弹性机构33一端连接于桩杆本体31，另一端分别连接于摆臂32的两侧。此时在摆臂32两侧的弹性机构33的拉力作用下，使得摆臂32处于初始位置。触发模块23 可以为一个，设置在摆臂32的一侧，也可以是两个分别设置在摆臂32的两侧。当摆臂32位于初始位置时，至少一个触发模块23抵顶于该摆臂32，当车辆配装摆臂32使得摆臂32发生摆动时，触发该触发模块23，进而产生触发信号。本实施例的桩杆3的结构适用于测试双向行驶的测试车辆。
89.本实用新型的实施，通过自发电及无线通信的模式，能够避免在碰杆检测系统安装过程中敷设线缆的情况，进而降低了安装作业的难度，并且减少了因线缆破损出现的故障点；无线信号直接发送至安装于测试车辆的无线信号接收装置，减少了信号的中间传输环节，减少了维护量；采用接触式微动开关检测碰杆，避免了因设备共振产生的误判，保证了测试的公正性；通过设置延时电路，使得自发电无线通信碰杆检测系统仅在触发装置被触发时通电，平时均处于断电状态，进而降低碰杆检测系统能耗，延长碰杆检测系统的运行时间。