一种路面状态仪控制电路的制作方法

1.本发明涉及检测仪表领域，具体的说是一种路面状态仪控制电路。


背景技术：

2.随着科技的发展，越来越多的检测仪器被应用到人们的生活中，在车辆和道路旁，路面和交通检测设备也得到了广泛的应用，现在的车辆大多采用摄像头来采集路面交通信息，但摄像头只能拍出图像，不能对路面有雨雪、结冰等状态进行判断和提醒，各种状态也还是需要人来判断，而天黑时摄像功能也会大打折扣。


技术实现要素：

3.本发明针对已有的路面检测设备的不足，提供一种可根据路面各种状态下led红外信号的不同，综合仪器所在环境的温湿度、路面温度以及露点从而判断路面的状态的路面状态仪控制电路。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种路面状态仪控制电路，包括：控制采集系统和红外发光采集系统，所述红外发光采集系统能发出红外光线并采集红外信号，所述控制采集系统能根据所述红外信号判断路面状态，将路面信息和环境信息发送给用户，所述控制采集系统和所述红外发光采集系统之间通过接口模块相连，所述控制采集系统包括主控模块，以及与所述主控模块相连的电源模块、通讯模块、蓝牙模块、环境检测模块、数据转换模块、存储模块、和指示模块，所述红外发光采集系统包括红外led驱动模块和红外信号接收模块。
5.进一步的，所述主控模块包括芯片u8，所述芯片u8的8和9管脚之间接晶振x1，12和13管脚之间接晶振x2，所述晶振x2的两端分别经电容c26和c27接地，所述芯片u8的72和76管脚分别接接口j2的2和3管脚，所述芯片u8的14管脚的第一引线接所述接口j2的4管脚，第二引线接芯片u9的1管脚，上拉电阻r42设置在所述芯片u8的14管脚处，电容c29设置在所述芯片u8的14管脚和地之间，所述芯片u9的3管脚经按键sr1接地，所述芯片u8的型号为stm32l496vg，所述芯片u9的型号为tps3823
‑
33dbvt。
6.进一步的，所述接口模块包括接插件p3和p5，所述接插件p3和p5为排针式对接器，所述接插件p3的2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32管脚分别与所述接插件p5的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31管脚相连，所述接插件p3的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19和21管脚分别接所述芯片u8的59、2、3、4、542、43、44、45、46和63管脚。
7.进一步的，所述电源模块包括芯片u14、u15、u16、u17、u13和u12，所述芯片u14的7管脚接二极管d12的阴极，所述二极管d12的阳极经保险丝f1接输入电源vin，所述芯片u14的1管脚经电容c47接电感l1的第一端，所述电感l1的第二端的第一引线接7v电压，第二引线接电阻r64的第一端，所述电阻r64的第二端的第一引线经电阻r66接地，第二引线接所述芯片u14的4管脚，发光二极管d14和电阻r68串联后设置在7v电压和地之间，所述芯片u15的3管脚经电阻r62接7v电压，2管脚经电阻r63接5v电压，所述芯片u16的7管脚接二极管d12的
阴极，所述芯片u16的1管脚经电容c55接电感l2的第一端，所述电感l2的第二端的第一引线接地，第二引线接电阻r70的第一端，所述电阻r70的第二端的第一引线经电阻r73接
‑
7v电压，第二引线接芯片u16的4管脚，发光二极管d15和电阻r72串联后设置在
‑
7v电压和地之间，所述芯片u17的3管脚经电阻r76接
‑
5v电压，2管脚经电阻r75接
‑
7v电压，所述芯片u13的3管脚接5v电压，2管脚接1.8v电压，发光二极管d11与电阻r60串联后设置在1.8v电压与地之间，所述芯片u12的3管脚接5v电压，2管脚接3.3v电压，发光二极管d10与电阻r59串联后设置在3.3v电压与地之间，所述芯片u14和u16的型号为tps5430，所述芯片u12的型号为uz1085
‑
3v3，u13的型号为ams1117
‑
1v8。
8.进一步的，所述通讯模块包括rs485电路、rs232电路、can电路和接口p2，所述rs485电路包括芯片u5，所述芯片u5的2管脚接所述芯片u5的3管脚，所述芯片u5的1、3和4管脚分别接所述芯片u8的24、98和23管脚，所述芯片u5的7管脚接电阻r19的第一端，所述电阻r19的第二端的第一引线接所述接口p2的3管脚，第二引线接瞬态抑制二极管u6的1管脚，所述芯片u5的6管脚接电阻r23的第一端，所述电阻r23的第二端的第一引线接所述接口p2的3管脚，第二引线接所述瞬态抑制二极管u6的2管脚，所述芯片u5的型号为sp3485，所述瞬态抑制二极管u6的型号为sm712，所述rs232电路包括芯片u4，所述芯片u4的9、10、12和11管脚分别接所述芯片u8的34、33、26和25管脚，所述芯片u4的13和14管脚分别接接插件jp1的3和4管脚，所述芯片u4的7和8管脚分别接接插件jp2的3和4管脚，所述芯片u4的型号为sp3232，所述can电路包括芯片u7，所述芯片u7的1和4管脚分别接所述芯片u8的82和81管脚，所述芯片u7的7和6管脚分别经电阻r35和r36接所述接口p2的2和3管脚，所述芯片u7的型号为sn65hvd230。
9.进一步的，所述蓝牙模块包括芯片u3，所述芯片u3的1和2管脚分别接所述芯片u8的69和68管脚，所述芯片u3的14管脚经按键s6接地，15管脚经电阻r18和发光二极管d7接地，16管脚经电阻r17和发光二极管d6接地，17管脚经电阻r16和发光二极管d5接地，所述芯片u3的型号为jdy
‑
24m。
10.进一步的，所述存储模块包括芯片u10，所述芯片u10的1、2、5和6管脚分别接所述芯片u8的29、31、32和30管脚，所述芯片u10的型号为w25q64jvssi，所述环境检测模块包括传感器p4和p7，所述传感器p4的2、3和4管脚分别接所述芯片u8的17、47和96管脚，所述传感器p7的1和2管脚分别接所述芯片u8的92和93管脚，所述传感器p4的型号为sht35
‑
dis，所述传感器p7的型号为mlx90614dci，所述指示模块包括指示灯led1，所述指示灯led1的1管脚接3.3v电压，2、3和4管脚分别接所述芯片u8的79、78和80管脚。
11.进一步的，所述数据转换模块包括芯片u1，所述芯片u1的43和39管脚分别经电阻r5和r6接差分放大器ic1的4和5管脚，所述差分放大器ic1的4管脚经电阻r3接所述差分放大器ic1的1管脚，所述差分放大器ic1的1管脚经电阻r4接地，所述差分放大器ic1的5管脚经电阻r8接所述差分放大器ic1的8管脚，所述差分放大器ic1的8管脚经电阻r7接所述接插件p3的23管脚，所述芯片u1的22、21、16、29、35、34、33和32管脚分别接所述芯片u8的89、90、91、87、88、86、85和77管脚，所述芯片u1的型号为ad7676。
12.进一步的，所述红外led驱动模块包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路和第五驱动电路，所述第一驱动电路包括芯片u101和mos管q101，所述芯片u101的3和5管脚分别接接插件p5的2和12管脚，所述芯片u101的4管脚接电阻r109的第一
端，所述电阻r109的第二端接电阻r110的第一端，所述电阻r110的第二端接地，所述芯片u101的1管脚的第一引线经电容c103接所述电阻r109的第一端，第二引线经电阻r103接所述mos管q101的1管脚，所述mos管q101的2管脚经电阻r107接所述电阻r110的第一端，3管脚接红外发光二极管l101的2管脚，所述红外发光二极管l101的1管脚接5v电压，所述芯片u101的型号为tlv9061s，所述第二驱动电路、所述第三驱动电路、所述第四驱动电路和所述第五驱动电路与所述第一驱动电路的电路结构相同。
13.进一步的，所述红外信号接收模块包括芯片u107、u106、u108、u109和u110，所述芯片u107的2管脚接电容c116的第一端，所述电容c116的第二端的第一引线经电阻r133接5v电源，第二引线经红外线接收模组p101接地，所述芯片u107的6管脚的第一引线经并联的电阻r131和电容c111接所述芯片u107的2管脚，第二引线经电容c117接所述芯片u106的3管脚，所述芯片u106的2管脚的第一引线经电阻r134接地，第二引线经电阻r132接所述芯片u106的6管脚，所述芯片u106的6管脚经电容c118接所述芯片u108的1管脚，所述芯片u108的7管脚经发光二极管d101和电阻r139接地，所述芯片u108的10管脚经电容c126接所述芯片u109的6管脚，电阻r144设置在所述芯片u109的6和2管脚之间，所述芯片u109的3管脚经电阻r150接所述接插件p5的22管脚，所述芯片u108的13管脚的第一引线经电阻r141接所述接插件p5的24管脚，第二引线接电阻r145的第一端，所述电阻r145的第二端的第一引线经电阻r146接所述芯片u110的3管脚，第二引线经电容c127接所述芯片u110的1管脚，所述芯片u110的1和2管脚相连，6和7管脚相连，所述芯片u110的7管脚经电阻r142接所述接插件p5的24管脚，所述芯片u107的型号为ad795jrz
‑
reel7，所述红外线接收模组p101的型号为gpd
‑
sn3k05
‑
b30pc
‑
dj，所述芯片u106的型号为opa188，所述芯片u108的型号为ad630，所述芯片u109的型号为op37，所述芯片u110的型号为ne5532。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1. 本发明通过输出pwm信号控制五种红外led轮询点亮，点亮的同时采集路面返回的不同红外led信号值，路面各种状态下不同led红外信号不同和路面温度，综合仪器所在环境的温湿度以及露点从而可以判断路面的状态（如有积水、积雪、结冰等）；2. 本发明不仅具有can通信总线，与各种车辆控制系统连接，让车辆控制系统知道当前路面状态，以及路面温度等，对驾驶者做出提醒，作为车载仪器使用，同时具体rs485和rs232通信功能，可作为独立探测站点检测路面状态；3. 本发明具有存储功能，可存储检测到的数据信息，具有蓝牙功能，可与手机、电脑等便携设备通信，方便获取路面状态，路面温度等各种仪器状态数据。
附图说明
15.附图1为本发明主控模块的第一部分的原理结构示意图；附图2为本发明主控模块的第二部分的原理结构示意图；附图3为本发明电源模块的原理结构示意图；附图4为本发明通讯模块的原理结构示意图；附图5为本发明蓝牙模块的原理结构示意图；附图6为本发明存储模块的原理结构示意图；附图7为本发明环境检测模块的原理结构示意图；
附图8为本发明指示模块的原理结构示意图；附图9为本发明红外led驱动模块的原理结构示意图；附图10为本发明红外信号接收模块的原理结构示意图；附图11为本发明接口模块的原理结构示意图；附图12为本发明数据转换模块的原理结构示意图。
具体实施方式
16.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
17.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
18.下面结合附图对本发明作以下详细地说明。实施例1，如图1
‑
12所示，提供一种路面状态仪控制电路，包括：控制采集系统和红外发光采集系统，所述红外发光采集系统能发出红外光线并采集红外信号，所述控制采集系统能根据所述红外信号判断路面状态，将路面信息和环境信息发送给用户，所述控制采集系统和所述红外发光采集系统之间通过接口模块相连，所述控制采集系统包括主控模块，以及与所述主控模块相连的电源模块、通讯模块、蓝牙模块、环境检测模块、数据转换模块、存储模块、和指示模块，所述红外发光采集系统包括红外led驱动模块和红外信号接收模块。
19.实施例2，如图1
‑
2所示，所述主控模块包括芯片u8，所述芯片u8的8和9管脚之间接晶振x1，12和13管脚之间接晶振x2，所述晶振x2的两端分别经电容c26和c27接地，所述芯片u8的72和76管脚分别接接口j2的2和3管脚，所述芯片u8的14管脚的第一引线接所述接口j2的4管脚，第二引线接芯片u9的1管脚，上拉电阻r42设置在所述芯片u8的14管脚处，电容c29设置在所述芯片u8的14管脚和地之间，所述芯片u9的3管脚经按键sr1接地，所述芯片u8的型号为stm32l496vg，所述芯片u9的型号为tps3823
‑
33dbvt。
20.本实施例中，stm32l496vg是一款低功耗的mcu，接口j2是调试接口，通过接口j2可对主控模块内程序进行烧录，芯片u9是一款带低电压复位和看门狗功能的芯片。
21.实施例3，如图11所示，所述接口模块包括接插件p3和p5，所述接插件p3和p5为排针式对接器，所述接插件p3的2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32管脚分别与所述接插件p5的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31管脚相连，所述接插件p3的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19和21管脚分别接所述芯片u8的59、2、3、4、542、43、44、45、46和63管脚。
22.在本实施例中，接插件p3和p5为排针式对接器，所述排针式对接器的内部的相应管脚（1和2管脚，3和4管脚，5和6管脚
……
29和30管脚，31和32管脚）相连，接插件j3连接控制采集系统，接插件j5连接红外发光采集系统，通过接插件p3和p5之间的插接，实现了控制采集系统和红外发光采集系统之间对应管脚间的信号传递，使用中也可以断开接插件p3和p5，不连接红外发光采集系统，控制采集系统可单独作为环境和路面温湿度检测仪器使用。
23.实施例4，如图3所示，所述电源模块包括芯片u14、u15、u16、u17、u13和u12，所述芯片u14的7管脚接二极管d12的阴极，所述二极管d12的阳极经保险丝f1接输入电源vin，所述芯片u14的1管脚经电容c47接电感l1的第一端，所述电感l1的第二端的第一引线接7v电压，第二引线接电阻r64的第一端，所述电阻r64的第二端的第一引线经电阻r66接地，第二引线接所述芯片u14的4管脚，发光二极管d14和电阻r68串联后设置在7v电压和地之间，所述芯片u15的3管脚经电阻r62接7v电压，2管脚经电阻r63接5v电压，所述芯片u16的7管脚接二极管d12的阴极，所述芯片u16的1管脚经电容c55接电感l2的第一端，所述电感l2的第二端的第一引线接地，第二引线接电阻r70的第一端，所述电阻r70的第二端的第一引线经电阻r73接
‑
7v电压，第二引线接芯片u16的4管脚，发光二极管d15和电阻r72串联后设置在
‑
7v电压和地之间，所述芯片u17的3管脚经电阻r76接
‑
5v电压，2管脚经电阻r75接
‑
7v电压，所述芯片u13的3管脚接5v电压，2管脚接1.8v电压，发光二极管d11与电阻r60串联后设置在1.8v电压与地之间，所述芯片u12的3管脚接5v电压，2管脚接3.3v电压，发光二极管d10与电阻r59串联后设置在3.3v电压与地之间，所述芯片u14和u16的型号为tps5430，所述芯片u12的型号为uz1085
‑
3v3，u13的型号为ams1117
‑
1v8。
24.在本实施例中，芯片u14和u16可将输入电源转换为7v和
‑
7v电压，芯片u15和u17将7v和
‑
7v电压转换为5v和
‑
5v电压，5v和
‑
5v电压可为数据转换模块和红外信号接收模块中的运放供电，芯片u13将5v电压转换为1.8v电压，芯片u12将5v电压转换为3.3v电压，3.3v电压和1.8v电压可供整个系统的芯片使用。
25.实施例5，如图4所示，所述通讯模块包括rs485电路、rs232电路、can电路和接口p2，所述rs485电路包括芯片u5，所述芯片u5的2管脚接所述芯片u5的3管脚，所述芯片u5的1、3和4管脚分别接所述芯片u8的24、98和23管脚，所述芯片u5的7管脚接电阻r19的第一端，所述电阻r19的第二端的第一引线接所述接口p2的3管脚，第二引线接瞬态抑制二极管u6的1管脚，所述芯片u5的6管脚接电阻r23的第一端，所述电阻r23的第二端的第一引线接所述接口p2的3管脚，第二引线接所述瞬态抑制二极管u6的2管脚，所述芯片u5的型号为sp3485，所述瞬态抑制二极管u6的型号为sm712，所述rs232电路包括芯片u4，所述芯片u4的9、10、12和11管脚分别接所述芯片u8的34、33、26和25管脚，所述芯片u4的13和14管脚分别接接插件jp1的3和4管脚，所述芯片u4的7和8管脚分别接接插件jp2的3和4管脚，所述芯片u4的型号为sp3232，所述can电路包括芯片u7，所述芯片u7的1和4管脚分别接所述芯片u8的82和81管脚，所述芯片u7的7和6管脚分别经电阻r35和r36接所述接口p2的2和3管脚，所述芯片u7的型号为sn65hvd230。
26.本实施例中，rs485和rs232电路用于和控制中心之间的通讯，使本发明可作为独立探测站点检测路面状态，并通过总线将数据传送给控制中心，can模块可使本发明与各种车辆的控制系统连接，让车辆控制系统知道当前路面状态，以及路面温度等。
27.实施例6，如图5所示，所述蓝牙模块包括芯片u3，所述芯片u3的1和2管脚分别接所述芯片u8的69和68管脚，所述芯片u3的14管脚经按键s6接地，15管脚经电阻r18和发光二极管d7接地，16管脚经电阻r17和发光二极管d6接地，17管脚经电阻r16和发光二极管d5接地，所述芯片u3的型号为jdy
‑
24m。
28.可以理解的，蓝牙模块可使本发明与手机、电脑等便携设备通信，用户可通过移动设备方便的获取路面状态，路面温度等各种仪器状态数据。
29.实施例7，如图6
‑
8所示，所述存储模块包括芯片u10，所述芯片u10的1、2、5和6管脚分别接所述芯片u8的29、31、32和30管脚，所述芯片u10的型号为w25q64jvssi，所述环境检测模块包括传感器p4和p7，所述传感器p4的2、3和4管脚分别接所述芯片u8的17、47和96管脚，所述传感器p7的1和2管脚分别接所述芯片u8的92和93管脚，所述传感器p4的型号为sht35
‑
dis，所述传感器p7的型号为mlx90614dci，所述指示模块包括指示灯led1，所述指示灯led1的1管脚接3.3v电压，2、3和4管脚分别接所述芯片u8的79、78和80管脚。
30.本实施例中，存储模块能存储系统的检测数据信息，方便用户通过手机或控制中心通过总线查看系统历史数据，传感器p4的型号为sht35
‑
dis，可采集环境温湿度信息，传感器p7的型号为mlx90614dci，测量距离远，最大能达5m左右，用于采集路面温度信息，指示灯led1可指示系统工作状况或显示报警状况。
31.实施例8，如图12所示，所述数据转换模块包括芯片u1，所述芯片u1的43和39管脚分别经电阻r5和r6接差分放大器ic1的4和5管脚，所述差分放大器ic1的4管脚经电阻r3接所述差分放大器ic1的1管脚，所述差分放大器ic1的1管脚经电阻r4接地，所述差分放大器ic1的5管脚经电阻r8接所述差分放大器ic1的8管脚，所述差分放大器ic1的8管脚经电阻r7接所述接插件p3的23管脚，所述芯片u1的22、21、16、29、35、34、33和32管脚分别接所述芯片u8的89、90、91、87、88、86、85和77管脚，所述芯片u1的型号为ad7676。
32.本实施例中，数据转换模块通过接口模块接收来自红外信号接收模块的红外检测数据，并进行数模转化后提供给主控模块，为主控模块判断路面状态提供依据。
33.实施例9，如图9所示，所述红外led驱动模块包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路和第五驱动电路，所述第一驱动电路包括芯片u101和mos管q101，所述芯片u101的3和5管脚分别接接插件p5的2和12管脚，所述芯片u101的4管脚接电阻r109的第一端，所述电阻r109的第二端接电阻r110的第一端，所述电阻r110的第二端接地，所述芯片u101的1管脚的第一引线经电容c103接所述电阻r109的第一端，第二引线经电阻r103接所述mos管q101的1管脚，所述mos管q101的2管脚经电阻r107接所述电阻r110的第一端，3管脚接红外发光二极管l101的2管脚，所述红外发光二极管l101的1管脚接5v电压，所述芯片u101的型号为tlv9061s，所述第二驱动电路、所述第三驱动电路、所述第四驱动电路和所述第五驱动电路与所述第一驱动电路的电路结构相同。
34.本实施例中，红外led驱动模块分为五路驱动电路，主控模块发出pwm信号，通过接口模块输出到红外led驱动模块，控制五种红外led轮询点亮。
35.实施例10，如图10所示，所述红外信号接收模块包括芯片u107、u106、u108、u109和u110，所述芯片u107的2管脚接电容c116的第一端，所述电容c116的第二端的第一引线经电阻r133接5v电源，第二引线经红外线接收模组p101接地，所述芯片u107的6管脚的第一引线经并联的电阻r131和电容c111接所述芯片u107的2管脚，第二引线经电容c117接所述芯片u106的3管脚，所述芯片u106的2管脚的第一引线经电阻r134接地，第二引线经电阻r132接所述芯片u106的6管脚，所述芯片u106的6管脚经电容c118接所述芯片u108的1管脚，所述芯片u108的7管脚经发光二极管d101和电阻r139接地，所述芯片u108的10管脚经电容c126接所述芯片u109的6管脚，电阻r144设置在所述芯片u109的6和2管脚之间，所述芯片u109的3管脚经电阻r150接所述接插件p5的22管脚，所述芯片u108的13管脚的第一引线经电阻r141接所述接插件p5的24管脚，第二引线接电阻r145的第一端，所述电阻r145的第二端的第一
引线经电阻r146接所述芯片u110的3管脚，第二引线经电容c127接所述芯片u110的1管脚，所述芯片u110的1和2管脚相连，6和7管脚相连，所述芯片u110的7管脚经电阻r142接所述接插件p5的24管脚，所述芯片u107的型号为ad795jrz
‑
reel7，所述红外线接收模组p101的型号为gpd
‑
sn3k05
‑
b30pc
‑
dj，所述芯片u106的型号为opa188，所述芯片u108的型号为ad630，所述芯片u109的型号为op37，所述芯片u110的型号为ne5532。
36.本实施例中，红外信号接收模块可采集路面返回的不同红外led信号值，芯片u107和红外线接收模组p101组成了红外信号接收部分，红外信号经芯片u107放大后，再经过芯片u106进行二次放大，由芯片u108锁相提取信号，并传递给数据转换模块，芯片u110起到低通滤波作用。
37.本发明的工作原理：系统上电，主控模块输出pwm信号至红外led驱动模块，控制五种红外led轮询点亮，点亮的同时，红外信号接收模块采集路面返回的不同红外led信号值，红外led信号经数据转换模块转换后输入主控模块，检测模块可检测环境的温湿度和路面温度信息并传递到主控模块，主控模块根据路面各种状态下led红外信号的不同，综合仪器所在环境的温湿度以及路面温度从而判断路面的状态，通过rs485和rs232电路可连接控制中心，使本发明作为独立的探测站点，通过can电路本发明可与各种车辆控制系统连接，让车辆控制系统知道当前路面状态，以及路面温度等，本发明还具有蓝牙功能，可与手机电脑等便携设备通信，使用户能方便获取路面状态，路面温度等各种仪器状态数据。
38.需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。