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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢定裝置
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 綜合利用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS）和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，針對(duì)地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理、產(chǎn)品質(zhì)量要素，開(kāi)發(fā)一款用于計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)廠家對(duì)該類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)鑒定、質(zhì)量檢測(cè)的檢定裝置。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品是基于直接數(shù)字式頻率合成技（DDS）、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)出來(lái)的一款科學(xué)測(cè)量?jī)x器，用于對(duì)現(xiàn)行市場(chǎng)上地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)鑒定。該激發(fā)裝置通過(guò)發(fā)出頻率、幅值和間隔時(shí)間可調(diào)的正弦波信號(hào)模擬高速行駛的汽車(chē)，并與地感線圈所發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行最大程度的電磁耦合，以激發(fā)機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該類產(chǎn)品的性能、質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。該作品包含中央處理單元、DDS正弦波信號(hào)發(fā)生器，測(cè)試信號(hào)的頻率、幅值等參數(shù)的有線和無(wú)線檢測(cè)、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、人機(jī)界面等功能模塊。 作品的創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 1）采用先進(jìn)的直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)（DDS）：可產(chǎn)生0-30MHz的頻率、幅值和間隔時(shí)間可調(diào)的高質(zhì)量正弦波信號(hào)，納秒級(jí)頻率轉(zhuǎn)換速度，頻率分辨率為1Hz； 2）系統(tǒng)參數(shù)的智能化設(shè)置：只取“自檢”一鍵操作即可以無(wú)線方式檢測(cè)出機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所發(fā)出信號(hào)的頻率、幅值、間隔時(shí)間等參數(shù)并自動(dòng)對(duì)該激發(fā)裝置的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 3）采用數(shù)據(jù)可控緩存、多位同步輸出的高亮度LED顯示模擬車(chē)速，可以有效解決動(dòng)態(tài)掃描方式下的LED顯示值被拍照時(shí)存在缺劃的現(xiàn)象。 4）采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，作品結(jié)構(gòu)緊湊靈巧，節(jié)能環(huán)保，易于操作，適用于多種條件下的作業(yè)環(huán)境。 推廣前景： 目前，地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通信息檢測(cè)領(lǐng)域。本作品的成功開(kāi)發(fā)解決了如何對(duì)該類產(chǎn)品進(jìn)行快速質(zhì)量檢測(cè)的問(wèn)題。采用DDS技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式所開(kāi)發(fā)出的該作品具有適用性強(qiáng)、使用方便、高性價(jià)比等顯著特點(diǎn)，不但可以用作技術(shù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的測(cè)量母機(jī)，還可以用作地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的測(cè)量?jī)x器，因此相信該作品具備廣闊的市場(chǎng)前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、設(shè)計(jì)目的 對(duì)國(guó)內(nèi)外最常用地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)統(tǒng)測(cè)速儀進(jìn)行準(zhǔn)確、安全、快捷的檢定。 2、基本思路 以Atmega64為核心，控制AD9850芯片產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦信號(hào)，信號(hào)通過(guò)放大環(huán)節(jié)后加載到激發(fā)線圈上，激發(fā)線圈在脈沖控制下，分別與對(duì)應(yīng)的地感線圈進(jìn)行激發(fā)，從而模擬汽車(chē)在地感線圈上經(jīng)過(guò)的情況，通過(guò)人機(jī)界面，可以靈活改變車(chē)速、距離等參數(shù)，通過(guò)RS485串行通信方式，將模擬車(chē)速在大屏LED上顯示。 3、創(chuàng)新點(diǎn) 1）運(yùn)用DDS可產(chǎn)生頻率、幅值和相位可調(diào)的高質(zhì)量正弦波信號(hào)，納秒級(jí)頻率轉(zhuǎn)換速度，頻率的可控范圍達(dá)mHz級(jí)。 2）數(shù)據(jù)可控緩存、多位同步輸出的高亮度LED顯示模擬車(chē)速，有效解決動(dòng)態(tài)掃描方式下的LED顯示值被拍照時(shí)存在缺劃的現(xiàn)象。 3）系統(tǒng)參數(shù)智能化設(shè)置：只需“自檢”一鍵操作即可以無(wú)線方式檢測(cè)出機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所發(fā)出信號(hào)的頻率、幅值、間隔時(shí)間等參數(shù)并自動(dòng)對(duì)檢定裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 4）嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，結(jié)構(gòu)緊湊靈巧，自動(dòng)完成檢定過(guò)程。 4、技術(shù)關(guān)鍵 DDS技術(shù)，頻率峰值檢測(cè)，汽車(chē)超速模擬，參數(shù)無(wú)線檢測(cè)。 5、主要技術(shù)指標(biāo) 1）控制DDS產(chǎn)生頻率、幅值、時(shí)間間隔可調(diào)的正弦波激發(fā)信號(hào)，精確模擬車(chē)速范圍在0-300Km/h，誤差小于+/-5%。 2）單片機(jī)對(duì)地感線圈信號(hào)頻率和峰值的檢測(cè)誤差小于+/-5%。 3）高亮度LED顯示模擬車(chē)速，在任意拍照情況下不存在缺劃的現(xiàn)象。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通信息檢測(cè)領(lǐng)域，本作品針對(duì)其工作特性提出了激發(fā)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效地對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，確保了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。由于本設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)，參數(shù)修改靈活，可以對(duì)不同廠家開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，可供儀表檢測(cè)部門(mén)使用，加上成本較低，體積小巧，方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)，相信可以得到很好的推廣應(yīng)用。此外，通過(guò)既本作品的不斷升級(jí)完善，可以增加更多的功能，應(yīng)用的范圍也會(huì)越來(lái)越廣泛。 而通過(guò)駕駛各種汽車(chē)以不同速度經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的反復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)顯然是不現(xiàn)實(shí)的；其實(shí)，可以使用跟汽車(chē)底面積相當(dāng)?shù)蔫F板來(lái)代替汽車(chē)在地感線圈上面經(jīng)過(guò)，但是，這就需要搭建相應(yīng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣的機(jī)構(gòu)搭建難度高、成本也較高、體積龐大、便攜性差。相比之下，本設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.成本較低，體積小巧，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行“在線”檢定； 2.功能強(qiáng)大，操作靈活，還可以通過(guò)升級(jí)固件擴(kuò)展功能； 3.界面友善，參數(shù)設(shè)置靈活，不同參數(shù)在檢定過(guò)程中全部自動(dòng)完成，無(wú)需人工干預(yù)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1）2008.12，本校第三屆“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽決賽 特等獎(jiǎng) 2）2009.5，第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽終審決賽中獲得一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 作品功能升級(jí)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面議
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示、視頻播放
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1、使用說(shuō)明 通過(guò)人機(jī)界面設(shè)置參數(shù)、啟動(dòng)模擬激發(fā)并監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 2、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1)采用DDS技術(shù)產(chǎn)生頻率、幅值和相位可調(diào)的高質(zhì)量正弦波信號(hào)。 2)采用嵌入式系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理多任務(wù)，適用于多種條件的作業(yè)環(huán)境。 3)參數(shù)的智能化設(shè)置，可以“在線”對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢定. 3、適應(yīng)范圍 本作品針對(duì)地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作特性提出了檢定裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效地對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，確保了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，且為交通監(jiān)管部門(mén)提供了檢測(cè)的方便。 4、推廣前景 本作品可用作技術(shù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的測(cè)量主機(jī)和地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的測(cè)量?jī)x器，具備廣闊的市場(chǎng)前景。 5、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益 地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是目前廣泛使用的交通信息檢測(cè)產(chǎn)品之一。然而，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一套完整、方便可行的檢測(cè)技術(shù)方案，所以具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)外在檢測(cè)地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，一般由模擬測(cè)速誤差的檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證兩部分組成。所謂現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證是指機(jī)動(dòng)車(chē)在每個(gè)車(chē)道跑幾個(gè)速度點(diǎn)，每個(gè)速度點(diǎn)跑若干次，并用雷達(dá)測(cè)速儀(或激光測(cè)速儀以及光柵原理的光電位移測(cè)速儀)作為標(biāo)準(zhǔn)器來(lái)監(jiān)視，把地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并由此來(lái)驗(yàn)證地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確與否。國(guó)外也有將兩束或三束激光，相隔一定距離，在地感線圈附近，垂直于車(chē)輛行進(jìn)方向，通過(guò)車(chē)輛對(duì)激光的遮擋時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量車(chē)速。而模擬測(cè)試測(cè)速誤差的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)外也有很多人士做了大量的工作，但都存在一定的問(wèn)題。如在瑞士．檢測(cè)人員將車(chē)檢器拿回實(shí)驗(yàn)室，接上兩個(gè)線圈作為電感，再分別串上兩個(gè)可變電容，然后通過(guò)改變可變電容的電容值來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器中的頻率變化，從而達(dá)到檢測(cè)目的。在這種方法中由于將車(chē)檢器拿回實(shí)驗(yàn)室中，使線圈這個(gè)重要的傳感器被忽略，傳感器(線圈)的特性和由它引起的靈敏度問(wèn)題、不穩(wěn)定性和誤差等被遺漏，而且通過(guò)改變電容值的大小，來(lái)檢測(cè)車(chē)檢器的計(jì)量特性也很牽強(qiáng)。 在國(guó)內(nèi)有些計(jì)量部門(mén)通過(guò)研究也對(duì)模擬測(cè)試測(cè)速誤差的檢測(cè)研制出了相應(yīng)的檢定裝置，制定了檢測(cè)方法或地方規(guī)程。如有一種方法是在車(chē)檢器對(duì)主機(jī)的輸出端硬加入兩個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)控制這兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量其誤差。其實(shí)這種方法是檢測(cè)主機(jī)的計(jì)時(shí)功能，對(duì)車(chē)檢器和傳感器沒(méi)有檢測(cè)，沒(méi)有達(dá)到檢測(cè)地感線圈式機(jī)動(dòng)車(chē)超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的。另外，有一種方法是在車(chē)檢器的測(cè)試回路中(車(chē)檢器和線圈的回路中)加入信號(hào)，來(lái)觸發(fā)車(chē)檢器。這種方法的缺點(diǎn)是無(wú)法檢測(cè)到線圈的性能、線圈的靈敏度等，所以其也是一種不正確的方法。
