[发明专利]一种路面温度信息记录仪及测量方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种路面温度信息记录仪。属于交通路面检测领域。

(二)背景技术

随着我国道路交通建设的发展，公路路基老化的问题也随之越发明显。尤其是对于我国西部地区的道路交通建设来说，高原大气温度和地表温度随季节性变化较大，温度不稳定会引起路基老化程度的不稳定，在道路路基内部产生大量的病害。因此，要掌握并预测出这样的病害的发生和发展，建立该路段地表下不同深度的温度模型是至关重要的。

目前的温度采集系统一般由单一的传感器探头和处理器组成，对温度历史数据的保存能力极为有限，无法在荒芜人烟并无法保证通信信号的野外进行长时间的测试。因此，需要应用一种针对于自然环境中温度的记录仪器将一段时间内某一地区的路面下对公路路面下不同深度的温度数据进行记录，进而与实际时间相对应，得出测量区域的温度场模型及其变化趋势。传统的数据记录仪没有专门针对自然环境中路面以下长时间记录温度进行设计，大都存在以下缺点：

1)记录的内容难以检索，难以查找特定时刻的波形；

2)可直接使用的信息量很少；

3)难以对数据做进一步的数据处理。如现在常用的数据建模，时间序列分析等；

4)触发方式基本上是靠人工操作去完成。所以很难完成在长时间中对突发事件的记录；

5)无法在野外恶劣环境中对同一位置不同深度的高速公路路面、路基进行温度测量；

6)记录难以长期保存。

上述缺陷，有待改进。

(三)发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种路面温度信息记录仪，它利用微处理器的数据存储、处理能力与一线式数字传感器技术相结合，设计一个通过接入八路温度测量端子，分析得到一段时间内相应的公路路基垂直方向上多点温度数据的记录仪，以达到满足交通建设部门对公路病害分析与预防监控的目的。同时，统针对我国处于极端气候中的高速公路进行温度测量，测量温度范围在-55℃到+125℃之间，不同深度的路面提出了多点同时测量的方式，并将全部测量数据保存在通用的U盘中。

2、技术方案：本发明一种路面温度信息记录仪，它是由主中央处理器、副中央处理器、八路温度测量端子、时钟芯片、看门狗电路、USB文件读写模块、USB存储盘、电源控制电路及上位软件所组成。

所述主中央处理器采用SYNCMOS公司的SM89516A单片机。该处理器内置64KB的flash存储空间和1KB的RAM容量，3个16位定时器/计数器，4个8位I/O端口，一个串行I/O端口。

所述副中央处理器采用SYNCMOS公司的SM8952单片机，该处理器内置8KB的flash存储空间和256字节的RAM容量，引脚封装和SM89516一致。副中央处理器与主中央处理器通过串行I/O端口进行数据通信。

所述八路温度测量端子采用一线总线式的数字化温度传感器DS18B20，八路温度测量端子分别经过2～5米长的导线接入主中央处理器的P1.0～P1.7端口，在接线端采用防水胶进行密封，达到防水的目的，从而可以使主中央处理器以总线读取方式读取八路温度测量端子采集得到的温度数据。

所述时钟芯片采用DS12C887型号，该时钟芯片是美国DALLAS公司生产的CMOS实时时钟/日历芯片，具有完备的时钟、闹钟及到2100年的日历功能，可选择12小时制或24小时制计时，有AM和PM、星期、夏令时间操作、闰年自动补偿等功能。断电情况下运行十年以上不丢失数据。可通过编程读取和修改这些时间信息。由于采用了这种硬件形式的时钟芯片，可以不占用主中央处理器的定时器资源，减轻软件设计量。所述时钟芯片的AD0～AD7端口分别与主中央处理器的P00～P07口相连接。

所述看门狗电路选用了一是美信公司的MAX813L。MAX813L的reset引脚和主中央处理器的reset引脚相连。当主中央处理器程序跑飞或者处于死机状态时，看门狗电路将从硬件上对主中央处理器的reset引脚发出一个复位信号进行强制复位，使主中央处理器重新进入正常工作模式。根据看门狗电路的需要，主中央处理器在正常运行状态下，每隔一定的时间(该时间小于1.6s)会给看门狗电路一个脉冲信号，否则在间隔1.6s后，看门狗电路会给出一个复位信号，使得主中央处理器强制复位后重新运行程序。