环形线圈车辆检测器的改进设计[1]
20cr7年第4期工业仪表与自动化装置
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环形线圈车辆检测器的改进设计
孔德强,曲仕茹
(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)
摘要:车辆检测器担负着为智能交通系统(I码)采集数据的任务,具有重要的研究意义。环形线圈车辆检测器具有性能稳定,性价比高,适应性强等优点,市场应用最为广泛。但目前的环形线圈车辆检测器存在误检率较高,且不能对检测数据进行存储。针对上述问题,设计了基于DsP的环形线圈车辆检测器,实验结果证明设计不仅稳定有效,而且降低了误检率。
关键词:环形线圈车辆检测器;DSP;交通数据存储
中图分类号:啦!2.13
文献标识码:A文章编号:1000—0682(2007)04—0059—03
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引言
随着城市汽车拥有量的快速增长,城市交通拥堵
时存储起来,以便日后交通分析之用。
1环形线圈检测原理
环形线圈车辆检测器传感器是一个埋在路面下,通有一定工作电流的环形线圈(一般为2
m×l
问题已经成为制约城市发展的瓶颈。智能交通系统(ITS)是在不重修道路的情况下缓解这一问题的有效手段。车辆检测器是rI'S的重要组成部分,目前国际上常用的有环形线圈检测器、超声波检测器、视频检测器等…。超声波检测器的`使用寿命长,可移动,架设方便,但是容易受风速影响,误检率高;视频检测器的成本高,实时性差;而环形线圈检测器适应性强,性
价比高,是目前应用最广泛的车辆检测器。
m)。当车辆通过环形线圈或停在环形线圈上时,车辆自身铁质切割磁力线,引起线圈回路电感量的变
’
化‘1,21。
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由于.厂=—』—;
2订 ̄/LC
(1)
式中扩为振荡回路的频率,£为环形线圈的总电感,C为等效总电容。
所以,检测器通过检测振荡电路的频率变化就可以检测出是否有车辆通过。
该文基于电磁感应的原理,设计了一种基于DsP的环形线圈车辆检测器,与同类产品比较,该检测器的精度有一定提高,且能将车辆的检测数据实
2车辆检测器的设计
收稿日期:200r7—02—05
作者简介:孔德强(1982一),男,陕西西安人,硕士研究生,主要从事交通车辆检测器、嵌入式系统研究。
系统结构框图如图1所示。系统由环形线圈和LC振荡模块构成振荡回路,检测波形经整形后送入
万方数据
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工业仪表与自动化装置2加7年第4期
图l系统框图
cPLD分频,然后进入DsP计数来判断是否有车辆的通过。最后将结果通过RS232送给上位机,并用CF卡存储起来以便日后使用。
2.1振荡回路与波形整形”
设计用电容三点式LC振荡器电路产生振荡波形pJ,再用一个三极管C9013把正弦波整形为0~5V的方波信号,然后送人cPLD进行处理。整形后
的波形如图2所示。
图2整形后的振荡波形图
2.2频率的检测
频率/的定义为周期信号在单位时间r内变化
的次数Ⅳ嵋J,即
f=N/T
(、2、)
那么测量频率厂即可求得在单位时间r内波形
变化的次数J7、,。环形线圈的检测频率一般为20~I圭垡塑l
Rs232千
T
200
kHz之间,用频率较高的信号和被测信号直接
cAN.Rs232做与逻辑运算,然后送人DsP进行计数就可以得到频率。但这样计数器若是计错1、2个即可能对结果—_T丙
I智能转换模块
造成很大的影响。为了提高测量的精度,设计用
CPLD先对被测信号进行256分频(设周期为zk),再和10MHz的晶振做与运算,最后送DsP进行计数,这样大大提高了检测精度。
Lattice公司的CPLDispLsl2032VE可支持3.3V和5V供电,特别的是,当芯片的供电电压为3.3
V时,输入引脚可以被安全的拉高至5V,因此可以把经C9013整形后的波形直接送给cPLD而不需要
电平的转换。
设计采用如下方法计数:DsP的计数器T,对被测波形进行计数,计数器T2用作定时器。T,和T2同时开始工作,当定时器T:计数到咒铂时,读取计
万
方数据数器T,的值,若T,的值与参考值变化较大,则说明有车辆通过。若变化微小,则认为其他小物体或干扰而不是有车辆通过。
2.3数据传输和存储
数据通过RS232传给上位的交通信号机用以对路口进行实时控制。设计用MA)(3232实现3.3
V
m电平的转换。为了能对大量的历史交通数
据拿到线下作更进一步的分析,设计中添加了海量数据存储卡(compactnash卡,简称cF卡)。cF卡是一种近年来新型的存储设备,它具有容量大(高至2G)、体积小、便于携带等优点,而且只要通过读卡器就能方便的从PC机读写,所以用来记录海量交通信息非常合适。写入CF卡的流程见图3。
cF卡插入卡槽
cF卡片选选通
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选择一个等待写入的扇区I
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开始写操作l
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扇区是否写满?二=),二二
该文设计了基于CAN总线的分布式电子模块
!土选择F一扇区I图3
CF卡的写流程图
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分布式模块l
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分布式模块2
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监控网络,开发了相应的软硬件,并成功应用于某实
万方数据
环形线圈车辆检测器的改进设计
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
孔德强, 曲仕茹, KONG De-qiang, QU Shi-ru西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072工业仪表与自动化装置
INDUSTRIAL INSTRUMENTATION & AUTOMATION2007(4)3次
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