環(huán)形線圈車輛檢測器的改進(jìn)設(shè)計(jì)[1]

２０ｃｒ７年第４期工業(yè)儀表與自動化裝置

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環(huán)形線圈車輛檢測器的改進(jìn)設(shè)計(jì)

孔德強(qiáng)，曲仕茹

（西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，陜西西安７１００７２）

摘要：車輛檢測器擔(dān)負(fù)著為智能交通系統(tǒng)（Ｉ碼）采集數(shù)據(jù)的任務(wù)，具有重要的研究意義。環(huán)形線圈車輛檢測器具有性能穩(wěn)定，性價比高，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，市場應(yīng)用最為廣泛。但目前的環(huán)形線圈車輛檢測器存在誤檢率較高，且不能對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。針對上述問題，設(shè)計(jì)了基于ＤｓＰ的環(huán)形線圈車輛檢測器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明設(shè)計(jì)不僅穩(wěn)定有效，而且降低了誤檢率。

關(guān)鍵詞：環(huán)形線圈車輛檢測器；ＤＳＰ；交通數(shù)據(jù)存儲

中圖分類號：啦�。玻�１３

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１０００—０６８２（２００７）０４—００５９—０３

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引言

隨著城市汽車擁有量的快速增長，城市交通擁堵

時存儲起來，以便日后交通分析之用。

１環(huán)形線圈檢測原理

環(huán)形線圈車輛檢測器傳感器是一個埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈（一般為２

ｍ×ｌ

問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的瓶頸。智能交通系統(tǒng)（ＩＴＳ）是在不重修道路的情況下緩解這一問題的有效手段。車輛檢測器是ｒＩ＇Ｓ的重要組成部分，目前國際上常用的有環(huán)形線圈檢測器、超聲波檢測器、視頻檢測器等…。超聲波檢測器的使用壽命長，可移動，架設(shè)方便，但是容易受風(fēng)速影響，誤檢率高；視頻檢測器的成本高，實(shí)時性差；而環(huán)形線圈檢測器適應(yīng)性強(qiáng)，性

價比高，是目前應(yīng)用最廣泛的車輛檢測器。

ｍ）。當(dāng)車輛通過環(huán)形線圈或停在環(huán)形線圈上時，車輛自身鐵質(zhì)切割磁力線，引起線圈回路電感量的變

’

化‘１，２１。

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由于．廠＝—』—；

２訂￣／ＬＣ

（１）

式中擴(kuò)為振蕩回路的頻率，￡為環(huán)形線圈的總電感，Ｃ為等效總電容。

所以，檢測器通過檢測振蕩電路的頻率變化就可以檢測出是否有車輛通過。

該文基于電磁感應(yīng)的原理，設(shè)計(jì)了一種基于ＤｓＰ的環(huán)形線圈車輛檢測器，與同類產(chǎn)品比較，該檢測器的精度有一定提高，且能將車輛的檢測數(shù)據(jù)實(shí)

２車輛檢測器的設(shè)計(jì)

收稿日期：２００ｒ７—０２—０５

作者簡介：孔德強(qiáng)（１９８２一），男，陜西西安人，碩士研究生，主要從事交通車輛檢測器、嵌入式系統(tǒng)研究。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示。系統(tǒng)由環(huán)形線圈和ＬＣ振蕩模塊構(gòu)成振蕩回路，檢測波形經(jīng)整形后送入

萬方數(shù)據(jù)

）１（：點(diǎn)特出突下以濰茅鬈；替鋈醚霸券

?６０?

工業(yè)儀表與自動化裝置２加７年第４期

圖ｌ系統(tǒng)框圖

ｃＰＬＤ分頻，然后進(jìn)入ＤｓＰ計(jì)數(shù)來判斷是否有車輛的通過。最后將結(jié)果通過ＲＳ２３２送給上位機(jī)，并用ＣＦ卡存儲起來以便日后使用。

２．１振蕩回路與波形整形”

設(shè)計(jì)用電容三點(diǎn)式ＬＣ振蕩器電路產(chǎn)生振蕩波形ｐＪ，再用一個三極管Ｃ９０１３把正弦波整形為０～５Ｖ的方波信號，然后送人ｃＰＬＤ進(jìn)行處理。整形后

的波形如圖２所示。

圖２整形后的振蕩波形圖

２．２頻率的檢測

頻率／的定義為周期信號在單位時間ｒ內(nèi)變化

的次數(shù)Ⅳ嵋Ｊ，即

ｆ＝Ｎ／Ｔ

（、２、）

那么測量頻率廠即可求得在單位時間ｒ內(nèi)波形

變化的次數(shù)Ｊ７、，。環(huán)形線圈的檢測頻率一般為２０～Ｉ圭垡塑ｌ

Ｒｓ２３２千

Ｔ

２００

ｋＨｚ之間，用頻率較高的信號和被測信號直接

ｃＡＮ．Ｒｓ２３２做與邏輯運(yùn)算，然后送人ＤｓＰ進(jìn)行計(jì)數(shù)就可以得到頻率。但這樣計(jì)數(shù)器若是計(jì)錯１、２個即可能對結(jié)果—＿Ｔ丙

Ｉ智能轉(zhuǎn)換模塊

造成很大的影響。為了提高測量的精度，設(shè)計(jì)用

ＣＰＬＤ先對被測信號進(jìn)行２５６分頻（設(shè)周期為ｚｋ），再和１０ＭＨｚ的晶振做與運(yùn)算，最后送ＤｓＰ進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣大大提高了檢測精度。

Ｌａｔｔｉｃｅ公司的ＣＰＬＤｉｓｐＬｓｌ２０３２ＶＥ可支持３．３Ｖ和５Ｖ供電，特別的是，當(dāng)芯片的供電電壓為３．３

Ｖ時，輸入引腳可以被安全的拉高至５Ｖ，因此可以把經(jīng)Ｃ９０１３整形后的波形直接送給ｃＰＬＤ而不需要

電平的轉(zhuǎn)換。

設(shè)計(jì)采用如下方法計(jì)數(shù)：ＤｓＰ的計(jì)數(shù)器Ｔ，對被測波形進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器Ｔ２用作定時器。Ｔ，和Ｔ２同時開始工作，當(dāng)定時器Ｔ：計(jì)數(shù)到咒鉑時，讀取計(jì)

萬

方數(shù)據(jù)數(shù)器Ｔ，的值，若Ｔ，的值與參考值變化較大，則說明有車輛通過。若變化微小，則認(rèn)為其他小物體或干擾而不是有車輛通過。

２．３數(shù)據(jù)傳輸和存儲

數(shù)據(jù)通過ＲＳ２３２傳給上位的交通信號機(jī)用以對路口進(jìn)行實(shí)時控制。設(shè)計(jì)用ＭＡ）（３２３２實(shí)現(xiàn)３．３

Ｖ

ｍ電平的轉(zhuǎn)換。為了能對大量的歷史交通數(shù)

據(jù)拿到線下作更進(jìn)一步的分析，設(shè)計(jì)中添加了海量數(shù)據(jù)存儲卡（ｃｏｍｐａｃｔｎａｓｈ卡，簡稱ｃＦ卡）。ｃＦ卡是一種近年來新型的存儲設(shè)備，它具有容量大（高至２Ｇ）、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，而且只要通過讀卡器就能方便的從ＰＣ機(jī)讀寫，所以用來記錄海量交通信息非常合適。寫入ＣＦ卡的流程見圖３。

ｃＦ卡插入卡槽

ｃＦ卡片選選通

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扇區(qū)是否寫滿？二＝），二二

該文設(shè)計(jì)了基于ＣＡＮ總線的分布式電子模塊

！土選擇Ｆ一扇區(qū)Ｉ圖３

ＣＦ卡的寫流程圖

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分布式模塊ｌ

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分布式模塊２

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監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)了相應(yīng)的軟硬件，并成功應(yīng)用于某實(shí)

萬方數(shù)據(jù)

環(huán)形線圈車輛檢測器的改進(jìn)設(shè)計(jì)

作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：

孔德強(qiáng)， 曲仕茹， KONG De-qiang， QU Shi-ru西北工業(yè)大學(xué),自動化學(xué)院,陜西,西安,710072工業(yè)儀表與自動化裝置

INDUSTRIAL INSTRUMENTATION & AUTOMATION2007(4)3次

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本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gyybyzdhzz200704018.aspx

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