开题报告-基于红外的单侧车辆分离器.doc

长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称基于红外的单侧车辆分离器课题来源学生姓名选题的研究现状：目前国内外的ETC车道，大多数还是应用的基于红外的双侧车辆分离器，如上所述，它存在了种种缺陷，才有了单侧车辆分离器方案的提出，单侧车辆分离器方案的提出无疑是一个新颖的观念，这也预示着它广阔的应用前景，相比传统的双侧车辆分离器，单侧车辆分离器具有更好的适应性，经济性，在今后的发展中，它必将在ETC等系统中占有自己的一席位置。单侧车辆分离器的研究正处在初步阶段，相比较双侧车辆分离器来说，其研究成果较少，为此有必要对此进行深入的研究。本文将以此为研究对象，通过红外反射的原理，解决单侧车辆分离器的实现问题，目前基于红外的单侧车辆分离器的解决方案尚没有文献发表，也没有成熟的产品。选题的目的、意义(理论意义、现实意义):车辆分离器是一种应用于一般公路收费站、不停车收费系统（ETC）、自动车辆分类系统（AVC）、公路计重收费系统（WIM）、固定式超限检测站、海关车辆管理系统等的装置。车辆分离器是实现以上系统基础，因此车辆分离器的性能直接影响到上述系统的效率，进而营销到交通的效率。随着中国交通事业的飞速的发展，给车辆分离器提出了严峻的考验，车辆分离器不仅要适应野外恶劣的环境，更重要的是要在高速的情况下实现车辆的准确分离，从而为车辆的准确收费奠定基础。传统的车辆分离器是基于红外的双侧车辆分离器，随着ETC等系统的不断发展，双侧车辆分离器的弊端渐渐地暴露出来，由于它必须通过连接电缆安装在车道两侧， 给它的安装带来了一定的不便，并且使得它只能应用在单车道的ETC系统中，而无法实现多车道的车辆分流，因此交通效率带来了一定的影响，针对以上问题，我们提出了适应多车道的单侧车辆分离器。它弥补了双侧车辆分离器的不足，是ETC等系统进一步趋于完善。论文(设计)主要内容（提纲）：第一章 绪论 11课题研究的目的和意义12国内研究现状13本文主要研究内容和章节安排第二章 红外线理论知识21红外线的定义和特点2.2本章小结第三章 红外车辆分离器 拟研究的主要问题、重点和难点:主要问题：自制硬件电路，实现单侧车辆分离器的制作。并完成电路的调试系统测试，完成相关论文的撰写。重点和难点: 本作品的难点之一在于红外线的发射，传统的双侧车辆分离器利用了光线直线传播的特性，由于红外线定向性好，穿透能力强的特点，使得一发一收的原理实现起来相对容易，但是对于单侧车辆分离器来说，主要运用了光线的反射的原理，我们不得不考虑反射之后的损耗，其中损耗也包括了几个部分，其一是物体对红外线的吸收，其二是由于发射的角度问题，进过漫反射之后，一部分红外并不能反射到接收装置。所以在此要加大发射功率，并且对LED产生的红外线进行进一步的聚焦，最终以15的方式发射，另外为了使光线在任何角度下都能被接收，我们模仿漫反射板的原理把LED无规则摆放，但限于安装条件，在此运用LED阵列来实现。 研究目标和可行性分析：研究目标：红外车辆分离器一直是人们研究的重点，随着交通事业的不断发展，ETC车道越来越多的应用到的高速路的收费站中，其准确可靠性使得高速路的效率有了大幅度的提高。这也使得它必将取代人工收费的方式，研究车辆分离器是开发ETC系统的先驱，高效的车辆分离器必将使得整个系统的性能相对提高。现阶段的采用的车辆分离器绝大部分是基于红外的双侧车辆分离器，对于单侧车辆分离器基本没有研究，因此有必要对此进行研究。本文旨在对基于红外的单侧车辆分离器系统的实现进行分析和介绍，其主要的工作如下所示：其一：对红外车辆分离器进行原理进行系统分析，研究红外线的特性，提供该系统理论上的支持。其二：设计硬件电路，同时这也是本文的重中之重，对于一个前无研究的课题，设计一个新式的电路并不是一个简单的问题，为实现这个电路，我经过了无数的试验，在万用板进行了很多电路的焊接，最终找到一个符合要就的电路。其三：集成化电路的设计与开发，硬件电路总是会给人提出一些意想不到的问题，简单的万用板引入的干扰的的确确让我觉着很头疼，在此我制作了PCB电路板，使得整个系统集成化程度提高，同时很好的解决了干扰的问题。其四：程序的设计和优化，缺少软件的硬件电路总给人一种潭死水的感觉，在方案设计中我加入程序化的思想，值得整个系统相对人性化。可行性分析：现在公路交通中使用的均为红外双侧车辆分离器，红外双侧车辆分离器分为红外发射端和红外接收端两个部分，分别设置在车道的两端，由一端发射红外信号，另一端接收红外信号。两个部分也分别由发射控制模块，发射模块和接收控制模块，接收模块组成。通过一端发射红外信号，一端接收红外信号，然后通过信号接收逻辑实现车辆分离。我们想到为什么不能做成单侧车辆分离器，使系统更强大有效了？于是我们想到是否能将发射器与接收器部分集成于一端，由同一控制模块进行控制，然后通过接收器接收状况进行逻辑分析从而实现车辆分离。让红外接收器与发射器在一端，又如何实现红外信号的接收呢？于是我们又想到利用红外的反射原理，设计出反射式红外线传感器电路，发射器发射红外信号，集成于同一大模块的接收器接收在车辆上反射回的红外信号。而反射式红外传感器在现实生活中已经有了广泛的应用，例如：自动玻璃门、节水型沐浴器、厕所大小便节水器、自动洗手器、自动干手器、红外线报警器等控制电路。这就使得我们方案在理论上成为了可能。研究的特色与创新之处： 本作品的创新点在于我们首次提出单侧车辆分离器的想法，众所周知，传统的车辆分离器都是采用了双侧的结构，但是双侧的结构使得它只能运用在单车道的情形下，在此我特别留意了一下我们附近的收费站，确实如此。在偌大的收费路口，仅仅一个口是运用了ETC系统，再者该口也是单车道的情况。这是由于双侧车辆分离器的缺陷所限制的。单侧车辆分离的提出，弥补了这个缺陷，因为一套设备只需安装在道路的一侧，所以在此可以在道路两侧各安装一套设备，这样就实现了车辆的分流。其次，单侧安装相对简单，其设备复杂度也相应的降低，与此同时节省了成本。进度安排及预期结果：进度安排：2014年3月4月收集相关资料并阅读相关文献2014年4月5月制作电路，进行相关实验，找到合适电路2014年5月6月制作PCB完成整个电路焊接并完成电路的调试和系统测试预