基于单片机的车流量测量系统设计论文

松鼠学院松鼠学院 毕 业 设 计 论 文 课课 题题 基于单片机的车流量测量系统设计基于单片机的车流量测量系统设计 子子 课课 题题 线圈检测电路设计线圈检测电路设计 系系 院 院 电子与信息工程学院电子与信息工程学院 专专 业业 通信工程通信工程 班班 级级 1010 通信 通信 1 1 班 班 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 20142014 年年 6 6 月月 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载 摘要摘要 近年来 随着我国经济建设的高速发展 机动车辆拥有量也在急剧增长 交通流量日益增大 了解路况交通实时信息让司机选择道路通畅的路段是解决 道路拥堵问题的一个重要手段 因此 研究开发适合我国交通现状和具有稳定 性好的检测设备变得尤为重要 本文介绍了一种基于感应线圈的道路车辆测量方法 该方法利用感应线圈 车辆检测器对车辆的电磁感应特性进行数据采集 通过对振荡的频率计数获得 通行车辆的信息 车流量这里指通过车辆的个数 再通过显示电路显示出来 信号产生电路采用 LC 电容三点式振荡电路 此电路主要用来产生正弦信号 文中给出了以 AT89C51 单片机为核心的车流量检测系统的硬件和软件框图 并 进行了简单的实验 结果表明该检测系统稳定可靠 检测精度符合要求 基于LC振荡电路与51系列单片机组成的环形线圈检测器 不仅经济 还能 够保证系统的检测精度和抗干扰性 为进一步应用于实际打下了坚实的基础 关键字关键字 AT89C51AT89C51 单片机单片机 感应式环形线圈 感应式环形线圈 LCLC 振荡电路 数码显示振荡电路 数码显示 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载 AbstractAbstract In recent years the quantity of vehicles and the traffic flow increase rapidly with the development of China economy So it is important of the drivers to know the real time information of the traffic system Therefore it is also very important to research a stable equipment which can detect the traffic situation The paper introduces a device of vehicle based on an induction loop coil The device collects the data of electromagnetic induction characteristics with the inductive loop coil This device can obtain the information of vehicles by measuring the frequency of the oscillator circuit and displays it thought the display circuit The signal circuit of the device adopts LC oscillator circuit and this oscillator circuit is mainly used to produce sinusoidal signal The paper produces the hardware electric circuit and the software diagram of the system of measuring vehicle flux which takes the STC89C52 as the core and take some simple experiments finally indicated that the system of measuring vehicle flux is able to stably and reliably work and the examination precision meet the requirements The inductive loop coil vehicle detector which is based on LC oscillator circuit and MCU is economic accurate and stable It laid a solid foundation for further practical application KeywordKeyword STC89C52STC89C52 singlesingle chipchip microcomputermicrocomputer inductioninduction loop loop coilcoil LCLC oscillatoroscillator circuitcircuit DigitalDigital displaydisplay 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 目录目录 第 1 章序言 2 1 1 课题背景 2 1 2 课题研究的目的和意义 2 1 3 课题研究的发展趋势 2 1 4 本文主要研究内容 3 第 2 章 系统主要研究内容 3 2 1 车辆检测原理 4 2 2 系统硬件原理框图 6 2 3 系统软件原理框图 7 第 3 章 硬件设计 检测电路部分 7 3 1 检测线圈设计 7 3 2 LC 振荡电路设计 7 3 3 整形电路设计 7 3 4 波形变换电路设计 7 第 4 章 硬件设计 单片机电路部分 7 4 1 测频电路设计 7 4 2 显示电路设计 7 第 5 章 软件设计 7 5 1 7 5 2 7 5 3 7 5 4 7 5 5 7 第 6 章 试验结果分析 7 第 7 章 总结和展望 7 7 1 全文总结 7 7 2 展望 7 第 8 章 总结和体会 7 致谢 7 参考文献 8 附录 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载 基于单片机的车流量测量系统设计基于单片机的车流量测量系统设计 线圈检测电路设计线圈检测电路设计 第第 1 1 章序言章序言 1 11 1 课题背景课题背景 随着经济的发展 智能交通已在我国悄然兴起 车辆检测器作为交通信息 采集的一个重要组成部分 越来越受到业内人士的关注 车辆检测器以机动车 辆为检测目标 检测车辆的通过或存在状况 其作用是为智能交通控制系统提 供足够的信息以便进行最优的控制 目前国际上常用的车辆检测器主要有环形 线圈车辆检测器 视频车辆检测器和微波车辆检测器 其中环形线圈车辆检测 器由于其高准确率 低成本 和高可靠性而被大量使用 针对现阶段国内车辆 检测器的生产厂家较少 产品性能较低 而国外进口产品价格高 外围接口少 没有车型分类功能的情况 我们研究开发了智能环形线圈车辆检测器 经大量 试验及应用比较我们开发的智能环形线圈车辆检测器与进口产品相比具有性价 比高 灵敏度高 外围接口多 具备车型分类功能等优势 1 21 2 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义 车辆检测器的种类很多 根据其检测原理的不同 可分为超声波检测器 激光检测器 雷达检测器 视频检测器 环形线圈检测器等 各式车辆检测器 中 以环形线圈车辆检测器使用最广 历史最久 也被认为是价格低廉 准确 度高 且积累了较多的经验 虽然环形线圈检测器有其安装不方便的缺憾 但 是 由于它具有检测参数精度高 适用性强 可靠性高 漏检率低 使用寿命 长 性能价格比合适等诸多优点 这种检测器仍然是目前用于高速公路控制系 统最为广泛 效果也较好的一种车辆交通信息检测设备 1 31 3 课题研究的发展趋势课题研究的发展趋势 近年来 随着高速公路和城市交通监控系统的发展需要 车辆检测器已 得到了广泛的应用 同时车辆检测技术也随着传感器技术 通信技术 计算机 和人工智能等技术的发展而得到了迅速提高 现今的交通流检测设备己经逐步 由原来的埋设型转向了非埋设型 由单一类型向多种组合类型发展 就安装条 件来说 有龙门架 天桥的地段可以使用超声波 微波等设备 在己经有视频 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载 监控光纤传输的路段 可增加检测专用摄像头实施视频检测 在其余路段可以 使用微波侧挂设备 就需求来说 超速抓拍可以使用线圈和微波系统 公交车 专用道以及某些车型车辆禁行路段的违章检测可以使用超声波检测设备 对车 型分辨要求较高 如需分辨客货车等 以及在拥堵情况下对流量检测精度要求 较高的交通流检测可以使用超声波检测设备 需要配以直观图像时 可以选择 视频检测设备 由于现今的任何一种检测器都不能完全达到交通监控的全部要 求 他们各自的优缺点都十分明显 所以当今的趋势是一个功能完备的监测系 统必须是由多种检测设备配合使用 相互取长补短 如北京四环路的交通流检 测 就采用了视频 微波 超声波等多种检测器组成了完整的检测系统 早在 60 年代末 70 年代初国外的科学家就对车辆的自动识别进行了研究 由于受到当时技术发展的影响 曾采用彩色条形码 磁感应 摄像 照相 声 表面波等技术来实现车辆的自动识别 但都因现场的具体应用环境复杂 始终 没有解决系统识别精度不高 抗干扰性能差这一技术难题 因此没有得到广泛 使用 进入 80 年代 随着计算机技术和微波技术的迅猛发展 国外许多公司都 在致力于采用微波反射调制技术来实现车辆自动识别的研究由于此项技术具有 较高的抗干扰性能和较高的识别精度因而得到了广泛的使用 综上所述 各种交通信息采集系统的配合运用 以及光纤通信技术 计算 机信息处理系统和人工智能技术的应用 必将使交通控制系统向大范围 全方 位 智能化和实时控制方向发展 1 41 4 本文主要研究内容本文主要研究内容 本文研究内容是利用环形线圈作为道路交通检测的传感器 设计一种用 于车流量计数等参数检测的环形线圈道路交通检测系统 文中采用单线圈检测 技术 在硬件设计上我们利用电容三点式 LC 振荡电路产生正弦波形信号 采用 过零比较器对输入正弦波整形 可得到上升沿和下降沿都比较理想的矩形波信 号 最后选用 STC89C52 单片机作为主控制芯片 将数据显示出来 最后根据系 统功能需求 完成各个部分的软硬件设计 第第 2 2 章章 系统主要研究内容系统主要研究内容 环形线圈检测器是在同一车道的道路上埋设一组感应线圈 检测器则是 由检测单元同环形线圈组成一个调谐电路 此电路的电感主要决定于环形线圈 与检测器的振荡回路一起形成LC谐振回路 当谐振回路中有电流通过环形线圈 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载 时 在其周围形成一个电磁场 当车辆行至线圈上方时 车体底盘产生自成回 路的感应电涡流 涡流损耗环形线圈产生的电磁能 使环形线圈的电感量减少 振荡频率发生变化 只要检测到此频率的变化 就可以检测到车辆的通过信息 并完成车流量统计 2 12 1 车辆检测原理车辆检测原理 当车辆经过环形线圈上方时 涡流效应会使环形线圈的电感量发生变化 即车辆接近环形线圈时 电感量减小 在整个车辆通过的过程中 频率将变化 当车辆离开线圈后 电感恢复到没有车辆时的数值 环形线圈与车辆的等效电路如下图 2 2 所示 图 2 1 感应线圈等效电路图 设环形检测线圈参数为 线圈电感 决定于线圈几何尺寸及匝数 0 L 线圈电阻 0 R 线圈阻抗 0 Z 000 LjRZ 车辆涡流回路中的等效电阻 r 车辆涡流回路中的等效电感 L 互感系数 取决于线圈与车辆靠近程度 M 根据基尔霍夫定律 存在如下关系 121010 UIMjILjIR 2 1 0 221 ILjIrIMj 2 2 由式 2 1 2 2 可得 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 L Lr M Ljr Lr M R U I 22 22 00 22 22 0 1 1 2 3 22 1121 2 Lr IMrjILM Ljr IM jI 2 4 由 2 3 可得电感线圈总阻抗为 L Lr M Ljr Lr M R I U Z 22 22 0 22 22 0 1 1 2 5 可知此时线圈的等效电感 eq L L Lr M LLeq 22 22 0 2 6 由上式 2 6 可见电路参数为的函数 电路振荡频率取决于环形线 eq LM 圈的等效电感和电容 即 当为常数 电路中振荡频率取决于 CL f eq 2 1 C 线圈等效电感 当线圈磁场内无车辆存在时 有 0 eq LM eq L 0 L 当车辆靠近线圈时 将变大 变小 变大 反之 当 CL f 0 2 1 M eq Lf 车辆远离线圈时 将变小 变大 变小 因此 利用此变化规律 即M eq Lf 可检测车辆个数 2 22 2 系统硬件原理框图系统硬件原理框图 硬件设计主要包括 LC 振荡电路 整形电路 波形变换电路 利用这些电路 完成车辆信号的采集工作 单片机系统对此信号进行分析处理 得出车辆计数 结果 然后将数据通过共阳数码管显示出来 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载 图2 2 系统硬件原理框图 2 32 3 系统软件原理框图系统软件原理框图 第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计 检测电路部分检测电路部分 3 13 1 检测线圈设计检测线圈设计 3 1 1 检测线圈的的工作原理 当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时 车辆自身铁质切割磁通 线 引起线圈回路电感量的变化 检测器通过检测该电感变化量就可以检测出 车辆的存在 检测这个电感变化量一般来说有两种方式 是利用相位锁存器和相位比较器 对相位的变化进行检测 则是利用由环形地埋线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测 本设计采用第二种方案 3 1 2 环形线圈的选取 环形线圈是一个埋在路面 10 20mm 下 通有一定工作电流的环形线圈 一般为 2 1 5m 由于本设计中只是检测车辆的数目 比较简单 因此只选用一组环形 线圈 环形线圈如图所示 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载 图 3 1 环形地埋线圈的表示 当车辆通过环形线圈时 在车体内就会有涡流产生 涡流会损耗环形线圈 产生的电磁能 即涡流对环形线圈的磁场具有去磁作用 因此 涡流的出现使 环形线圈的电感量减少 同时 车辆作为金属导体通过环形线圈 能够增加线圈周围空间的导磁率 使环形线圈的电感量具有增加的趋势 根据大量的经验证明 测得当环形线圈的频率为 20 kHz 180 kHz 时 涡流的去磁占 0 f 主导地位 环形线圈的电感量明显减小 即有车通过环时 等效电感 L 环形线 圈的电感量 明显减小 因此 此设计中取中心频率 50kHz 0 f 微型面包车和轿车处于线圈上方时 电感量将减少 2 3 左右 当 卡车处于上方时 电感量的变化约是前者的一半左右 由实际应用情况 约为 20mH 2000mH 左右 取 L 50mH 此时轿车通过线圈的电感变化为 1 1 5mH 线圈接入振荡电路中 电感量的变化引起振荡频率变化 电感量减小 振 荡频率增大 频率变化的相对量基本上是电感量变化量的一半 此时 频率变 化率在 1 1 5 左右 即 500 750HZ 其能很好的观察出来 因此 本实验中环形线圈等效电感为 50mH 中心频率 50kHz 0 f 3 23 2 LCLC 振荡电路设计振荡电路设计 在实践中 广泛采用各种类型的信号产生电路 就其波形来说 有正弦波 或非正弦波两种形式 环形线圈车检器的振荡电路模块实际上也就是正弦波信 号的产生电路 正弦信号产生电路主要有两种 RC振荡电路以及LC振荡电路 后一种振荡电路主要用来产生高频正弦信号 适用于几十千赫至几百兆赫的频 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载 率范围 因而在车辆检测器中得到应用 本设计选用电容三点式 LC 振荡电路基本形式 如图 3 2 所示 图 3 2 耦合振荡电路 3 2 13 2 1 工作原理工作原理 根据正弦波振荡电路的判断方法 由图3 2所示 电路中包含了放大电路 选频网络 反馈网络和非线性元件 晶体管 四个组成部分 而且放大电路能 够工作在放大状态下 分析过程 首先断开反馈网络 加频率为输入电压 0 f 给定其极性 判断出从上所获得的反馈电压的极性与输入电压相同 故电路 2 C 满足正弦波振荡的相位条件 各点瞬时极性如图中所标注 只要电路参数选择 得当 电路就可满足幅值条件 而产生正弦波振荡 3 1 23 1 2 振荡频率和起振条件振荡频率和起振条件 当由 和所构成的选频网络的品质因数远大于1时 振荡频率为 L 1 C 2 CQ 振荡频率 21 21 0 2 1 CC CC L f 3 1 设和的电流分别为和 则反馈系数 1 C 2 C 1 C I 2 C I 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载 2 1 1 2 0 1 2 C C CjI CjI U U F C Cf 3 2 电压放大倍数 be L i u r R U U A 0 3 3 在空载情况下 由上式 3 3 中集电极等效负载 2 4 F R RR i L 3 4 根据 利用式 3 3 和 3 4 可得起振条件为1 FA 1 2 L be R r C C 3 5 若增大 则一方面反馈系数数值随之增大 有利于电路起振 另一 21 C C 方面 它又使减小 从而造成电压放大倍数数值减小 不利于电路起振 因 L R 此 既不能太大 又不能太小 具体数值应通过实验来最终确定 21 C C 3 1 33 1 3 元件参数选取元件参数选取 电容电容 图中为稳定振荡频率采取了一些措施 为提高电容反馈式振荡电路的振荡频率 需减少 的电容量和 L 的电感量 实际上 当 减少到一定程度时 1 C 2 C 1 C 2 C 晶体管的极间电容和电路中的杂散电容将影响振荡频率 由于极间电容受温度 的影响 杂散电容又难于确定 为了稳定振荡频率 在设计电路时 必须能够 使极间电容和杂散电容对选频特性的影响忽略不计 具体的方法是在电感的支 路串联一个小容量电容 C4 而且 C4C C4C 这样 1 2 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载 4421 1111 CCCC 总电容约为 C 因而电路的振荡频率 LC f 2 1 0 几乎与 无关 当然 也就几乎与极间电容和杂散电容无关了 1 C 2 C 参数计算 根据公式 取中心频率 50kHz 由实际应用情况 约为 20mH 2000mH 左右 0 fL 选用 50mH 的等效环形线圈 故有 mHL50 nFC2 0 4 其它电路元器件参数围绕中心频率进行合理调节得出 C1 C2 0 1uF 则反馈系数 1 2 1 C C F 电容 C3 在电路中是耦合作用 其应该远大于 C1 这里选 10 倍 C3 1uF 电阻电阻 由于当时 获得最大不失真输出电压 此时 VVU CCCE 5 4 2 1 VUE5 0 则 所以3 8 1 2 所以设定VVVUB2 17 05 0 VVRR2 1 2 15 21 kRkR2 1 8 3 21 稳压二极管稳压二极管 1N47311N4731 电路的振荡频率在50kHz左右 两个反接的4 3V稳压管1N4731使正弦振荡信 号被抑制在 5V至 5V的范围内 是一个瞬间抑制二极管用于抑制由静 3 D 4 D 电等原因产生的瞬间高压 以保护电路 稳压二极管1N4731的参数 最大耗散功率 W 1W 额定电压 V 4 3V 最大工作电流 mA 217mA 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载 图3 3 稳压二极管1N4731参数表 晶体管晶体管2N37022N3702 本设计中选用晶体管本设计中选用晶体管2N37022N3702 其参数为 其参数为 晶体管极性 PNP 封装 箱体 TO 92 集电极 发射极最大电压 VCEO 25 V 发射极 基极电压 VEBO 5 V 集电极连续电流 0 5 A 最大直流电集电极电流 0 5 A 功率耗散 625 mW 最大工作频率 100 MHz 最大工作温度 150 C DC Collector Base Gain hfe Min 60 最小工作温度 55 C 图3 4 晶体管2N3702参数表 耦合变压器耦合变压器 耦合变压器原副边匝数比为1 1 ProtuesProtues震荡电路及其仿真波形 震荡电路及其仿真波形 精品文档 12欢迎下载12欢迎下载12欢迎下载 图3 5 震荡电路protues图 振荡电路中理论上产生的频率为50KHZ 其中有各种各样的原因影响 得到的频 率误差在 0 2 0 3 之间 然而实际中车来时频率变化大于1 因此满足要 求 图3 6 振荡电路波形protues效果图 用protues仿真时输出波形为正弦波 波形振幅为1 7V左右 频率为50kHZ 3 33 3 整形电路设计整形电路设计 整形电路核心是利用过零比较器 处于开环工作状态的集成运放是一种最简 单的过零比较器 此时 集成运放工作在非线性区 因此 当时 0 I U 精品文档 13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载 当时 其中是集成运放的最大输出电压 OPPO UU 0 I U OPPO UU OPP U 图 3 7 整形电路原理图 本设计中使用 AD811 集成运放芯片 整形电路中使用的 AD811 芯片的引脚封装和典型应用接法如图所示接法 图 3 8 AD811 引脚封装图 图 3 9 AD811 的典型接法 protues 整形电路及其仿真波形 精品文档 14欢迎下载14欢迎下载14欢迎下载 图 3 10 整形电路 protues 效果图 本设计中芯片 AD811 双端供电 供电电压为VVVV SS 5 5 图 3 11 整形电路波形效果图 当输入信号振幅为 5V 频率为 50KHZ 时 AD811 的输出端明显为矩形信号 且输出信号振幅小于 5V 3 43 4 波形变换电路设计波形变换电路设计 由图 3 4 所示 由于当 且时 进入截止区的条件 onBE Uu BECE uu 由于输出电压与上电压的变化相位相反 从而导致波形产生顶部失真 0 u C R 0 u 当 时 输出波形产生底部失真 因此电路输出为方波 onBE Uu BECE uu 0 u 精品文档 15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载 图 3 12 波形变换电路原理图 3 4 1 电路元件参数 本模块中晶体管为 S9013 R7 2k R8 1k 晶体管 S9013 参数为 集电极基极电压 40V 集电极发射极电压 20V 发射极基极电压 5V 集电极电流 500mA 集电极耗散功率 625mW 结温 150 C 贮藏温度 55 150 C 集电极基极击穿电压 40 V 集电极发射极击穿电压 20 V 发射极基极击穿电压 5 V 集电极截止电流 100 nA 发射极截止电流 IEBO 100 nA DC 电流增益 64 到 202 之间 一般为 120 集电极发射极饱和电压 0 6V 基射极饱和电压 1 2V 基射极电压 1 4V 精品文档 16欢迎下载16欢迎下载16欢迎下载 图 3 13 晶体管 S9013 参数表 protues 波形变换电路及其仿真波形 图 3 14 波形变换电路 protues 图 精品文档 17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载 图 3 15 波形变换波形效果图 当有输入信号时 当信号的大于晶体管的导通电压时 三极管导通 此时输出 低电平 当输入信号小于晶体管的导通电压时 三极管截止 此时输出高电平 因此 使用此波形变换电路 可以输出适合单片机的矩形信号 3 53 5 稳压电路设计稳压电路设计 本设计中由于检测电路中不同的模块需要合适的电源供电 震荡电路需要 12V 电源 整形以及波形变换电路需要 5V 电源 因此 稳压电路中采用 7805 稳压器 其参数如如所示 精品文档 18欢迎下载18欢迎下载18欢迎下载 图 3 16 7805 稳压器参数表 Protues 中稳压电路及其仿真 稳压电路中滤波电容 C5 和 C6 在稳压器的两端且 C6 33uF C7 0 1uF C7 C8 0 1uF 其中电源是 12V 经过 7805 后 输出电压 VCC 是 5 0V 图 3 17 稳压电路 protues 图及其仿真 3 6 Protues 中检测电路及仿真波形 需要说明的是 在对各单元电路进行整合的过程中 需考虑各单元合理的 先后顺序 单元之间的阻抗匹配以及合理的布线 电路连接过程中 振荡电路 在前 接着依次接整形电路和波形变换电路 阻抗匹配亦是一个很重要的问题 需考虑前几输出阻抗和后级输入阻抗的匹配 布线上则因在满足要求的前提下 尽量美观 简洁 本设计中仿真电路及波形如下图所示 从仿真示波器中可以看出振荡电路输出信号 B 通道 为振幅为 1 7V 频 精品文档 19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载 率为 50KHZ 的正弦信号 整形电路输出信号 C 通道 为振幅为 2 9V 频率为 50KHZ 的矩形信号 波形变换电路输出信号 D 通道 为电压 0 4 8V 频率为 50KHZ 的矩形信号 此信号适合单片机识别 图 3 18 线圈检测电路 protues 图 图 3 19 线圈检测电路波形仿真图 精品文档 20欢迎下载20欢迎下载20欢迎下载 第第 4 4 章章 硬件设计硬件设计 单片机电路部分单片机电路部分 4 14 1 测频电路及数码显示电路设计测频电路及数码显示电路设计 测频电路信号由单片机的 T0 口输入 显示电路由四位共阳数码管显示车流 量 检测电路主要实现的是对前续电路输出的矩形波信号进行计数以便后续处 理及应用 对矩形波信号进行计数可以采用两种方式 一种是利用 D 触发器和 JK 触发 器以及简单门电路组成的计数器进行计数 二是利用单片机的定时及计数功能 对矩形波信号进行计数 在这里 我将采用第二种方法 由图观察可知 其主要由四部分构成 单片机是核心 辅之以晶振和复位 电路 单片机对输入信号进行计数得出频率值再借助于四位八段数码管显示出 来 测频电路及显示电路如图所示 图 4 1 测频电路及显示电路 protues 图 第第 5 5 章章 软件设计软件设计 5 15 1 检测方案检测方案 正常情况下 在机动车辆没处在环形地埋线圈所在位置的时候 耦合电路 振荡频率保持恒定 单片机在单位时间段测得的脉冲个数基本保持不变 当机 动车辆经过环形地埋线圈所在位置时 由于耦合电路振荡频率的增大 使得单 精品文档 21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载 片机在单位时间段测得的脉冲个数也相应增加 但是机动车自身铁质是不均匀 的 所以当它经过环形地埋线圈时单片机在单位时间段测得的脉冲个数又是变 化的 为此我们在软件设计中采用阀值比较法 设地埋线圈所在位置无机动车 时单位时间段单片机测得的脉冲个数为 N 当机动车辆经过地埋线圈所在位置 时单位时间段单片机测得的脉冲个数为 NK 当 NK TH 时认为有车 NE TH 时 认为无车 注意为了能检测到高速行驶的车辆 应尽量将检测脉冲个数的单位 时间段设的较小 但又不能太小 如果太小脉冲增量将不明显同时经验阀值也 不好选取 经大量实验我们选取单位时间段为 10ms TH 为 509 由于又存在各种干扰 如汽车点火时产生的脉冲 所以必须加上判断误差的程 序 假设车长为 5m 最高时速为 200km h 通过线圈的最短时间为 0 09s 即 90ms 可以加入这样的检测程序 当检测到一个 NK TH 时 继续检测 NE TH 只有当检测到 NE 509 i8 精品文档 23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载 1 论文提出了基于线圈的车辆检测系统的功能需求分析 硬件及软件设 计框架 论文在分析环形线圈的基本组成及其检测原理的基础上 确定了该系 统的工作原理 提出了线圈车辆检测系统的设计需求 在硬件设计的基础上 根据线圈检测器程序设计的需求分析 确定了车辆检测程序的各输入输出数据 类型 格式 数值范围 精度等 2 本论文研究了一种根据线圈频率变化来检测车速的方法 本文深入研究车 辆通过线圈时 频率的变化规律 通过仿真与调试 得到了能够符合检测要求 的频率范围 以及一些参数的设定 本文设计的基于环形线圈的车辆识别系统 克服了外界天气的影响 大大提高了识别率 并且系统结构简单 7 27 2 展望展望 尽管论文在基于单片机的车流量测量系统取得了一些研究成果 但是 鉴于研究内容涉及面广 难度高 以及作者自身水平和精力的限制 研究工作 还需要在以