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可变计数门限车检器设计方案
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2017-11-22
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随着道路行车速度的提升及行车数量的剧增，要求车检器必须具有快速的响应时间、准确的判断能力和稳定的工作状态。车检器检测技术主要有：视频［1］、环形线圈［2］、数字微波［2］、激光和红外线等。虽然检测技术种类多，但也存在许多不足：一方面是抗干扰能力较差，产品成本也比较高；另一方面则是检测响应时间较长，难以及时准确地检测到高速通过的车辆。
针对常规公路的道路环境及车辆通行情况，本文介绍的车检器采用的是环形线圈检测技术。该技术原理简单、实现成本低、工作稳定可靠。在信号分析处理方面，采用了性能稳定的ATmega16A单片机［3］。车辆检测信号直接由单片机综合分析处理，每个通道检测响应时间控制在2.5 ms内完成，检测结果通过车检器前面板上的指示灯指示，并且采用RS485总线向上位机或其他监控设备发送检测结果数据包。
1 系统工作原理
1.1 环形线圈检测原理
埋在路面下的环形线圈通过馈线连接到车检器上，与车检器上的电容及三极管等器件构成LC谐振电路，所产生的正弦波振荡信号整理成方波信号后送到单片机。在无车辆通过时，可认为由环形线圈所形成的电感值是稳定不变的，因此LC谐振电路的谐振频率也不变，单片机将接收到固定频率的方波，记为F1。在有行车通过埋地环形线圈时，由于机动车是一个大金属体，埋地线圈产生的电感量将发生变化，使得LC谐振电路的频率也随之变化，单片机接收到的方波频率记为F1+ΔF；而当机动车离开埋地线圈后，LC谐振频率将恢复为F1，从而实现了将车辆通过的有无，转换为发送到单片机的方波频率的变化。
1.2 可变计数门限工作原理
对于采用固定门限的计数方式［4］，是给主计数器一个固定时长的计数时间，以检测信号作为计数时钟，如图1所示。
针对常规公路的道路环境及车辆通行情况，本文介绍的车检器采用的是环形线圈检测技术。该技术原理简单、实现成本低、工作稳定可靠。在信号分析处理方面，采用了性能稳定的ATmega16A单片机［3］。车辆检测信号直接由单片机综合分析处理，每个通道检测响应时间控制在2.5 ms内完成，检测结果通过车检器前面板上的指示灯指示，并且采用RS485总线向上位机或其他监控设备发送检测结果数据包。
1 系统工作原理
1.1 环形线圈检测原理
埋在路面下的环形线圈通过馈线连接到车检器上，与车检器上的电容及三极管等器件构成LC谐振电路，所产生的正弦波振荡信号整理成方波信号后送到单片机。在无车辆通过时，可认为由环形线圈所形成的电感值是稳定不变的，因此LC谐振电路的谐振频率也不变，单片机将接收到固定频率的方波，记为F1。在有行车通过埋地环形线圈时，由于机动车是一个大金属体，埋地线圈产生的电感量将发生变化，使得LC谐振电路的频率也随之变化，单片机接收到的方波频率记为F1+ΔF；而当机动车离开埋地线圈后，LC谐振频率将恢复为F1，从而实现了将车辆通过的有无，转换为发送到单片机的方波频率的变化。
1.2 可变计数门限工作原理
对于采用固定门限的计数方式［4］，是给主计数器一个固定时长的计数时间，以检测信号作为计数时钟，如图1所示。
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