CN1983348A

CN1983348A - 无线圈车辆检测地感系统

Info

Publication number: CN1983348A
Application number: CN 200510120612
Authority: CN
Inventors: 涂启纯; 涂根谋
Original assignee: WEIJIE ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY Co Ltd SHENZHEN
Current assignee: WEIJIE ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY Co Ltd SHENZHEN
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-20

Abstract

本发明公开一种无线圈车辆检测地感系统，通过固有地磁场信号的强度与方向受到车辆所产生的导磁信号干扰而产生相应变化的特性，实现检测与识别车辆是否存在及其行走方向，其特征在于，包括磁阻传感器及其依次连接的模拟信号放大器、AD转换及系统信息存取单元、外扩EEPROM，还包括控制接口，并与所述AD转换及系统信息存取单元呈串口连接；所述磁阻传感器采用双轴式。取缔了现有的线圈式检测装置，具有环保特点，并节省了材料，降低了成本，增强了可靠性，提高了技术含量，且构造新颖，还使故障检测及维护更简单、方便。

Description

无线圈车辆检测地感系统

技术领域

本发明涉及地感系统，具体地说，通过固有地磁场信号的强度与方向受到车辆等导磁性金属运动产生的扰动而产生相应变化的特性，实现检测与识别车辆是否存在及其行走方向的一种无线圈车辆检测地感系统。

背景技术

随着经济的发展，因车辆的快速增长而带来的系列交通问题越来越受到社会各界的普遍关注，而如何实现对车辆进行有序、有效的管理是当前国家及相关职能部门急需解决的重要课题。然而，智能交通系统(ITS)将为人们提供一个有效的解决方案，其中，是否有车辆出现或经过、车辆的运行方向如何等科目的检测，属智能交通系统的重要组成部分，也是实现智能交通系统的必要条件。但是，目前国内、国际普遍采用线圈式车辆检测装置，存在安装工程大、成本高、故障检测及维修困难的不足，并在具体安装或维修时，需要进行精密的测量、挖掘、铺设、填平地面等系列琐碎工作，不仅增加了成本、浪费了资源、污染了环境，还对交通造成了不良影响。因此，随着科技的不断进步及产品的不断更新换代，现有的车辆检测装置还有待进一步的改进与革新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无线圈车辆检测地感系统，通过固有地磁的强度与方向受到车辆的扰动而产生变化的特性，识别车辆的存在及其行走方向，取缔现有的线圈式检测装置，以克服安装、维护及使用各个环节所存在的不足。

本发明的技术问题是按如下技术方案实现的：构造一种无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，包括磁阻传感器及其依次连接的模拟信号放大器、AD转换模块及系统信息存取单元，还包括控制接口，串行通信接口。

按照本发明提供的无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，所述磁阻传感器为双轴式，也可以为单轴式。取得表征地磁方向的模拟电压信号是利用一个双轴的磁阻传感器，如果降低控制精度方面的要求也可以用单轴的磁阻传感器；此传感器可以通过调节灵敏度来调整其能够感应被测车辆或金属的有效距离。

按照本发明提供的无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，还包括屏蔽盒，其中包括导磁的铜皮外壳，以及与其呈间隔设置的铝皮内盒，并且，所述磁阻传感器、模拟信号放大器、存贮器、AD转换及系统信息存取单元内置于所述铝皮内盒中。

按照本发明提供的无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，所述控制接口包括UART接口及I2C接口，并对应设置有LED状态指示灯。磁阻传感器的结论信息是通过串口传到其它相关设备，诸如道闸，电脑等。串口的传送方式包括I2C，SPI，UART。

按照本发明提供的无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，与所述AD转换及系统信息，波形分析和对比处理的参考数据信息，存取于非易失性存贮器中——外扩的EEPROM中。

按照本发明提供的无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，从磁阻传感器传输的模拟电压信号须经过信号放大及AD转换，此AD转换器可以模块中集成，也可以用独立的AD模块；AD转换得到的数据信息，要经过波形分析和对比识别处理。

实现本发明的无线圈车辆检测地感系统，具有如下优点：通过固有地磁强度与方向会受到车辆所产生的导磁信号干扰并产生相应变化的特性，有效实现了车辆是否存在及其行走方向的检测与识别，取缔了现有的线圈式检测装置，勿需挖掘地基、铺设线圈、填平地面等系列琐碎安装工程，具有环保特点，并节省了材料，降低了成本，增强了可靠性，提高了技术含量，且构造新颖，还使故障检测及维护更简单、方便。

附图说明

图1为本发明地感系统的方框图；

图2为本发明地感系统的电路原理图；

图3为本发明地感系统的工作流程图；

图4为本发明地感系统地磁场受到车辆扰动时的示意图；

图5为本发明地磁场在无车辆通过时实测的强度变化曲线图；

图6、图7为本发明地磁场受到车辆干扰产生的变化曲线图。

具体实施方式

一种无线圈车辆检测地感系统，如图1所示，利用双轴式磁阻传感器测得表征地磁方向的模拟电压数据，经过模拟信号放大器进行信号放大，再利用其本身内置的AD转换器将模拟信号转换成数字信号，并经过相应的处理，取得地磁方向数据信息，参考如图2所示的电路原理图，从而测知原有地磁场的强度与方向，并参考如图5所示的无车辆通过时实测的强度变化曲线图，并将相应的该初始化信息数据存贮于外扩的EEPROM中；而由于这些固有的地磁的强度与方向有会受到如车辆等导磁性金属的扰动而产生变化的特性，如图4所示，并受到车辆干扰产生的变化曲线图，参考如图6、图7所示，经过波形对比，模糊识别，便可以识别导磁性金属或车辆是否存在，还可以根据其波的的变化以及形状从而识别车辆的运动方向，再利用串口通信将这些结果信息传送给PC或其它控制系统。

磁阻传感器是用HOLLWELL的HMC1052，它具有性能稳定，精确度高(可以精确到1毫高斯)，模拟信号放大器用的是LMV358，MCU用的是PIC的工业级控制芯片PIC16F73，内置AD，主频可达20M能完全胜任高速处理数据的要求，外扩EEPROM也采用PIC的24C01B，它可以存贮一些重要的设置信息，而且接口相当简单，只需要三根线进行通信便可以实现数据的存贮。与外界连接时有UART接口和I2C接口，便于信号输出，而且还有LFD指示状态灯，进行相应的状态指示。AD多次采样后得到的数据形成波形数据，与原来系统初始化时的波形数据相比较分析，再利用程序中智能的识别技术，识别出不同方向的波形数据进行比较，便可计算出是否有车辆以及车辆行驶的方向的数据信息。

本发明无线圈车辆检测地感系统的具体工作流程如下，参考图3所示：

实施状态一，系统上电，扫描系统灵敏度调节转动开关，设定系统灵敏度参数，扫初始化键并确认不需要初始化系统，读取保存外扩EEPROM中的参考行走方向数据，读取地磁X和Y轴方向的模拟电压信号进行AD转换，将连续10次以上的AD转换数据存于RAM中，并形成变化曲线，比较分析曲线数据，通过匹配曲线形状等方法得出有无车辆通过及行驶方向，通过串口发送处理后的方向数据到主控板，作适当的延时，确认结束；否则，重新到形成磁场变化曲线的步骤进行循环。

实施状态二，系统上电，扫描系统灵敏度调节转动开关，设定系统灵敏度参数，扫初始化键并确认需要初始化系统，开始闪烁系统初始化指示灯，读取地磁X和Y轴方向的模拟电压信号进行AD转换3次，分析比较取得较为合理的参考方位数据，保存参考方向数据于EEROM中(也可回到程序扫初始化键并确认是否需要初始化系统进行循环)，读取地磁X和Y轴方向的模拟电压信号进行AD转换，将连续10次以上的有效的AD转换数据存于RAM中，并形成变化曲线，并存于外扩EEPROM中，并到形成磁场变化曲线的步骤进行循环。

本发明的无线圈车辆检测地感系统，还具有如下特点：地磁强度大约有大概500-600毫高斯，而测地磁的磁阻传感器的精度大约有1个毫高斯，能够识别车辆扰动过程中产生的轻微的变化；地感没有线圈装置，与传统的地感相比，有非常在的优势，它不必破坏地基，挖掘路面来埋线圈；维护也非常简便。并节省了资源，降低了成本，还具有环保、技术含量高、构造新颖。

Claims

1、一种无线圈车辆检测地感系统，其特征在于，包括磁阻传感器及其依次连接的模拟信号放大器、AD转换及系统信息存取单元、外扩EEPROM，还包括控制接口，并与所述AD转换及系统信息存取单元呈串口连接。

2、根据权利要求1所述的检测地感系统，其特征在于，所述磁阻传感器为双轴式，也可以为单轴式。

3、根据权利要求1所述的检测地感系统，其特征在于，还包括屏蔽盒，其中包括导磁的铜皮外壳，以及与其呈间隔设置的铝皮内盒，并且，所述磁阻传感器、模拟信号放大器、外扩EEPROM、AD转换及系统信息存取单元内置于所述铝皮内盒中。

4、根据权利要求1所述的检测地感系统，其特征在于，所述控制接口包括UART接口及I2C接口，并对应设置有LED状态指示灯。