1、 毕业设计文献综述 电气工程及其自动化 汽车检测器的设计 前言： 随着我国高速公路的迅速发展，道路交通量不断增长，智能交通已在我国悄然兴起，而车辆检测器作为道路交通控制方面的发展作出了某种意义上的贡献。而所谓汽车检测器，顾名思义，就是能够通过数据采集和设备监视等方式，向监控系统中心分析、判断、发出信息和提出控制方案的主要依据。 1因此，车辆检测器及其检测技术水平的高低直接影响到公路交通监控系统的整体运行管理水平。车辆检测器主要有以下三种功能：一是检测某种开关的触点闭合的机械力；二是检测因汽车的运动或存在而 引起的能量变化；三是检测摄像机摄像范围内的图象变化。车辆检测器的种类很多，主要有环形线圈
2、检测器、超声波检测器、微波检测器、红外检测器、视频检测器、车辆磁映象检测器等。 本文写作的目的是想让大家进一步了解环形线圈电磁感应式车辆检测器的优点以及它的工作情况，加深对车辆检测器的认识。并且想通过此次设计来提高自己的设计能力和相关的专业技能，为以后的工作打下良好的基础。 正文： 在 50 年代早期，美国的小汽车数量急剧增加，因而一些停车场开始采用自动栅栏来进行对车辆的停放控制。不久后，新型汽车检测器产生了。 460 年代，自动式汽车停车场在西方已较为普及，于此同时，环形线圈车辆检测器越来越受到交通工程师的重视，英国在这方面居世界领先地位。 70 年代，对这种检测器的应用迅速增加，当时主要应
3、用在对工厂厂房大门的自动控制上，而现在环形线圈式检测器在交通监视系统方面的应用已取得了显著效果。目前它已包括对车辆的统计、车速、车长、车头间距等方面的判断。 在汽车检测器的设计原理方面，不同的文献大致表达如下： 文献三： 感应线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆传感器，它的传感器是一个埋在路面下，通有一定工作电流的环形线圈。当车辆通过 环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上方时，由于互感作用，在以铁质为材料的车身上产生涡流，涡流的磁场对感应线圈的磁场有去磁作用，这就使得环形线圈的电感 量变小。车辆检测器通过检测该线圈的电感变化量 来检测出车辆的存在 3 。 文献四 ：把环形线圈埋置在蹄面下并将
4、之固定，这样使环形线圈获得一个稳定的感应量。如果用环形线圈构成一个振荡回路，则龙其周围便建立起一个磁场。 4 如果车辆或其它导醋体进入该磁场，将产生涡流，在线圈中发生了磁感的变化。尽管有时有的车辆装有大量的铁类材料而增加导磁性，以致于涡流的作用很强 ( 使设计时要提高其可靠性 ) ，电感量会迅速衰减，这种在电感上的衰减可以通过各种方法梭测出来，之后再进行处理分析。 综上所述，汽车检测器的原理不同作者大致所表现的意思基本一致。就本人观点而言，参考大量文献后，简而言之，汽车检测器就是根据埋在地下的线圈周围的电感量的变化，来判断是否有车通过。 当然，在设计的改进方面，不同的作者也有不同的看法。 文献
5、一： 1、选用标准化的典型电路，以提高设计的成功率和结构的灵活性，在条件允许的情况下，多选功能强、集成度高的电路或片，使系统的可靠性增强。 2、注意使州通用型、市场货源充足的元器件，尤其对大批量开发、生产的情况 。 3、对于较复杂的系统， 要采用模块化设计方法，对某些部分分块进行设计，然后采用一定的连接方式将其组合成一个完整的系统。 文献二： 采取了以下几点抗干扰措施 ，以保证车辆检测器可靠运行： T 型滤 波器滤去 5 0 Hz 工频干扰； 同相 直流放大电路 中采用 3 0 p F 电容滤去尖峰干扰； P CB板制作 中模拟地与数字地分开；设计了硬件看门狗自复位电路 ； 软件抗干扰技术 ：
6、软件设计中，在设定的灵敏度范围内定时多次检测车辆信号 ( 即环形线圈感应信号 ) 。 当车辆信号一直保持到检测灵敏度所要求的脉冲宽度时间值时，则认为是有效车辆信号；否则认为是外界干扰，重新进行检测。整个装置安装在接地的铁壳机箱内，以屏蔽外界电磁干扰 。 文献三： 在硬件方面，对系统总线方式进行了改进，采用目前市场通用，技术成熟 的 RS232 总线，并采用其中的全双向传输方式。增加了系统在使用过程中的灵活度，并且 大大降低了系统 CPU的占用率，有利于系统更加有效、稳定的工作。在软件方面，我们将时间寄存器由 2 个增加到 3 个，这样，时间寄存器的最大值为 4 66 个小时，而 车辆经过 4个
7、线圈的时间闻隔一般为秒级，我们将不用再考虑时间寄存器的清零问题。然后通过读取每个 T 时刻的准确时间值来确定各个时刻的时间。 在我看来，我觉得以上作者说的都有一定的道理，但我还是比较赞同文献三作者的说法，因为我觉得在设计汽车检测器时，在完成设计本身的同时，应该更多的考虑到外界干扰的因素，可能我们在设计的时候并没有将实际情况考虑进去，就会导致最后的结果不是我们所希望的，所以说在设计的改进方面，抗干扰措施非常重要，其实它也会延长设计产品的寿命。 小结： 当然，现有环形线圈式车辆检测系统存在一些不足：测 速不准（重点）、单片机控制部分的硬件结构复杂、摄像机辅助照明设备闪光未能配合其同步工作。 3 社
8、会在进步，同时交通是亦在不断增加，为了能使车辆高速、安全、舒适、经济地运行，交通自动控制将会得到巨大发展，而随着环形线圈检测器精度的提高及快速、精确的智能型处理芯片与计算机的普及，采用环形线圈式的车辆检测器将会为交通事业带来巨大的效益。 参考文献 ： 1良建俊 . 车辆检测器及道路流量检测系统的研究设计 . 学位论文， 2009.12 2刘新峰 . 王友仁高速公路收费站行驶车辆检测器研制 . 学位论文 ， 2008 3 刘聪 . 环形线圈式车辆监测系统的应用问题研究 . 学位论文 ,2007.5 4丛广岩 . 王潮海编辑自英公路与土木工程检测器 .学位论文 ,2006 5吴忠杰 .林君基于 A
9、RM的车辆检测系统控制单元的设计 J 电子应用 ,2005， 3： 106-108 6刘栋良，崔立丽 . 便携式数据采集于处理系统的研究 J计算机 测量与控制， 2002( 2 )： 127-128 7 Henry Oman. Power for New Space Mission J,IEEE AES Systems Magazine,1999,9:17-26. 8Hui Li, Amit Lal, Jake Blanchard, et al. Self-Reciprocating Radioisotope-Power CantileverJ.Appl Phys, 2002, 92: 1122-1127.
