【摘要】：為了順應(yīng)智慧交通技術(shù)的發(fā)展需求,進(jìn)一步提高車輛檢測(cè)的準(zhǔn)確率,提出了基于地磁感應(yīng)的新型無(wú)線車輛檢測(cè)器設(shè)計(jì)思想,該設(shè)計(jì)集成傳感網(wǎng)ZigBee、時(shí)鐘同步以及地磁感應(yīng)等技術(shù);檢測(cè)器硬件以ZigBee芯片MC13213為核心,外圍擴(kuò)展無(wú)線高頻模塊,并通過(guò)IIC接口與地磁芯片MAG3110支撐電路相連;軟件則是通過(guò)在主控芯片中植入具有地磁檢測(cè)算法,運(yùn)用時(shí)鐘同步、無(wú)線網(wǎng)等技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)車速、車長(zhǎng)等重要數(shù)據(jù)估算;經(jīng)過(guò)應(yīng)用測(cè)試分析,該檢測(cè)器器能針對(duì)不同車型、不同車速等作出正確響應(yīng),準(zhǔn)確率可達(dá)97%以上,應(yīng)用前景十分廣闊。
【圖文】：

計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制第２２邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐·卷３８３８·圖１新型無(wú)線磁車輛檢測(cè)器應(yīng)用架構(gòu)示意圖圖２新型檢測(cè)器硬件框圖器、ＩＩＣ總線、Ａ／Ｄ、輸入捕捉等若干功能模塊，是理想的ＺｉｇＢｅｅ專業(yè)應(yīng)用芯片［６］。ＭＣＵ模塊為控制器的核心構(gòu)件，不僅對(duì)地磁感應(yīng)構(gòu)件電路信號(hào)進(jìn)行采集與處理，而且實(shí)現(xiàn)相鄰ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點(diǎn)（無(wú)線地磁檢測(cè)模塊）計(jì)時(shí)、組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｌ幚砥髂K的最小系統(tǒng)具體硬件電路連接參照文獻(xiàn)［６］。２．２ＺｉｇＢｅｅ射頻模塊ＺｉｇＢｅｅ射頻模塊是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信關(guān)鍵部件，Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ官方給出的設(shè)計(jì)方案有３種，本設(shè)計(jì)采用用ＭＣ１３２１３內(nèi)部Ｔ／Ｒ開關(guān)的單天線配置方案，具體見參考文獻(xiàn)［４］。特別指出，對(duì)于所有的射頻電路設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)于２．４ＧＨｚ的高頻設(shè)計(jì)，電路板的布線是很重要的一部分，即便是一個(gè)很短的布線產(chǎn)生的一個(gè)很小的寄生阻抗（通常是誘導(dǎo)的），都會(huì)在其余的電路中被補(bǔ)償，從而對(duì)產(chǎn)品的性能造成影響。因此，最終射頻性能好壞除了電路本身，還與ＰＣＢ板布局、板疊層的厚度、微帶寬等諸多因素有關(guān)。２．３地磁檢測(cè)模塊地磁檢測(cè)器主要通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)的變化來(lái)判斷有無(wú)車輛通過(guò)。本設(shè)計(jì)采用Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ公司的微型低功耗數(shù)字三軸磁力計(jì)ＭＡＧ３１１０。它可以與三軸加速度計(jì)結(jié)合使用以產(chǎn)生準(zhǔn)確的羅盤航向信息。它具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ＩＩＣ串行接口和智能嵌入式功能。ＭＡＧ３１１０能測(cè)量磁場(chǎng)與輸出數(shù)據(jù)的速率高達(dá)８０Ｈｚ。這些數(shù)據(jù)的采樣間隔從１２ｍｓ到數(shù)秒。它

檢測(cè)器相連，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器數(shù)據(jù)的直觀顯示。寫入器模塊，也稱ＢＤＭ接口，模塊主要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的擦除與下載、應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)調(diào)試以及配置、修復(fù)ＭＣＵ內(nèi)部資源等功能。復(fù)位模塊，主要提供一個(gè)手動(dòng)按鈕和相關(guān)支撐電路，當(dāng)檢測(cè)器異常時(shí)，可以通過(guò)人工方式復(fù)位，使檢測(cè)器立即進(jìn)入到初始狀態(tài)，并且從用戶定義的存儲(chǔ)器地址開始執(zhí)行程序。上述其他功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)電路均可參照文獻(xiàn)［６］。３車輛檢測(cè)車輛的檢測(cè)數(shù)據(jù)源于部署在道路上的２個(gè)無(wú)線檢測(cè)器（ＤｅｔｅｃｔｏｒＮｏｄｅ，ＤＮ）組成。如圖３所示，每個(gè)檢測(cè)器分別由磁阻感應(yīng)器、微型處理器、識(shí)別軟件、無(wú)線通信系統(tǒng)、電源和外層保護(hù)盒組成。２個(gè)檢測(cè)器之間間隔距離記為Ｌｄ（取值可在４ｍ至８ｍ之間，如：間距５ｍ）。圖３安裝在道路上的新型車輛檢測(cè)器３．１閥值的選取通過(guò)設(shè)定特殊閾值，閾值（記為：ｑ）的選取直接影響檢測(cè)算法的準(zhǔn)確率，將有無(wú)車輛經(jīng)過(guò)的磁場(chǎng)分開，通常的做法是將閥值的選取為基準(zhǔn)值（記為：ｂ）的５％（實(shí)驗(yàn)取得的基準(zhǔn)值為１００），即ｑ＝ｂ×５％＝１００×０．０５＝１０５，即閥值ｑ選取值為１０５。３．２車輛通過(guò)判別由于實(shí)際應(yīng)用中的干擾因素很多，造成干擾的時(shí)長(zhǎng)、大小情況十分復(fù)雜，因此，僅依據(jù)磁場(chǎng)感應(yīng)值是否大于閾值ｑ判斷有無(wú)車輛通過(guò)并不可靠，這也是現(xiàn)有檢測(cè)器常誤判的因素之一。在本文的實(shí)驗(yàn)中，是采用閥值加干擾時(shí)長(zhǎng)判別法確認(rèn)是否有車輛經(jīng)過(guò)，具體做法是：先將車輛分類，，如表１所示。再由車長(zhǎng)記Ｌｃａｒ，車速記Ｖｃａｒ得出車輛經(jīng)過(guò)一個(gè)檢測(cè)器的時(shí)間Ｔｃａｒ?yàn)椋海裕悖幔颍健簦校校小簦蹋悖幔颍?

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