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基于磁阻传感器的车流量检测系统应用设计
来源:https://www.ssrt.com.cn | 作者:SSRT | 发布时间 :2025-05-08 | 120 次浏览: | 分享到:
本文介绍了基于磁阻传感器RM3100 RM2100的车流量检测系统,该系统将车辆引起的地磁扰动转为电压信号,通过无线通信模块与计算机相连,实现路口车流检测。系统采用多中间状态机算法,可精准判断车辆进出,避免误检。实验表明,该系统检测效果好、算法简单、成本低,适用于智能交通车辆检测。

随着中国光伏产业的快速发展,可以考虑采用太阳能为该系统供电。使用时将无线通信模块的数据输出端TxD接单片机的数据输入端RxD,模块的数据输入端RxD接单片机的数据输出端TxD.模块的SET端为设置参数状态端口,进入设置模式时,需先将此端口拉低,再给模块上电,此时绿灯长亮,进入设置模式。参数设置好后,平时正常工作时将该端口悬空即可。


 传感器置位/复位模块   

当磁阻传感器暴露于干扰磁场中,容易受到大磁场的干扰影响。当磁阻传感器的检测磁场超出±6Gs范围,传感器的输出将不再保持线性关系,其灵敏度也将随之降低,从而引起输出信号的衰变,将无法准确检测弱信号磁场。为避免这种情况出现,影响检测精度,将脉冲信号施加到RM3100/2100芯片自带的内集成置位/复位电流带,以恢复其原来的高灵敏度。   

本设计中MOSFET开关管选用增强型高压场效应管AO4606.由单片机定时器模块在每隔100ms的高电平后产生一个不小于2us脉宽的低电平时钟信号,从而切换MOS管的导通和截止,产生可控制置位/复位电流带的脉冲信号。

算法实现   

鉴于该系统要求传感器节点的检测数据能通过无线通信模块与上位机进行实时通讯,且单片机存储空间有限,车流量检测算法不能消耗单片机太多存储空间和计算时间。提出多中间状态机算法,该算法计算简单、精度高,并且能在单片机运行过程中得到实时结果。 多中间状态机包括5个状态:nocar、car、count0、count00以及count1.输入为u(k),中间状态为count0、count00,输出为car、nocar.   

首先,将磁阻传感器检测到的信号通过平均处理算法处理后得到f(k),再将f(k)转换为二值化信号u(k)作为状态机输入,并设定阀值T(k),当f(k)≥T(k)时,u(k)=1,当f(k)《T(k)时,u(k)=0.状态机中的有车计数器count1、干扰计数器count0和车辆离开计数器count00分别设置有一个计数器,并设定其阀值分别为N、M、M,当计数小于M时为干扰,大于M时表示车辆离开,此时为避免由于外界磁场环境变化或磁阻传感器温度变化引起输出信号漂移,

与单中间状态机算法相比,多中间状态机算法不仅可以判断车辆何时进入检测区,而且增加了判断车辆离开检测器的中间状态,能够更好地从时间序列中提取车辆信息,因此,能有效避免由于干扰造成的误判。

测试与结论   

本检测系统的实验结果是在道路现场进行实地测试得到的。根据检测点安放位置不同、传感器敏感轴的安置方向不同等多种情况分别进行测试,采集相应磁场信号变化信息,并进行分类对比与分析。