毕业设计--智能交通信号灯设计 - 图文(6)

毕业设计(论文)

相位或振幅变化的检测器，我们就能够获取被检测物体经过的模拟信号。我们工作是设计振荡电路，从而获取监测信号。

进行车辆检测的最为主要的元器件是和地感线圈联系在一起的车辆感应器。车辆感应器采纳的是优秀的锁相环技术。如果没有车辆经过地感线圈的上方时，一个中间点就会形成于车辆感应器和地感线圈的电感值之间，这时车辆感应器会持续地将一个低电平传送到单片机的CPU。详细的检测原理图如下图3-1所示

图3-1地感线圈检测车辆的基本原理

3.1.2.2采用地感线圈检测车流量的优点

1、它的使用方法和现场施工比较简单，车辆感应器只要求220V 的城市交流供电或者12V的直流供电；

2、它的检测准确度比较的高，这是因为检测的主要部件车辆感应器采用了非常先进的锁相环技术；

3、它进行检测时的灵敏度比较高，而通过查询资料可知，在具体的使用过程中，它的灵敏度可根据实际需要开始调理；

4、它使用的可靠性是比较高的，采用该方式进行检测基本上不受恶劣的天气状况等外界不可预知因素的影响；

5、它的安装成本低，与雷达检测、视频检测、声波检测、红外线检测等检测方式相比，采用线圈进行检测具有成本低廉的优势，对于需要大量安装的城市来说选取地感线圈进行检测非常的实惠。 3.1.2.3地感线圈的选型与埋设

当车辆通过地感线圈中磁感线密度较大的的部分时，磁通量的改变率也会逐步提高，因而会迸发出巨大的感应电动势，这也提高了车流量侦查的细致程度，我们应当选取合适的方法尽量提高检测的灵敏度。因此，在实际的安装过程中，咱们应该多思考使车辆经过时能够引发比较大的磁场变动的埋设方法。依照它的特点来说，我们可以从以下两个层面

10

毕业设计(论文)

上来思考这个成果，一方面尽最大努力使被监测物体可以经过线圈的角落等磁场密度非常密集的区域，另一方面尽最大努力提高经过磁场区域时车体所笼罩的磁场部分，如下图3-2所示，两条蓝色所包围的阴影部分代表的是实际的接触面积，也就是车辆覆盖在线圈上的有效面积，线圈形状不同，相对切割面积也不同。为此，咱们必须思考把线圈设计成菱形以增加汽车识别的准确率。

图3-2矩形线圈和菱形线圈的有效切割面积对比

为了使车辆检测器能够在最好的状态下进行工作，我们应当让系统的正常的电感量维持在100uH－300uH这个范围内。为了使线圈的电感能够保持在这一范围内，我们可以选择不同的周长与缠绕数。而线圈的缠绕数与线圈的缠绕周长又有着极其重要的关系，即地感线圈的总的缠绕的长度就应当越小，那么它的缠绕数目就应当越多，反之亦然。为了确定最终的埋设方法，我根据查询相关资料得知，一般可参照下表3-1： 表3-1线圈周长与线圈匝数的对应关系 线圈周长 线圈匝数 3米以下 无具体要求，根据实际情况选择 3--6米 5--6匝 6--10米 4--5匝 10--25米 3匝 25米以上 2匝 综上所述，为了能够发挥它的最大检测效果，我决定选取菱形线圈进行埋设安装，地感线圈的整个长度选择为6—10米，线圈缠绕数为4—5匝。但是在实际的路况可能不是想象中的那么的简单，比如道路下可能会有各种各样的管线、下水道盖等一些金属类的物体，这些都可能会是不小的隐患，它们都可能会对线圈的电感值产生巨大的影响，因而影响检测到的车流量数据。所以在实际的施工过程中，上面的表格中的数据仅仅作为参考而已。在具体的操作过程中间，施工人员必须采取能够测试线圈电感的仪器来实际测试线圈的电感值，从而来明确最终的缠绕圈数，只需确保最后的数值在正常的运行区域之内即可。

11

毕业设计(论文)

3.1.3地感线圈检测电路的设计

本论文所设计的地感线圈侦测电路，它采纳的是电容响应三点式LC振荡器错误！未找到引用源。。在实际的使用过程中，它的优点还是比较突出的。首先，振荡电路输出的振荡形状好，它的每分钟振荡的次数可以达到非常的多，只需缩小电容，就能增高每分钟地振荡次数。但是缺点还是不容忽视的，表现在：它的调理过程非常的不便利，因为调理电容1、电容2能够使振荡频率发生变化，但是这样做的话同时会造成正反馈量发生变化，干扰发生振动的条件，使最后的信号广度产生变动，最严重的话可以停止电路的振动。此外，和电容1、电容C并在一起的三极管的输入和输出电容是不坚定的，将造成振荡频率发生不可预料的变化。详细的进行侦测的电路的电路图如下图3-3所示：

图3-3地感线圈检测电路

在本论文的设计中，我们设定在没有车的情况下，地感线圈的电感量比较高，大致为100uH-150uH左右，而如果有车辆通过时，电感量会产生一定程度的减少，大致会变为60uH上下。于是，检测电路的输出波形的频率会发生明显的变化。从上述的振荡电路输出的波形是不规则的，因此，还必须要经过一个整形电路将波形变换为方波，这样做是为了便于单片机进行检测。我设计的对电压进行形状更改的电路由一个电压比较器组成。它的工作原理是：如果进来的电压高于同相端电压的出去的高电平，少于同相端电压时输出为低电平，则进行输出，这样做便完成了将正弦波信号变换为方波信号。经过整形电路输出的方波信号会被送入单片机的 CCP 口，单片机中的CCP口错误！未找到引用源。指的是单片机的脉宽捕捉模块，这一模块有三种工作模式可供选择，在这里，我们采纳的是它的输入捕捉的性能。

12

毕业设计(论文)

3.2信号转换部分

检测车流量的传感器输出信号为电信号，即所谓的模拟信号，而作为系统控制核心的单片机，它所接收的信号是数字信号。因此，为了在两者之间进行通信，我们必须考虑在这两者之间加上能够进行转换的装置，我们可以选用电压比较器。

经过模拟信号到脉冲信号的转换过程后得到的数据应该马上由输出端口传送给单片机进行进一步地处置，但是应当首先确认模拟信号到数字信号的转换是否已经完成，因为必须在保证转换结束后，才可以进行数据的传递。为了解决这个问题，可以采用定时传送方式、方式查询方式、中断方式三种方式进行。不论利用以上提到的哪种形式，万一保证了数据变换这个进程已经结束，即可采用具体的操作程序来进行数据的传送。

3.3控制系统硬件的组成

3.3.1单片机型号的选取

单片机错误！未找到引用源。（Single Chip Micro-computer , SCM）是单片微型计算机的简称，它的结构是集合在一起的微型电路芯片，它采纳的是非常大的范围的集成电路功能，单片机将具有强大的数据分析处理功能的中央处理器，简称为CPU；随机存储器，简称为RAM；只读存储器，又称为程序存储器，简称为ROM；多种输入或输出接口以及中断系统、定时器或者计数器等功能综合到一块芯片上而构成的一个虽然很小但却很强大的微型计算机系统，它虽然简单，但是在工业控制领域它足以满足工业生产过程中的各种控制要求，因而在工业管制范畴内被大量的采用。单片机的发展非常的迅速，它由最初的4位或者是8位的单片机，不断地进步到现在的速度超高的单片机。所有的单片机均具有高集成度、体积小、功耗较低、使用的可靠性高、使用起来非常的灵活方便、性能价格比高和开发研究非常地方便等特点，我们通过一定的学习，就可以充分地利用单片机可以较方便快捷地构成控制系统，实现我们想要的控制功能。

在现在流行的各种的单片机中，51系列单片机占据了大半江山， …… 此处隐藏：2804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……