基于感应线圈的道路车辆识别方法 毕业设计

1、摘 要近年来, 随着我国经济建设的高速发展，机动车辆拥有量也在急剧增长，交通流量日益增大，了解路况交通实时信息让司机选择道路通畅的路段是解决道路拥堵问题的一个重要手段。因此，研究开发适合我国交通现状和具有稳定性好的检测设备变得尤为重要。本文研究和提出了一种基于感应线圈的道路车辆识别方法，该方法利用感应线圈车辆检测器对车辆的电磁感应特性进行数据采集，通过对振荡器的频率计数获得通行车辆的信息（车流量包括车速及通过车辆的个数），再将数据传输到总控制器。信号产生电路采用LC电容三点式振荡电路，此电路主要用来产生正弦信号，适用于几十千赫至几百千赫的频率范围内，由于51系列单片机测频范围有限，本系统选用分

2、频器HCF4040对振荡电路频率分频后再进行测量。 此外，本文的另外一个重点是实测数据的分析。本文以大量实测数据为依据，分析了车辆通过线圈上方时，车辆检测器中LC振荡电路频率的变化情况，找出了车辆通过时振荡频率变化的最佳阈值，并且实地验证了结果的可行性。基于LC振荡电路与51系列单片机组成的环形线圈检测器，不仅经济，还能够保证系统的检测精度和抗干扰性，为进一步应用于实际打下了坚实的基础。关键词：环形线圈传感器；LC振荡电路；51单片机；数码显示AbstractIn recent years，the quantity of vehicles and the traffic flow increa

3、se rapidly with the development of China economy. So it is important for the drivers to know the real-time information of the traffic system. Therefore，it is also very important to research a stable equipment which can detect the traffic situation.This paper provides a device of vehicle and its velo

4、city detection based on an induction loop sensor，The device collects the data of electromagnetic induction characteristics with the inductive loop sensor. This device can obtain the information of vehicles by measuring the frequency of the oscillator circuit，then transmits the data to the total cont

5、rolling center.The signal circuit of the device adopts LC oscillator circuit，and this oscillator circuit is mainly used to produce sinusoidal signal，and the frequency of the sinusoidal signal is between scores of kHz to hundreds of kHz. Because of the frequency-measurement limit of the MCU, the syst

6、em selects the frequency divider HCF4040 in order to easily measure the frequency.Furthermore, another emphasis of this paper is the practical measurement analysis. This paper is based on much practical data，and analyzes the frequency change of the vehicle detector when vehicles traveling through th

7、e loop. This paper also identifies the optimal threshold of frequency changing when the vehicles passes and verify the theoretical feasibility.The inductive loop vehicle detector which is based on LC oscillator circuit and MCU, is economic, accurate and stable. It laid a solid foundation for further

8、 practical application.Keywords：Circular coil sensor；LC oscillator circuit；51 Series MCU；Digital display;目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc265486202 第1章 序言 PAGEREF _Toc265486202 h 1 HYPERLINK l _Toc265486203 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc265486203 h 1 HYPERLINK l _Toc265486204 1.2 课题研究的目的和意义 PAGEREF _Toc26

9、5486204 h 2 HYPERLINK l _Toc265486205 1.3 课题研究的发展趋势 PAGEREF _Toc265486205 h 2 HYPERLINK l _Toc265486206 1.4 本文主要研究内容 PAGEREF _Toc265486206 h 3 HYPERLINK l _Toc265486207 第2章 系统总体设计 PAGEREF _Toc265486207 h 4 HYPERLINK l _Toc265486208 2.1 车辆检测原理 PAGEREF _Toc265486208 h 4 HYPERLINK l _Toc265486209 系统硬件框

10、图 PAGEREF _Toc265486209 h 6 HYPERLINK l _Toc265486210 双线圈车速检测 PAGEREF _Toc265486210 h 6 HYPERLINK l _Toc265486211 第3章 硬件设计 PAGEREF _Toc265486211 h 8 HYPERLINK l _Toc265486212 3.1 LC振荡电路设计 PAGEREF _Toc265486212 h 8 HYPERLINK l _Toc265486213 3.1.1 工作原理 PAGEREF _Toc265486213 h 9 HYPERLINK l _Toc2654862

11、14 3.1.2 振荡频率和起振条件 PAGEREF _Toc265486214 h 9 HYPERLINK l _Toc265486215 3.2 检测线圈设计 PAGEREF _Toc265486215 h 10 HYPERLINK l _Toc265486216 3.3 电阻参数计算 PAGEREF _Toc265486216 h 10 HYPERLINK l _Toc265486217 3.4 波形变换电路 PAGEREF _Toc265486217 h 11 HYPERLINK l _Toc265486218 3.5 分频电路设计 PAGEREF _Toc265486218 h 11

12、 HYPERLINK l _Toc265486219 测频电路及显示电路设计 PAGEREF _Toc265486219 h 12 HYPERLINK l _Toc265486220 3.7 485总线接口电路 PAGEREF _Toc265486220 h 12 HYPERLINK l _Toc265486221 第4章 系统软件设计 PAGEREF _Toc265486221 h 15 HYPERLINK l _Toc265486222 4.1 系统软件总体框图 PAGEREF _Toc265486222 h 15 HYPERLINK l _Toc265486223 4.2 频率测量 PA

13、GEREF _Toc265486223 h 15 HYPERLINK l _Toc265486224 4.3 车流量检测 PAGEREF _Toc265486224 h 16 HYPERLINK l _Toc265486225 4.4 车辆速度的测量 PAGEREF _Toc265486225 h 17 HYPERLINK l _Toc265486226 4.5 显示电路软件设计 PAGEREF _Toc265486226 h 19 HYPERLINK l _Toc265486227 4.6 485通信软件流程 PAGEREF _Toc265486227 h 19 HYPERLINK l _T

14、oc265486228 第5章 试验结果分析 PAGEREF _Toc265486228 h 21 HYPERLINK l _Toc265486229 第6章 总结和展望 PAGEREF _Toc265486229 h 25 HYPERLINK l _Toc265486230 6.1 全文总结 PAGEREF _Toc265486230 h 25 HYPERLINK l _Toc265486231 6.2 展望 PAGEREF _Toc265486231 h 25 HYPERLINK l _Toc265486232 6.3 经济效益 PAGEREF _Toc265486232 h 26 HYP

15、ERLINK l _Toc265486233 致 谢 PAGEREF _Toc265486233 h 27 HYPERLINK l _Toc265486234 参考文献 PAGEREF _Toc265486234 h 28 HYPERLINK l _Toc265486235 附录 元件清单 PAGEREF _Toc265486235 h 31 HYPERLINK l _Toc265486236 附录 总电路图 PAGEREF _Toc265486236 h 33 HYPERLINK l _Toc265486237 附录 程序清单 PAGEREF _Toc265486237 h 34 第1章 序

16、言近年来，随着我国经济的高速发展和汽车数量的增多，城市交通堵塞问题越来越严重。为了解决我国城市的交通问题，改善交通系统的性能，一方面，人们需要不断修建新道路；另一方面，人们开始利用现代科技手段科学合理地组织交通，最大限度的挖掘现有交通设施的潜力，以进一步提高道路通行能力。经过长期和广泛的研究，智能交通系统(ITS)成为公认的解决交通问题的最有效手段。1.1 课题背景在这个科学技术和世界经济飞速发展的时代，交通系统的空前发展是必然的，也是经济继续持续发展的基础。交通运输在经济和社会发展中起着举足轻重的作用，随着交通需求急剧增长，交通运输所带来的交通拥堵，交通事故等负面效应也日益突出，交通问题逐渐

17、成为经济和社会发展中的全球性共同问题。因此为解决交通拥挤阻塞，交通事故频发，交通污染严重，能源短缺等世界性问题，本世纪80年代末90年代初出现了智能交通系统ITS(Intelligent Transport System)，许多发达国家和发展中国家相继提出各自的发展战略，并试图通过发展ITS带动本国基于车辆、通讯、电子、计算机以及网络等高新技术的经济大发展。ITS通过对有关交通信息的实时采集、传输和处理，并借助多种手段和设备，把握当前交通运行状况和预测未来的交通状况，对各种交通情况进行处理，通过有力的信息交流手段，使用户迅速获知交通信息，从而有效地提高了交通效率和安全，并使交通设施得到充分利用

18、，实现交通运输的集约式发展。它是在较完善的道路设施基础上，将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成运用于交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统。它是充分发挥现有交通基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤的有力措施。车辆检测属于交通信息采集系统是高速公路和城市道路监控系统中不可缺少的基本组成部分，交通信息采集系统技术水平的高低直接影响到高速公路和城市道路监控系统的整体运行和管理水平。近10年来，微电子技术的革命和近年来智能车路系统(IVHS-Intelligent Vehicle Highway Systems)的飞速发展

19、已经大大改变了交通控制技术的性质。今天，像基于微处理器的信号控制设备，大范围的车辆检测器，光纤通信的网络，强有力的计算机及用于工程模块化的人工智能工具等都成为交通工程师实用且强有力的工具，可满足智能车辆系统中不断增加的实时控制的要求。1.2 课题研究的目的和意义车辆检测器的种类很多，根据其检测原理的不同，可分为超声波检测器、激光检测器、雷达检测器、视频检测器、环形线圈检测器等。各式车辆检测器中，以环形线圈车辆检测器使用最广、历史最久，也被认为是价格低廉，准确度高，且积累了较多的经验，虽然环形线圈检测器有其安装不方便的缺憾，但是，由于它具有检测参数精度高、适用性强、可靠性高、漏检率低、使用寿命长

20、、性能价格比合适等诸多优点，这种检测器仍然是目前用于高速公路控制系统最为广泛、效果也较好的一种车辆交通信息检测设备。1.3 课题研究的发展趋势近年来，随着高速公路和城市交通监控系统的发展需要，车辆检测器已得到了广泛的应用，同时车辆检测技术也随着传感器技术，通信技术，计算机和人工智能等技术的发展而得到了迅速提高。现今的交通流检测设备己经逐步由原来的埋设型转向了非埋设型，由单一类型向多种组合类型发展。就安装条件来说，有龙门架、天桥的地段可以使用超声波、微波等设备；在己经有视频监控光纤传输的路段，可增加检测专用摄像头实施视频检测；在其余路段可以使用微波侧挂设备。就需求来说，超速抓拍可以使用线圈和微波

21、系统；公交车专用道以及某些车型车辆禁行路段的违章检测可以使用超声波检测设备；对车型分辨要求较高(如需分辨客货车等)，以及在拥堵情况下对流量检测精度要求较高的交通流检测可以使用超声波检测设备；需要配以直观图像时，可以选择视频检测设备。由于现今的任何一种检测器都不能完全达到交通监控的全部要求，他们各自的优缺点都十分明显。所以当今的趋势是一个功能完备的监测系统必须是由多种检测设备配合使用，相互取长补短。如北京四环路的交通流检测，就采用了视频、微波、超声波等多种检测器组成了完整的检测系统。早在60年代末，70年代初国外的科学家就对车辆的自动识别进行了研究，由于受到当时技术发展的影响，曾采用彩色条形码、

22、磁感应、摄像、照相、声表面波等技术来实现车辆的自动识别，但都因现场的具体应用环境复杂，始终没有解决系统识别精度不高，抗干扰性能差这一技术难题，因此没有得到广泛使用。进入80年代，随着计算机技术和微波技术的迅猛发展，国外许多公司都在致力于采用微波反射调制技术来实现车辆自动识别的研究由于此项技术具有较高的抗干扰性能和较高的识别精度因而得到了广泛的使用。综上所述，各种交通信息采集系统的配合运用，以及光纤通信技术、计算机信息处理系统和人工智能技术的应用，必将使交通控制系统向大范围、全方位、智能化和实时控制方向发展。1.4 本文主要研究内容本文研究内容是利用环形线圈作为道路交通检测的传感器，设计一种用于

23、车流量计数、车速等参数检测的环形线圈道路交通检测系统。它采用双线圈检测技术，与单线圈检测器相比在车速的测量上精度更高。在硬件设计上我们利用电容三点式LC振荡电路产生波形信号，采用分频器HCF4040对波形分频，最后选用AT89S52单片机作为主控制芯片，将数据上传到总控制器。最后根据系统功能需求，完成各个部分的软硬件设计。第2章 系统总体设计环形线圈检测器是在同一车道的道路上埋设一组感应线圈。检测器则是由检测单元同环形线圈组成一个调谐电路，此电路的电感主要决定于环形线圈，与检测器的振荡回路一起形成LC谐振回路，当谐振回路中有电流通过环形线圈时，在其周围形成一个电磁场，当车辆行至线圈上方时，车体

24、底盘产生自成回路的感应电涡流，涡流损耗环形线圈产生的电磁能，使环形线圈的电感量减少，振荡频率发生变化。只要检测到此频率的变化，就可以检测到车辆的通过信息，并完成车流量及车速的统计。系统原理框图如图2.1所示。 系统原理框图2.1 车辆检测原理当车辆经过环形线圈上方时，涡流效应会使环形线圈的电感量发生变化，即车辆接近环形线圈时，电感量减小，在整个车辆通过的过程中，频率将变化，当车辆离开线圈后，电感恢复到没有车辆时的数值。环形线圈与车辆的等效电路如下图所示。 感应线圈等效电路图设环形检测线圈参数为：线圈电感，决定于线圈几何尺寸及匝数；线圈电阻；线圈阻抗，；车辆涡流回路中的等效电阻；车辆涡流回路中的

25、等效电感；互感系数，取决于线圈与车辆靠近程度。根据基尔霍夫定律，存在如下关系: （2.1） （2.2）由式（2.1）、（2.2）可得 （2.3） （2.4）由（2.3）可得电感线圈总阻抗为 （2.5）可知此时线圈的等效电感： （2.6）由上式（2.6）可见电路参数为的函数，电路振荡频率取决于环形线圈的等效电感和电容，即，当为常数，电路中振荡频率取决于线圈等效电感。当线圈磁场内无车辆存在时，有 =0，=，：当车辆靠近线圈时，将变大，变小，变大；反之，当车辆远离线圈时，将变小，变大，变小；因此，利用此变化规律，即可检测车辆个数。由于本设计应用两个环形线圈，只要两线圈之间的距离固定，检测车辆通过线圈

26、1与线圈2之间的时间，即可计算出车辆的通过速度。 系统硬件原理框图本频率采集模块的工作原理如下：利用经典的LC振荡电路产生正弦信号，利用三极管对正弦波进行波形转换，使其输出方波信号，由于产生的频率很大，所以必须通过分频器将其频率变小，利用单片机对输出频率较低的频率信号进行测量。数据结果通过485总线将数据传送到总控制端，然后再由总控制端将信息传送给各个司机，使各个司机能够了解各个路口的道路车辆通行情况。传统的环形线圈检测器为了准确测量车速，通常要在车流方向埋设两个性能相同的环形线圈，线圈中心距为35米。当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给

27、车辆检测器，由此进行频率采集和分析，并利用车辆通过两个线圈的时间差来计算车速。双线圈检测的原理图如图所示。 双线圈检测示意图当车辆通过两个相邻的环形线圈时，车辆检测器可以分别获得两个时刻和，再由两相邻线圈的实际距离，就可以检测到车辆通过的速度值： ()第3章 硬件设计硬件设计主要包括LC振荡电路、波形变换电路及分频电路，利用这些电路完成车辆信号的采集工作，单片机系统对此信号进行分析处理，得出车辆计数结果与车辆平均通行速度，然后将数据结果经由485现场总线传向总控制端。车流量采集系统硬件框图如图3.1所示。 系统硬件原理框图 LC振荡电路设计在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路，就其波形来说

28、，有正弦波或非正弦波两种形式。环形线圈车检器的振荡电路模块实际上也就是正弦波信号的产生电路，正弦信号产生电路主要有两种：RC振荡电路以及LC振荡电路。后一种振荡电路主要用来产生高频正弦信号，适用于几十千赫至几百兆赫的频率范围，因而在车辆检测器中得到应用。本设计选用电容三点式LC振荡电路基本形式，。 振荡电路图.1 工作原理根据正弦波振荡电路的判断方法，由图3.2所示，电路中包含了放大电路、选频网络、反馈网络和非线性元件（晶体管）四个组成部分，而且放大电路能够工作在放大状态下。分析过程：首先断开反馈网络，加频率为输入电压，给定其极性，判断出从上所获得的反馈电压的极性与输入电压相同，故电路满足正弦

29、波振荡的相位条件，各点瞬时极性如图中所标注。只要电路参数选择得当，电路就可满足幅值条件，而产生正弦波振荡。.2 振荡频率和起振条件当由、和所构成的选频网络的品质因数远大于1时，振荡频率为： （3.1）设和的电流分别为和，则反馈系数 （3.2）电压放大倍数 （3.3）在空载情况下，由上式（3.3）中集电极等效负载 （3.4）根据 ，利用式（3.3）和（3.4），可得起振条件为 （3.5）若增大，则一方面反馈系数数值随之增大，有利于电路起振；另一方面，它又使减小，从而造成电压放大倍数数值减小，不利于电路起振。因此，既不能太大，又不能太小，具体数值应通过实验来最终确定。3.2 检测线圈设计 线圈实物

30、图本设计中线圈匝数为10，直径为8cm，电感量为30。3.3 电阻参数计算的683J独石电容，三极管为9013 NPN型三极管，放大倍数为185。由式（3.1）可计算得到： （3.6）反馈系数： （3.7）现假设的电阻为200，为1k；由于当时，获得最大不失真输出电压。此时，则，所以3.8/1.2，所以设定。3.4 波形变换电路 正弦波转换为方波电路由图3.4所示，由于当，且时，进入截止区的条件，由于输出电压与上电压的变化相位相反，从而导致波形产生顶部失真；当，时，输出波形产生底部失真。因此电路输出为方波。3.5 分频电路设计HCF4040是12位二进制串行计数器，所有计数器位为主从触发器。计

31、数器在时钟下降沿进行计数，RESET为高电平时，对计数器进行清零。由于在时钟输入端使用斯密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限制。所有输入和输出均经过缓冲。HCF4040功能表如表所示。 HCF4040功能表管脚特点功能9,7,5,4,6,13, 12,14,15,1,2,3，Q1 to Q1212个分频输出11RESET复位输出10输入脉冲8VSS负电源16VDD正电源测频电路及显示电路设计测量电路由单片机外部中断引脚INT1、INT0来完成；显示电路由八个数码管显示，前四位显示车流量，后四位显示车辆速度。测频电路及显示电路如图3.5所示。 测频电路及显示电路3.7 485总线接口电路与传统的

32、RS-232协议相比，其在通信速率、传输距离、多机通信等方面，均有了非常大的提高，已经足以满足多数工业通信的需要，因此得到了十分广泛的应用。MAX485是一款低功耗RS-485/RS-422标准接口电路。包含一个驱动器和一个接收器。MAX485的驱动器摆率不受限制，可以实现最高2.5Mbps的无差错数据传输。收发器空载或满载状态下吸收电流仅为120-500uA之间，收发器在5V电源下工作。MAX485是通过两个引脚RE（2脚）和DE（3脚）来控制数据的输入和输出。当RE为低电平时，MAX485数据输入有效；当DE为高电平时，MAX485数据输出有效。在半双工使用中，通常可以将这两个脚直接相连，

33、然后由PC或者单片机输出的高低电平就可以让MAX485在接收和发送状态之间转换了。 MAX485引脚说明管脚名称功 能1RO接收器输出，若AB 200mV，则RO为高电平；若A 20，即可判断有车辆通过。车流量检测流程图。 车流量检测的流程图4.4 车辆速度的测量车体切割磁通线，在车体内将产生涡流，涡流对环形线圈的磁场有去磁作用，从而使环形线圈的电感量减少，进而改变LC振荡电路的谐振频率。检测电路通过检测振荡电路频率值的变化，即可判断车辆通过状况，通过软件设计，利用定时器对车辆通过两线圈的时间计时，计算车辆速度。t1t0t1t0线圈1线圈2线圈1线圈2 L1L0L1L0 测量车辆速度和长度原理

34、图测量出车辆从进入线圈1到进入线圈2的时间间隔t0，进入线圈2到离开线圈2的时间间隔t1，在已知线圈的宽度为L0，线圈间距为L1的情况下，则车速为: （）现设定两个线圈之间的距离为1m，则只需测得车辆经过两线圈之间的时间即可，本设计利用定时器0计时。当车辆经过线圈1时，打开定时器0，开始计时，当车辆经过线圈2时，关闭定时器0，该定时器的初值也同时设为50ms计时，当有一次溢出中断时，参数A加1，当测时结束时，时间等于： T=TL0+256*TH0+50*A（） （）则车辆速度为： V=1(m)/T() （）。 车辆速度计算流程图4.5 显示电路软件设计本设计利用2个4位数码管进行显示输出，前四

35、位显示车辆的速度，后四位显示经过的车辆数，数码管使用三极管驱动，单片机P1口接入数码管的段选a-g，P2口接入数码管的位选端；。 显示电路流程图4.6 485通信软件流程本设计中，由于单片机的T1和T0都已经被使用，所以使用T2作为单片机的波特率发生器；同时由于T2的有效脉冲是每个机器周期1次，所以使用T2可以获得更高的可控通信波特率，而且误差很小，波特率设定为9600bit/s。 T2作为波特率发生器时，串行口可以工作在工作模式1、3下，设置方式如下。1）初始化串行口2）设置TCLK=1和RCLK=1。3）设置C/ =0。4）设置RCAP2H和RCAP2L初始值。5）启动T2485通信。 4

36、85通信流程图第5章 试验结果分析硬件实物如图5.1，由图可见总体电路包括一个单片机，两个振荡电路，两个分频电路，两个感应线圈，两个四位共阳数码管，以及一些电阻，电容等，两线圈之间的固定距离为1m。 总体实物图系统调试结束后，开始测试功能，如下图5.3所示，拿小铝盒视为车辆的底盘（即是导体），右手拿着铝盒，左手拿着秒表，右手拿着铝盒在线圈1经过，同时左手开始计时，此时数码管后四位加1，即显示通过车辆数为1。 铝盒经过线圈1时现象。 铝盒经过线圈2时的现象。 铝盒经过线圈1和线圈2之间的时间因为S=1m，测得T=6.38s，则V=1/6.38=0.156m/s，而实际测量为0.15m/s，结果比

37、较准确，由于右手通过线圈1和左手计时之间一定会存在误差，并且通过线圈2和停止计时还存在一些误差，所以存在误差是必然的。经过15次测试，测量出导体通过两线圈的时间，并且计算速度， 将所得中。表5.1 测试结果车辆（个数）距离（m）时间（s）速度（m/s）112131415161718191101111121131141151根据表5.1得出环形线圈之间距离的。图5.5 测量值与实际值的关系通过上图可以看出测量值与实际值的误差。1误差存在的原因：在测量中，在右手通过线圈1和左手计时期间必然不会正好同步，所以一定会存在计时误差，同理，在通过线圈2和停止计时期间，也会存在同样的误差。2在测量时遇到的问

38、题：在测量时，有时会出现误检或漏检的问题，但是概率很小，能够达到任务书中的要求，由于感应频率与线圈的磁感应强度有关，不同的导体经过线圈，涡流效应使感应线圈电感量变化差异很大，致使有时出现误检和漏检现象。第6章 总结和展望6.1 全文总结车流量检测是综合应用先进的信息、通信、网络、自动控制、交通工程等技术，改善交通运输系统的运行情况，提高运输效率和安全性，减少交通事故，降低环境污染，从而建立一个智能化的、安全、便捷、高效、舒适、环保的综合运输体系。智能交通系统利用先进的科学技术在道路、车辆和驾驶人之间建立起智能的关系。是未来道路交通管理发展的方向。本文着眼于系统中最基本的组成单元环形线圈车辆检测

39、器展开研究。本论文以研究现有车辆检测系统车辆的个数以及车辆速度作为根本出发点，在实际的研究过程中，进行了理论分析和实际测试，对车流量监测技术进行了深入系统的分析与研究，研究结论主要有以下几个方面：（1）论文提出了基于双线圈的车辆检测系统的功能需求分析、硬件及软件设计框架，论文在分析环形线圈的基本组成及其检测原理的基础上，确定了该系统的工作原理，提出了线圈车辆检测系统的设计需求，在硬件设计的基础上，根据线圈检测器程序设计的需求分析，确定了车辆检测程序的各输入输出数据类型、格式、数值范围、精度等；（2）本论文研究了一种根据线圈频率变化来检测车速的方法。并且运用HCF4040分频器对频率进行分频，不

40、仅以便于测量，并且能够达到标准。本文深入研究车辆通过线圈时，频率的变化规律，通过试验与调试，得到了能够符合检测要求的频率范围，以及一些参数的设定。本文设计的基于双线圈的车辆识别系统克服了外界天气的影响，大大提高了识别率，并且系统结构简单。6.2 展望尽管论文在基于双线圈的车流辆检测取得了一些研究成果，但是鉴于研究内容涉及面广、难度高，以及作者自身水平和精力的限制，研究工作还需要在以下方面继续完善和探索：（1）该系统只是一个试验的小系统，并没有在实际道路上进行测量，只是在理论上有了一定的分析，在小系统上能够完成任务，若想用到实际中，还需要进一步的考虑实际的一些问题，在经济和实用方面应该考虑的更多

41、一些，所以下一步工作重点应该是放到实际中，检测在实际检测中是否能够达到标准，达到要求。（2）由于导体与检测线圈距离不同所产生的涡流效应也不同，进而使得频率变化范围也很大，又因为车辆底盘结构不均，检测也会产生一些意想不到的问题，大大降低了车辆的识别率，以及速度的测量，影响了系统实际应用前景。由于本人知识面、经验及能力等方面有所不足，错误和不当之处在所难免，恳请各位老师指正。6.3 经济效益本设计单片机使用51单片机，价格经济实惠，并且完全能够达到任务要求，与ARM板相比，虽然并没有ARM那样精准，但是51单片机足以完成相应的功能，本设计中应用三个定时器，两个用于定时作用，另外一个定时器T2用于通

42、信，本设计中充分使用了定时器，完全符合经济原则。致 谢本论文是在指导教师于春和副教授的悉心指导下完成的，在此十分感谢于老师在本次毕业设计中给我的那么多的帮助，在于老师的悉心教导下，我学到了很多的知识，那是从书本上无法学到的，无论是技术层面上的问题，还有做人的道理，我都受益匪浅。在此，我还必须感谢我的父母，如果没有他们，我就不可能走进这个世界，更不用提走入大学，感谢他们对我20多年无微不至的照顾，谢谢他们。都说人多力量大，毕业设计中，必然少不了同学之间的互帮互助，我的毕业设计也必须少不了朋友的帮助，谢谢那些帮助我的所有人，谢谢你们，在你们的帮助下，我发现我学会了很多，不仅在知识上，还有为人处事，

43、应变能力等等，衷心的感谢你们。参考文献1 周宇辉. 走进智能交通系统J商用汽车20032 阳红. 发展我国智能交通系统之我见J现代电子技术20033 TMartin，Yuq iFeng，Xiaodong WangDetector TechnologyEvaluationJUniversity of Utah Traffic LabNovember 20034 蔡文沁. 我国智能交通系统发展的战略构想J交通运输系统工程与信息20035 姜紫峰, 谭光丽车辆检测器的进展J公路交通科技1996 6 李志恒, 王振群单线圈模式下交通参数估计研究J交通运输系统工程与信息20037 宋燕铭. 高速公路不停

44、车收费系统的发展前景与解决方案J 湖南交通科技20008 杨兆升, 杨志宏, 赵丹华. 高速公路收费系统的车型自动分类J吉林大学学报20029 宫兴斌, 姚丹亚. 基于单线圈输出量的速度估计算法综述J计算机工程与应用200510 黄中祥, 贺国光. 不停车收费系统研究动态与发展趋势J国外公路1996 11 贺曙新. 车辆动态称重技术的历史、现状与展望J中外公路200412 PGMichalopoulosVehicle detection video throughimage-processingJThe Auto scope systemIEEE TransVehicularTechnolog

45、y，Vol13 尹湘源, 伟铭, 管丽萍. 自动车型分类(AVC)系统的研究J广西交通科技14 耿彦峰, 马钺. 基于模糊模式识别的车型分类研究J计算机工程2002 15 刘智勇. 智能交通控制理论及其应用M科学出版社200316 李诚. 环形线圈车辆传感器的研究J西安公路交通大学学报199517 柴磊. 基于感应式车辆检测技术的交通自适应控制研究D浙江大学，硕士学位论文 18 杜成涛. 智能交通系统高速公路车辆交通信息检测系统的研究D江南大学硕士学位论文 19 赵祥模，靳引利，张洋高速公路监控系统的理论及应用M电子工业出版社200320 Athol PInterdependence of C

46、ertain Operational Characteristics within a Moving Traffic StreamJHighway Research Record196521 Dailey D Ham，P Lin po_jungITS DATA FUSIONRFinal ResearchReport，Research Project T9903，Task 9 ATIS/ATMS Regional IVHSDemonstration22 Pushkar A，Hall F，Acha_Daza JEstimation of speeds from single loop freewa

47、y flow and occupancy data using cusp catastrophe theory modelJTransportation Research Record，Washington，D C199423 Wang Y，Nihan NFreeway Traffic Speed Estimation Using Single Loop OutputsJIn：paper presented at the 79th Annual Meeting on the Transportation Research Board，Washington，DC，200024 Zhangfeng

48、 Jia，Chao Chen，Ben Coifman et alThe PeMS algorithms for accurate，real_time estimates of g_factors and speeds from single loop detectorsCIn：ITS proceedings25 Dailey DA statistical algorithm for estimating speed from sing loop volume and occupancy measurementsJTransp Res，1999 26 Jaimyoung kwon，Pravin

49、Varaiya，Alexander SkabardonisEstimation of truck Traffic Volume from single loop detector using lane_to_lane speed correlationJTransportation Research Board，Washington，DC，200327 Coifman Bmproved Velocity Estimation Using single loop detectorsJTransportation Research：Part A 35，Elservier Science，Londo

50、n，2001 28 Carlos Sun，Stephen G Ritchie，Kevin Tsai et alUse of vehicle signature analysis and lexicographic optimization for vehicle reidentification on freewaysJTransportation Research Part C，199929 Wang Y，Nihan N LA Robust Method of Filtering single loop data for Improved Speed EstimationCin：CD_Rom

51、 for the 81st Annual Meeting of TRB，paper 02-3843，TRB，National Research Council，Washington，DC，200230 Benjamin CoifmanEstimating Median Velocity Instead of Mean velocity at single loop detectorsJTransportation Research-c，200131 朱海涛. 一种基于感应线圈的车型识别系统D西南交通大学硕士论文200332 Traffic Monitoring GuideFederal Hig

52、hway AdministrationRUSDepartment of Transportation，June，198533 黄文梅. 系统分析与仿真：MATLAB语言及应用M国防科技大学出版社199934 杨胜天, 李轶MATLAB仿真应用详解M人民邮电出版社2001 附录 元件清单序号编号名称型号数量1C1、C2、C5、C6电容42C3、C4、C8、C7电容43C11、C10电容30PF24C9电容20uF15R1、R7电阻6R5、R11、R25、R24、R23、R26、R29、R28、R27、R19、R18、R21、R20、R15、R14、R17、R16、R22、R13、R9、R3电阻1k197R2、R8电阻28R6、R12电阻2k29R4、R10电阻200210R30电阻120111R31电阻10k112Q9、Q10、Q6、Q12、Q7、Q5、Q11、Q8三极管9012813Q1、Q2、Q3、Q4三极管9013414U1单片机AT89S52115U2、U3分频器HCF4040216U4MAX485MAX485117DS1、DS2数码管四位共阳数码管218L1、L2线圈10匝219J1晶振12M1附录 总