可變計(jì)數(shù)門限車檢器設(shè)計(jì)方案

隨著道路行車速度的提升及行車數(shù)量的劇增，要求車檢器必須具有快速的響應(yīng)時(shí)間、準(zhǔn)確的判斷能力和穩(wěn)定的工作狀態(tài)。車檢器檢測技術(shù)主要有：視頻［1］、環(huán)形線圈［2］、數(shù)字微波［2］、激光和紅外線等。雖然檢測技術(shù)種類多，但也存在許多不足：一方面是抗干擾能力較差，產(chǎn)品成本也比較高；另一方面則是檢測響應(yīng)時(shí)間較長，難以及時(shí)準(zhǔn)確地檢測到高速通過的車輛。
　　針對常規(guī)公路的道路環(huán)境及車輛通行情況，本文介紹的車檢器采用的是環(huán)形線圈檢測技術(shù)。該技術(shù)原理簡單、實(shí)現(xiàn)成本低、工作穩(wěn)定可靠。在信號(hào)分析處理方面，采用了性能穩(wěn)定的ATmega16A單片機(jī)［3］。車輛檢測信號(hào)直接由單片機(jī)綜合分析處理，每個(gè)通道檢測響應(yīng)時(shí)間控制在2.5 ms內(nèi)完成，檢測結(jié)果通過車檢器前面板上的指示燈指示，并且采用RS485總線向上位機(jī)或其他監(jiān)控設(shè)備發(fā)送檢測結(jié)果數(shù)據(jù)包。
　　1 系統(tǒng)工作原理
　　1.1 環(huán)形線圈檢測原理
　　埋在路面下的環(huán)形線圈通過饋線連接到車檢器上，與車檢器上的電容及三極管等器件構(gòu)成LC諧振電路，所產(chǎn)生的正弦波振蕩信號(hào)整理成方波信號(hào)后送到單片機(jī)。在無車輛通過時(shí)，可認(rèn)為由環(huán)形線圈所形成的電感值是穩(wěn)定不變的，因此LC諧振電路的諧振頻率也不變，單片機(jī)將接收到固定頻率的方波，記為F1。在有行車通過埋地環(huán)形線圈時(shí)，由于機(jī)動(dòng)車是一個(gè)大金屬體，埋地線圈產(chǎn)生的電感量將發(fā)生變化，使得LC諧振電路的頻率也隨之變化，單片機(jī)接收到的方波頻率記為F1+ΔF；而當(dāng)機(jī)動(dòng)車離開埋地線圈后，LC諧振頻率將恢復(fù)為F1，從而實(shí)現(xiàn)了將車輛通過的有無，轉(zhuǎn)換為發(fā)送到單片機(jī)的方波頻率的變化。
　　1.2 可變計(jì)數(shù)門限工作原理
　　對于采用固定門限的計(jì)數(shù)方式［4］，是給主計(jì)數(shù)器一個(gè)固定時(shí)長的計(jì)數(shù)時(shí)間，以檢測信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，如圖1所示。