基于电流信号的地感线圈测速仪检定装置的设计与开发

发布时间：2017-08-21 03:10

  本文关键词：基于电流信号的地感线圈测速仪检定装置的设计与开发

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【摘要】：为确保交通道路上各类车辆安全行驶,交通部门采用智能测速系统限制车辆的行驶速度,智能测速系统由摄像机抓拍系统、测速器、服务器等组成。测速器使用最广泛的是地感线圈测速仪,根据机动车超速自动监控系统的检定规程,采用现场检定或者模拟信号检定方法对地感线圈测速仪进行检定。本文提出了电流信号的模拟检定方法来设计开发地感线圈测速仪检定装置,电流信号的模拟检定方式如下:采用自己制作的模拟线圈,把模拟线圈放在地感线圈的内部,检定装置给模拟线圈中提供电流信号。由电磁场理论可知,模拟线圈会产生一个新磁场,这个新磁场会改变原地感线圈产生的磁场,地感线圈测速仪检测到原磁场发生变化时,会把该变化作为车辆经过地感线圈的信号并作相应的处理测出车辆的行驶速度,通过与市面上广泛使用的标准装置对比,实现地感线圈测速仪的检定。本文设计开发的地感线圈测速仪检定装置的创新点如下:(1)检定装置提供的电流信号是可改变的,可以模拟出不同类型的车辆。(2)地感线圈测速仪检定装置可以工作在无线方式,提高了检定效率并保证了工作人员的人身安全。本文设计的基于电流信号的地感线圈测速仪检定装置,包括硬件和软件两部分。硬件部分包括可调电流模块、人机交互显示模块、电流信号输出模块、电源电压模块、微处理器模块、ZigBee控制器模块;软件部分主要是源程序编写、烧录、仿真,并配合硬件电路实现检定装置的联合调试,检定装置开发完毕后,选取了不同厂家生产的地感线圈测速仪进行了检定实验,并给出了检定证书。
【关键词】：地感线圈测速仪 模拟线圈 无线工作 检定装置
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.116
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 课题来源及意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 测速系统现状16-18
• 1.2.2 检定和校准方式18-19
• 1.3 研究的主要内容和工作安排19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 2 地感线圈测速系统的工作机理和检定方法21-25
• 2.1 地感线圈超速监控系统21-22
• 2.2 地感线圈测速系统的工作机理22-23
• 2.3 电流信号的地感线圈测速仪检定装置的检定方法23-24
• 2.3.1 检定装置的组成23
• 2.3.2 检定方法23-24
• 2.4 地感线圈测速系统的检定流程24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 地感线圈测速仪检定装置的硬件设计25-40
• 3.1 系统设计的基本原则25
• 3.2 系统方案设计25-26
• 3.3 STM32主控单元设计26-28
• 3.3.1 微处理器选型26-27
• 3.3.2 STM32最小系统电路27-28
• 3.4 STM32外围电路设计28-35
• 3.4.1 电流信号源输出电路设计28-30
• 3.4.2 液晶屏接口电路设计30
• 3.4.3 电源电路设计30-32
• 3.4.4 按键电路设计32
• 3.4.5 可调电流电路的设计32-35
• 3.5 ZigBee通讯电路设计35-39
• 3.5.1 无线射频芯片CC253035-36
• 3.5.2 控制器发射电路设计36-38
• 3.5.3 检定装置的接收电路设计38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 4 地感线圈测速仪检定装置的软件设计40-56
• 4.1 软件总体结构40-42
• 4.2 检定装置软件设计42-47
• 4.2.1 初始化42
• 4.2.2 检定装置面板参数设置程序42-43
• 4.2.3 触摸屏及按键测试程序43-44
• 4.2.4 D/A数模转换程序设计44-47
• 4.3 ZigBee通信系统软件47-55
• 4.3.1 软件开发环境及仿真器47-49
• 4.3.2 无线协议栈49-50
• 4.3.3 Z-Stack协议栈工作原理50-52
• 4.3.4 ZigBee底层驱动移植52-53
• 4.3.5 检定装置的ZigBee模块和ZigBee控制器53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 检定装置的适用性及不确定度分析56-65
• 5.1 检定装置的适用性及创新性56-60
• 5.1.1 检定装置的适用性56-59
• 5.1.2 检定装置的创新性分析59-60
• 5.2 检定装置的不确定度分析60-64
• 5.2.1 不确定度因子及计算60-63
• 5.2.2 检定装置的不确定度计算63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 6 总结与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 作者简介70

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本文编号：710475