基于STM32的嵌入式线圈车辆检测系统研究与设计

发布时间：2017-10-04 11:39

  本文关键词：基于STM32的嵌入式线圈车辆检测系统研究与设计

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【摘要】：智能交通系统是未来交通系统的发展方向,它将各种先进技术运用于交通管理,建立一种高效实时的交通运输综合管理系统,充分利用交通条件,减少交通环境污染,保证交通顺畅安全。而智能交通的发展需要庞大的道路网和车辆信息,需要实时获取状态数据,交通流状态的检测是关乎路网是否顺畅运行、安全高效的基础性问题。本文重点研究了智能交通中的车辆检测技术,这是实现智能交通的的一项关键性技术,车辆数据来源的精准度是智能交通的基础。文章设计了基于STM32的嵌入式线圈车辆检测系统,其中硬件部分设计包括：主控模块、电感电容震荡电路、整形电路、串行接口模块、以太网接口模块、频率阈值调整电路模块以及JTAG下载电路模块,采用双线圈检测的方法,进一步保证了所测车速的精度,根据线圈频率的触发时间差精确计算出车速以及此车道一段时间内的车流量。在软件设计上,对车道实施分时选通,解决了车道内各个线圈之间的信号串扰的影响；为降低环境等外界因素对检测精度的影响,采用了基准频率的自动刷新算法对线圈的基准频率不断更新,使检测系统具备自动调整能力；同时提出使用双线圈信号配对的方法,提高了车辆检测系统在遇到道路车况拥挤时的检测准确度。文章阐述了车辆检测系统的理论模型,并通过实践将车辆检测系统实现,包括各个模块的硬件电路设计、MCU以及上位机的软件编写,通过实验测试证明了系统设计的可行性,所检测车速值和车流量精度高,实现预期功能,对于提高智能交通的车辆检测技术具有一定的意义。
【关键词】：智能交通 车辆检测器 分时选通 信号配对 基准频率刷新
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.116
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 前言8-18
• 1.1 智能交通概述8-11
• 1.2 车辆检测系统的研究现状11-15
• 1.2.1 车辆检测系统的种类11-13
• 1.2.2 线圈车辆检测系统的国内外研究现状13-15
• 1.3 课题研究背景及意义15-16
• 1.4 论文的研究内容及组织16-18
• 第二章 相关理论及方法18-26
• 2.1 线圈车辆检测系统的检测原理18-20
• 2.2 线圈车辆检测系统的模型20-22
• 2.3 车辆检测系统检测的交通参数及方法22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 线圈车辆检测系统硬件设计26-38
• 3.1 检测系统硬件总体设计26-27
• 3.2 主控模块的设计27-31
• 3.2.1 MCU选型27-28
• 3.2.2 时钟模块28-29
• 3.2.3 串行接口电路和以太网接口模块29-30
• 3.2.4 电源电路和YFAG接口电路的设计30-31
• 3.3 震荡及整形电路模块31-34
• 3.4 线圈频率阈值调整电路34
• 3.5 显示模块34-35
• 3.6 抗干扰设计35-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第四章 线圈车辆检测系统软件设计38-55
• 4.1 软件开发环境39-40
• 4.2 检测系统软件总体构成40-41
• 4.3 车辆数据采集41-44
• 4.4 基准频率刷新44-47
• 4.5 线圈信号配对算法47-50
• 4.6 线圈分时选通50-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第五章 线圈车辆检测系统上位机设计55-63
• 5.1 虚拟仪器的发展及特点55
• 5.2 虚拟仪器的组成55-58
• 5.2.1 虚拟仪器的硬件结构55-57
• 5.2.2 虚拟仪器的软件结构57-58
• 5.3 检测系统上位机的设计58-62
• 5.3.1 前面板的设计58-59
• 5.3.2 程序面板的设计59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 测试与实验结果63-69
• 6.1 震荡电路测试63-64
• 6.2 模拟测试64-65
• 6.3 测试结果的分析65-69
• 第七章 总结与展望69-71
• 参考文献71-76
• 附录一76-77
• 作者简介77
• 攻读学位期间取得的学术成果77-78
• 致谢78

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