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地感式车辆检测器及功能扩展

JN车辆检测及功能扩展一、系统组成MCS—51是功能很强的8位高档单片机,由于它自身的特点,很适合用于测控及逻辑控制,JN车辆检测器是以AT89C51单片机为中心配以相关的功能电路组成。

见框图1。

1CPU对车辆途经地感线圈C1、C2所产生的电感变化与基准频率fo进行比较运算,当变化频率大于或等于某一差值时,CPU输出控制信号。

二、工作原理与程序由电感器件B1、BG1、C1、C2、R1等组成低频振荡电路,外接地感线圈C1就构成了车辆感应电路,见图1。

当加电瞬间电流经R2向C1、L2充电,a点为高电位,由于C2作用使BG1基极电位上升,集电极电位下降,当BG1的C极电位低于a点时,电源不再向C1充电,此时B1上所聚集的磁能将以电能的形式释放出来,并改变原来充电电流的方向继续向C1充电,BG1的b极仍然保持较高的电位,集电极c 电位继续下降,当B1释放完毕后,BG1的b极失去高电位的支撑,集电极电位开始回升,当回升高于a点电位后又开始向C1充电,周而复始。

改变选频电路C1、L2的值可改变其电路的振荡频率,经实验在不加地感线圈C1时振荡频率应控制在16—20KHz,加C1后频率应提升到40—50KHz。

当车辆途经地感线圈瞬间时使C1的电感增大,这等效于B1的初级线圈L1部分线匝短路,使得B1的电感降低,振荡频率从原fo上升至f i 。

频差等于fi—fo,从频率变化上就能反映出车辆是否通过C1。

不同类型的车辆由于底盘距地面的高度不同,所以频差也不尽相同,在CPU处理过程中我们可以设定不同的阀值用于分类不同的车辆。

Uo经C3由4069与非门整形后送入A T89C51外部P3.4、P3.5进行计数。

整图见图2CPU检测控制流程框图见图2。

初始化后基本上是以判断为主的顺序结构,在编程时将检测C1、C2线圈的语句定为子程序以便反复调用, 汇编程序全文如下:ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP TF0INTORG 001BHLJMP TF1INTORG 0100HSTART: MOV SP,#60H ;6M 12sM 实验,减P2差值,置快门后回AAA0 MOV PSW,#00H ;绿灯循环检测到最小值。

START1: JB P1.0,START2SETB P1.6 ;若红灯则置相机聚焦.SJMP START3START2: CLR P1.6START3: CLR AMOV R0,AMOV R1,AMOV R2,AMOV R3,AMOV R4,AMOV R5,AMOV R6,AMOV R7,AMOV 30H,AMOV 31H,AMOV 32H,AMOV 33H,AMOV P1,#01HMOV P2,#0FFHC1ACALL: ACALL ALCTF1 ;调用C1检测子程序,取最小C1基值MOV 30H,TL0MOV 31H,TH0C2ACALL: ACALL ALCTF0 ;调用C2检测子程序,取最小C2基值MOV 32H,TL1MOV 33H,TH1C1ACALL1: CLR P1.6JNB P1.0, AAAAACALL ALCTF1MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1ACAMOV A, TL0CJNE A, 30H, C1ACASJMP C2ACALL1C1ACA: JNC C1ACA1MOV 30H, TL0SJMP C2ACALL1C1ACA1: SETB P1.2C2ACALL1: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2ACAMOV A, TL1CJNE A, 32H, C2ACASJMP C1ACALL1C2ACA: JNC C2ACA1MOV 32H, TL1MOV 33H, TH1SJMP C1ACALL1C2ACA1: SETB P1.3AAAA: JB P1.0, C1ACALL1INC 30H ;加1去除误差INC 32HAAA0: JB P1.0, START1 ;若绿灯则回重检C1 C2基值程序. CLR P1.2CLR P1.3SETB P1.6C1_CHER: ACALL ALCTF1 ;检测C1并进行比较.MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1_CHE1MOV A, TL0CJNE A, 30H, C1_CHESJMP AAA0C1_CHE: JC AAA0MOV B,P2CLR CSUBB A, 30HCJNE A, B, C1_CHE1SETB P1.2SJMP C1_CHE2C1_CHE1: JC AAA0MOV A, #0FFHCLR CSUBB A, 30HADD A, TL0MOV B,P2CJNE A,B,C1_CHE6SETB P1.2SJMP C1_CHE2C1_CHE6: JC AAA0C1_CHE2: JNB P1.0, C1_CHE3CLR P1.6CLR P1.2CLR P1.3AJMP START1C1_CHE3: ACALL ALCTF1MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1_CHE4 MOV A, TL0CJNE A, 30H, C1_CHE4 SJMP C1_CHE5C1_CHE4: JNC C1_CHE2C1_CHE5: INC R6C2_CHER: JNB P1.0, C2_CHECLR P1.6CLR P1.2CLR P1.3MOV R6,#00HAJMP START1C2_CHE: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2_CHE1 MOV A, TL1CJNE A, 32H, C2_CHE1 SJMP C2_CHERC2_CHE1: JNC AAASJMP C2_CHERAAA: SETB P1.3C2_CHE2: JNB P1.0, C2_CHE3CLR P1.6CLR P1.2CLR P1.3MOV R6,#00HBBB: AJMP START1C2_CHE3: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2_CHE4MOV A, TL1CJNE A, 32H, C2_CHE4SJMP C2_CHE5C2_CHE4: JB P1.0, BBBJNC C2_CHE3C2_CHE5: MOV A, R6JB P1.0,BBBSETB P1.1 ;置快门.MOV R5, #00HYNN500: INC R5 ;相片存储延时.ACALL ALCTF1CJNE R5, #38H, YNN500MOV R4, #00HMOV R5, #00HMOV R6, #00HMOV R7, #00HCLR P1.1CLR P1.6YNN501: INC R5 ;相机状态恢复延时.ACALL ALCTF1CJNE R5, #0CFH, YNN501MOV R5, #00HJB P1.0,AABB2CLR P1.1SETB P1.6YNN502: INC R5 ;红灯期间相机聚焦延时.ACALL ALCTF0CJNE R5,#3FH,YNN502MOV R5,#00HAABB2: AJMP AAA0ALCTF0: MOV TMOD, #51H ;设置中断计数方式 MOV TL0, #90HMOV TH0, #0E8HMOV TL1, #00HMOV TH1, #00HSETB TR0SETB ET0SETB EASETB TR1T0HERE: CJNE R7, #01H, T0HERECLR TR0CLR ET0CLR EAMOV R7,#00HRETALCTF1: MOV TMOD, #15HMOV TL1, #90HMOV TH1, #0E8HMOV TL0, #00HSETB TR1SETB ET1SETB EASETB TR0T1HERE: CJNE R7, #01H, T1HERECLR TR1CLR ET1CLR EAMOV R7,#00HRETTF0INT: INC R7CLR TR1CPL P1.3AA: RETITF1INT: INC R7CLR TR0CPL P1.2BB: RETIENDINC 30H是为消除软件计数本身以及环境变化所来的误差,在低字节上加1,也可连用两条,这样更可靠。

阀值由拔码开关设置,由CPU读入至数据寄存器内,C1检测的值大于前一次的值,肯定有车辆通过,若它的差值大于或等于阀值就可以捕获到我们所希望的车辆,阀值的大小与车辆检测的灵敏度有关,一般在现场进行设定。

三、制做与调试B1、B2选直经18mm的磁杯用线经0.22mm在L1绕21圈,L2绒14圈。

振荡三极管应选择高放大倍数的。

地感线圈长度在一个车道以内,宽度可计算:设车速为80Km,计数定时为15ms,宽=80Km/T*15ms=0.333m , 可选定为0.50m ,在地面上开漕绕5圈即可,室内制做时可在400mm的空骨架上绕制50圈,线经无要求。

焊接好电路后应仔细检查,在确定电路各点电位准确无误后方可插入以灌好程序的单片机,连接好外围器件。

加电进入调试状态,此时P1.1、P1.6相连的LED会交替闪烁,用一带有铁器的物件如摄子等靠近C1,LED1点亮,离开后靠近C2,LED1灭LED2点亮,离开C2后LED2灭。

只要元器件标值正确,焊接无误,一般均可正常运行。

笔者利用上述车辆检测器设计了一台数码电子警察,近一年的使用性能可靠,未出现绿灯期间拍摄,连续拍摄等故障。

现大概介绍一下扩展方法,电路见图2,图中由B3、BG5、BG2、SK2等组成红灯信号检测电路,SK2为模拟红灯按纽,BG3、BG4等组成数码相机控制电路,BG3为相机的聚焦控制,BG4为相机的快门控制,J2接数码相机的聚焦与快门,J3接红灯信号。

现场试调时可置SK2为红灯模拟状态,D5被点亮,此时数码相机处于聚焦状态,当车辆通过地感线圈并离开C2后D6被点亮,相机按下快门。

调整拔码开关以合适的阀值(即检测灵敏度),滤除不需要的车辆,如二轮摩托车等,复位SK2为正常红灯状态,此时电路就可以工作了。

地感式车辆检测器由于成本低后期维护费用小,受环境影响不大,工作性能稳定可靠等优点,所以目前仍然在广泛使用,利用车辆检测器不仅可开发电子警察,还可开发出如:自动显示泊车数的停车场,实时配时的路口信号机系统,自动车库,交通车流量计数器等。

框图2。

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