地感式车辆检测器的制作

文章摘要：一、系统组成 车辆检测器系统组成如图1所示。单片机AT89C51对车辆途经地感线圈Lil、Li2所产生的电感变化与基准频率f0进行比较，当变化频率大于或等于某一差值时，单片机输出控制信号。二、工作原理与程序、系统电路 如图2所示。由电感器件Bl及BGI、C1、C2、R1等组成低频振荡电路，外接地感线圈Lil构成车辆感应电路。加电瞬间，电流经R2向Cl、L2充电，a点为高电位，由于C2作用使BGI基极电位上升，集电极电位下降，当BGl的集电极电位低于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，BGI的基极仍然保持较高

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　　一、系统组成
   车辆检测器系统组成如图1所示。单片机AT89C51对车辆途经地感线圈Lil、Li2所产生的电感变化与基准频率f0进行比较，当变化频率大于或等于某一差值时，单片机输出控制信号。

　　二、工作原理与程序、系统电路
    如图2所示。由电感器件Bl及BGI、C1、C2、R1等组成低频振荡电路，外接地感线圈Lil构成车辆感应电路。加电瞬间，电流经R2向Cl、L2充电，a点为高电位，由于C2作用使BGI基极电位上升，集电极电位下降，当BGl的集电极电位低于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，BGI的基极仍然保持较高的电位，集电极的电位继续下降，当Bl释放完毕后，BGl的基极失去高电位的支撑。集电极电位开始回升，当回升至高于a点电位后又开始向C1充电，如此周而复始。

　　改变选频电路中Cl、L2的值，可改变其电路的振荡频率。经实验，在不加地感线圈Lil时，振荡频率应控制在16-20kHz，加Lil后频率应提升到40一50kHz。

　　当车辆途经地感线圈时，Lil的电感增大，等效于B1的初级线圈L1部分线匝短路，使得Bl的电感降低，振荡频率从原f0上升至fi。频差等于fi-f0。从频率变化就能反映出车辆是否通过Li1。不同类型的车辆其底盘距地面的高度不同。所以频差也不相同。在单片机的处理过程中可以设定不同的阈值以区分不同的车辆。Uo经C3由4069与非门整形后送入AT89C5l的P3.2进行计数。

　　单片机检测控制流程框图见图3。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Lil、。Li2线圈的语句定义为子程序以便反复调用。阈值由拨码开关设置。单片机将阈值读人数据寄存器，若Lil当前的检测值大于前一次的值，肯定有车辆通过，若其差值大于或等于阈值，就可以捕获到对应的车辆，阙值的大小与车辆检测的灵敏度有关，阀值一般在现场进行设定。

　　三、制作与调试B
    1、B2选直径18mm的磁杯，用线径0.22mm的漆包线，Ll绕21圈，L2绕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/h，计数定时为15ms，则宽度=80km/Txl5ms=0.333m，可选定为0.50m，在地面上开槽绕5圈即可。室内制作时，可在400mm的空骨架上绕制50圈，线径无要求。焊接好后应仔细检查电路，在确定电路各点电位准确无误后，方可插入已写好程序的单片机，连接好外围器件。加电进入调试状态，此时P1.1、P1.6口上的LED交替闪烁，用带铁的物件（如镊子等）靠近Lil，LEDl常亮，离开后靠近Li2，LEDl灭LED2常亮，离开Li2后LED2灭。只要元器件标称值正确、焊接无误，均可正常运行。

　　四、功能扩展
   笔者利用该车辆检测器设计了一台数码电子警察，其电路见图2。B3、BG5、BG2、SK2等组成红灯信号检测电路，SK2为模拟红灯按钮，BG3、BG4等组成数码相机控制电路，BG3为相机的聚焦控制，BG4为相机的快门摔制，J2接数码相机的聚焦与快门，J3接红灯信号。现场调试时置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Li2后，D6被点亮，相机快门按下。调整拨码开关选择合适的阈值（即检测灵敏度），滤除二轮摩托车等不需要的车辆，若复位SK2为正常红灯状态，此时电路就可以工作了。

　　利用该车辆检测器不仅可开发电子警察，还可开发出自动显示泊车数量的停车场、实时分配时间的路口信号机系统、自动车库、交通车流量计数器等。