基于磁阻传感器的高速公路车辆检测系统的研究与设计

摘要

随着我国现代化建设的进程加快,我国的高速公路建设也在飞速发展,极大提高了中国公路网的整体技术水平,优化了交通运输结构,对缓解交通运输的“瓶颈”制约发挥了重要作用,有力地促进了中国经济发展和社会进步。
　　但是,近几年了随着我国汽车保有量的增加和经济发展速度加快,交通需求量也持续高速增长,导致高速公路在运行过程中出现交通拥挤、交通安全和环境污染等问题。我国的高速公路发展面临着由基础建设的高峰阶段逐步转变为以提高高速公路信息化和自动化管理的难题。对于高速公路管理部门来说,获取准确和可靠的交通数据以及提取准确和有用的决策支持信息的能力已经变得越来越重要。如何准确、实时、经济地获取道路网络的动态交通信息,就是道路交通检测技术要研究解决的问题。因此,开展道路交通检测技术的研究是非常必要和重要的。
　　本文基于地磁车辆检测技术展开工作,通过查看大量的文献资料和实验验证,设计了基于磁阻传感器的车辆检测器,该车辆检测系统采用AMR磁阻传感器采集车辆信号、STM32F系列单片机作为系统处理器,RS485以及CAN总线方式进行数据通信,最终为高速公路监控系统提供准确可靠的交通流信息。文中通过对高速公路收费站自动收费系统进行分析,提出车辆检测系统的需求和总体设计方案,整个系统包括车道检测器、信息处理中心两个模块。车道检测器利用AMR传感器检测到车辆通过数据后,通过CAN总线传输给信息处理中心单元,信息处理中心单元对接收到的数据进行分析处理后,将获得的交通流参数通过通信模块传输给车道控制机和监控中心,并输出相应的电平信号以控制车道信号灯以及自动栏杆,从而实现车道信号的自动控制,提高收费效率,减少排队现象,避免能源浪费。文中详细介绍了系统的硬件、车辆检测的算法、软件设计,并结合软硬件设计对整个系统进行了调试,并给出了系统的测试结果。

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第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 车辆检测技术介绍

1.3 磁阻车辆检测技术的国内外研究现状

1.4 本文的主要工作

第二章 系统需求分析和方案设计

2.1 设计目的

2.2 可行性分析

2.3 系统总体方案设计

2.4 本章小结

第三章 系统的硬件设计

3.1 车道检测器的硬件电路设计

3.2信息处理中心的硬件电路设计

3.3 本章小结

第四章 车辆检测算法研究与实现

4.1 传感器采集信号特点及问题分析

4.2 自适应阈值车辆检测算法实现

4.3 基于双传感器的车速测量算法

4.4 本章小结

第五章 软件设计

5.1 软件总体说明

5.2 车道检测器的软件设计

5.3 信息处理中心的软件设计

5.4 数据通信模块

5.5本章小结

第六章 系统测试及数据分析

6.1 车道检测器的调试

6.2 车道检测器的整体功能测试

6.3 测试结果分析

第七章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢