1.导言
怎么缓解城市交通拥堵、进步路途通行才能已经成为当时迫切需要研讨处理的课题。假如能够依据各车道车流量来完结对交通讯号灯的智能化操控，合理地分配交通讯号灯操控时刻，那么就能够进步交通体系功率，缓解交通拥堵现象。为获取车流量相关数据有必要规划一个路途车流量检测体系。针对车流量检测体系的需求，本文介绍了磁阻传感器车流量检测原理，选用双轴磁阻传感器HMC1022和无线通讯模块技能规划了一种车流量检测体系。
2.检测原理
地磁车辆检测器是依据磁阻传感器的车辆检测技能，具有尺度小、装置便利、对非铁磁性物体无反响、牢靠性高级特色。磁阻传感器首要运用镍铁导磁合金的磁阻效应。磁阻传感器的根底元件是惠斯通电桥，组成电桥的电阻由镍铁导磁合金资料制成，该电阻的电阻值与偏置电流和磁场矢量之间的夹角存在必定的函数联系。
地球磁场强度很弱，在最强的两极端强度不到1mT，均匀强度约为0.06mT.车辆自身含有的铁磁物质会对车辆存在区域的地磁信号产生影响，使车辆所在区域的地球磁力线产生曲折。在一个有限的空间里，地球磁场能够看成是均匀的，当这个均匀磁场被铁磁性资料（如铁、钢、镍、钴等）扰动时，它的均匀性就会遭到破坏。当车辆通过传感器邻近，传感器能够活络感知到信号的改动，经信号剖析就能够得到检测路面的车流信息。
3.硬件规划
本规划是以STC12C5A60S2单片机为操控根底，以HMC1022为信息收集传感器的单节点分布式车流量信息收集与操控体系。传感器节点由双轴磁阻传感器HMC1022、XL02-232AP1无线通讯模块和电源组成。与HMC1001/1002、其他三轴磁阻传感器比较，HMC1022具有更低功耗，一起减少了周边电路，节点最大能量首要耗费在无线发送与接纳数据时刻。多个地磁传感器节点通过串口无线通讯模块与核算机体系相连，将检测到的车流信息反馈到上位机，然后完结对整个路口车流量的检测。该体系包含了信号扩大模块、无线通讯模块、A/D转化模块、传感器置位/复位模块等。车流量检测体系硬件的规划结构图如图1所示。
3.1 无线通讯模块
本文选用Honeywell出产的一种双轴磁阻传感器HMC1022，其具有体积小、活络度高、价格低、安稳性好等长处。HMC1022活络度可达1mV/V/Gs，线性差错为0.1%，滞后差错和可重复性差错也都很小，能够到达0.05%.
因为磁阻传感器大约仅有几米的检测规模，并且磁场信号强度跟着间隔增大而线性衰减。实践运用中，咱们通常将传感器置于车道中心。为了不影响交通的正常运转，本文选用XL02-232AP1无线通讯模块，该模块选用高性能工业级单片机，其抗搅扰性好，通讯安稳牢靠。其通讯信道为半双工，可用于点对点通讯，运用简略，模块正常作业时默许在数据接纳状况。本规划使XL02-232AP1模块作业在一点对多点的通讯方法，这种通讯方法需设置一个模块为主站，其他为从站，各个站都预设有一个仅有的地址码，并且主站默许处于接纳状况，一切的从站默许都处于发送状况。各从站皆选用带地址码的数据帧发送数据或指令，主站接纳全部从站发送的数据帧，并依据接纳到的数据的地址码判别是哪个车道检测点发送的数据，然后进行相应的交通灯信号操控。这些作业通过上层协议来完结，可确保主站及时接纳到从站发送的数据，防止彼此搅扰，形成丢帧现象。
XL02-232AP1无线通讯模块选用+5V的直流电源供电，最大作业电流不超越60mA，电源能够和其他设备共用，但要留意电源的质量和接地的牢靠性。跟着中国光伏工业的快速开展，能够考虑选用太阳能为该体系供电。运用时将无线通讯模块的数据输出端TxD接单片机的数据输入端RxD，模块的数据输入端RxD接单片机的数据输出端TxD.模块的SET端为设置参数状况端口，进入设置形式时，需先将此端口拉低，再给模块上电，此刻绿灯长亮，进入设置形式。参数设置好后，平常正常作业时将该端口悬空即可。
3.2 传感器置位/复位模块
当磁阻传感器露出于搅扰磁场中，简略遭到大磁场的搅扰影响。当磁阻传感器的检测磁场超出±6Gs规模，传感器的输出将不再坚持线性联系，其活络度也将随之下降，然后引起输出信号的衰变，将无法精确检测弱信号磁场。为防止这种状况呈现，影响检测精度，将脉冲信号施加到HMC1022芯片自带的内集成置位/复位电流带，以康复其本来的高活络度。
本规划中MOSFET开关管选用增强型高压场效应管AO4606.由单片机定时器模块在每隔100ms的高电平后产生一个不小于2us脉宽的低电平时钟信号，然后切换MOS管的导通和截止，产生可操控置位/复位电流带的脉冲信号。
4.算法完结
鉴于该体系要求传感器节点的检测数据能通过无线通讯模块与上位机进行实时通讯，且单片机存储空间有限，车流量检测算法不能耗费单片机太多存储空间和核算时刻。Ding等提出多中心状况机算法，该算法核算简略、精度高，并且能在单片机运转过程中得到实时成果。
多中心状况机包含5个状况：nocar、car、count0、count00以及count1.输入为u（k），中心状况为count0、count00，输出为car、nocar.
首要，将磁阻传感器HMC1022检测到的信号通过均匀处理算法处理后得到f（k），再将f（k）转化为二值化信号u（k）作为状况机输入，并设定阀值T（k），当f（k）≥T（k）时，u（k）=1，当f（k）
与单中心状况机算法比较，多中心状况机算法不只能够判别车辆何时进入检测区，并且增加了判别车辆脱离检测器的中心状况，能够更好地从时刻序列中提取车辆信息，因而，能有用防止因为搅扰形成的误判。
5.测验与定论
本检测体系的试验成果是在路途现场进行实地测验得到的。依据检测点安放方位不同、传感器灵敏轴的安顿方向不平等多种状况别离进行测验，收集相应磁场信号改动信息，并进行分类比照与剖析。
检测节点A和检测节点B别离安顿于车道中心和车道边际，车辆行进方向为从西至东，如图2所示。改动磁阻传感器灵敏轴X轴的方向，以X轴正方向为标志，使其别离朝向东、西、南、北方位，测验来车时该检测节点的磁场改动。
比照剖析检测节点A和检测节点B的测验波形，可发现当车辆从检测节点上方通过期，检测值有着显着的改动，而车辆从检测节点周围通过期，检测值虽有改动，但不显着。依据此不同改动特征，可将检测节点安顿于路途各车道中心，既能够精确地区分该车道是否有车辆通过，又能够有用地防止周围车道车辆通过期引起的搅扰，防止误检现象产生。
6.结束语
试验证明，该车流量检测体系对车辆具有很好的检测作用，一起算法简略，运转速度快，合适运用于单片机上。检测体系具有传感器节点成本低、体积小、无须布线等特色，可广泛运用于智能交通范畴的车辆检测。
