现在，高速公路上对车辆的计数办法有的是运用环形感应线圈检测器，检测体系检测送出的信号脉冲电平比较高，很简略扩大和滤波，可是信号很简略遭到电磁搅扰，并且这种体系比较巨大，制作本钱高，也有选用红外热释电传感器产品的单车道车辆计数器，计数器用中规划IC构成，具有结构简略等特色，但只是适用于单车道且计数的数据不能长时刻保存，也无法与大型机之间完结通讯。为此规划了一种依据单片机的红外热释电传感的多车道车辆计数。
1、体系组成
本体系由信号拾取、信号处理、单片机计数体系等部分组成。多车道车辆计数体系原理框图如图1所示，考虑实践情况和为便利评论，这儿取4车道。
红外热释电传感器产品设置高速公路各车道正上方的监测点，当车辆经过期，它将车中人体辐射的红外光变换成电信号，由信号处理电路进行扩大、滤波、门限比较，输出脉冲信号，经光电阻隔耦合可将4路脉冲信号并行输入到单片机，经过单片机计数体系进行计数和显现，并由键盘设定计数值，当计数到达设定值或计满时宣布声光报警信号，经过人工干预，手动能够免除计数器报警和完结计数清零。此外，本体系具有通讯功用，能与上位机进行实时数据交换。
2、电路规划
2.1 信号处理电路
信号处理电路如图2所示。
信号处理电路包含信号拾取、扩大及双限比较3部分，依据车辆计数的特色，选用被动式P2288型热释电用红外传感器产品作为探头，将车辆信息转化成电信号，该传感器产品若加菲涅尔透镜，对活动人体的勘探间隔可达10m以上，且经过对电路的活络度进行调理，使其对人的活络度间隔仅为1.5m左右时，对20m远处快速经过的车辆检测非常活络牢靠。
当车辆进入勘探器的有用勘探间隔时，热释电红外传感器产品引脚2输出一个弱小的交变红外辐射信号直接送到IC1a扩大器的同相输入端，由其扩大2500倍后再从引脚1输出，经过C8耦合到IC1b进行进一步的扩大。
由运放IC2a和IC2b构成窗口式的双限比较器，用两个二极管IN4148组成或门挑选有用电平输出，当IC1b的引脚7电压U7起伏Ua和Ub之间时，IC2的输出为低电位（Up=Uol）；当U7不在门限电位规模之间时（U7》UB或U7
扩大电路输出的信号中，不只有被传感器检测到的有用信号，并且还包含了许多搅扰信号，为了将被检测信号从很多的搅扰信号中分离出来，比较器UA与UB间接入电位器R11用力调理窗口电压ΔU，使ΔU在0-1.71V之间改变，以到达调理电路活络度的意图，窗口电压ΔU=UB-UA，可用来判别输入信号电位是否坐落指定门限电位之间，车道上每经过一辆车，P点就输出一个脉冲。
IC1选用低噪声低漂移高速运算扩大器，R2-R8尽或许选用差错小、噪声小的金属氧化膜电阻器，C4、C8、C9选用漏电小的无极性电容器或钽电容器。
电源电路可选用交直流主动切换供电的方法，以确保电网停电时计数体系依然能持续正常作业。
2.2 光电阻隔耦合电路
光电阻隔耦合电路的效果是将上述电路输出的UP脉冲信号转化成契合单片机要求的计数脉冲，且输出的脉冲个数等于被检测的行进车辆个数。
2.3 单片机计数体系电路
计数显现电路可完结对上述脉冲信号的计数和显现。图3是由单片机构成的计数体系框图。
计数体系以MCS-51系列单片机的8031为中心，8013单片机的外围扩展了程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH，此外，用8255扩展了I/O口，一起具有时钟单元、掉电维护、看门狗单元、通讯单元以及LED（发光二极管）显现器、键盘等。
1）8031单片机及存储器
8031内含4kb EEPROM程序存储器，具有功耗低、抗搅扰才能强的特色，可安置于监测现场，数据存储器WM0016DRH是一种多功用非易失性SRAM，特色如下：高速高抗搅扰自坚持，不怕掉电，上下电百万次数据无丢掉，断电维护10年有用，既可高速接连读写，也可任意地址单字节操作，无需凑集页面，随机读写不需等候，当即有用，输入输出TTL/CMOS兼容，上电复位输出，掉电维护，内置看门狗，电源监测，不必外加电路和电池，且引脚与规范SRAM兼容。
2）计数及显现
多车道车流量数对应的脉冲经过光电阻隔耦合并行输入至8031单片机的P1口，经过软件操控和键盘设定计数值并用LED加以显现，可主动循环显现或定点显现两种方法，且两者相互间可任意切换。
当热释电传感器装置方位固定后，输入脉冲的脉宽和占空比均取决于高速公路上车辆的车速和车距（脉宽对应车辆传感器有用监督方位内的时刻，车速和车距有限制），占空比q小于50%，为了精确拾取车流量信息，经过软件可完结单片机对每一路并行输入数据的读取周期小于脉宽，且将每路各自相邻的两读取周期读取的数据进行运算（暂存前一个周期读取的数据），若两数据为01，则主动计1，不然计0。其间0为前一个周期的读取数据，此刻脉冲为低电平，1为后一个周期的读取数据，此刻脉冲为高电平，然后避免了对脉冲的漏计和重复计数，再把4路的读数每一周期进行一次加运算，累加后的和便是总的车流量。
将8031单片机内的定时器/计数器设定为作业方法1，构成16位二进制计数器，选用动态扫描方法直接驱动5位十进制计数器。选用动态扫描方法直接驱动5位十进制LED显现，最大计数值到达65536，可记载4车辆的车流量并显现一个月内的日流量，累计4车道一个月内的日流量总和，计数器内数据维护时刻可达一个月之久。当计数器到达设定值时，声光报警，可存储数据，并手动复位。
3）时钟单元
选用DS12C887实时时钟芯片，具有显现详细时刻信息的功用，若规划调整和设置按键，可便利地对时刻进行调整和设置，然后为车流量的计算供给精确的时刻数据。
4）串行通讯单元
因为单片机体系的数据存储才能和数据处理才能有限，以及现场实时性要求较高，故单片机现场只能暂时存储收集到的数据和对数据进行简略处理，至于很多的数据存储和后续杂乱的数据处理可交给上位机完结，因为大型机具有RS-232规范串行口，所以经过8031单片机TTL电平全双工串行口，附加RS-232电平转化电路MAX3232可与上位机完结数据通讯。
3、软件规划
计数体系的程序首要包含体系自检程序、体系初始化程序、键盘扫描程序、按键处理程序、显现程序以及数据收集处理程序等，图4所示为主程序流程。
4、装置与调试
本体系能否安全牢靠地作业，与传感器安放、勘探活络度和门限比较器的域值密切相关，一起还要有较好的抗搅扰办法。
为避免车辆之外的闲杂人员引起的误检，可一起选用两种办法，传感器安放于公路各车道之正上方，且各车道互不搅扰，细心调理勘探活络度，使之在人体移动速度之外和在车辆经过速度之内起效果。
值得注意的是，门限比较器的域值取法很重要，它直接影响计数器的牢靠性，域值太高，则活络度低，尽管对外界的搅扰信号有所按捺，对信号的呼应才能削弱，乃至不能呼应，域值太低，则活络度高，对外界的搅扰按捺才能削弱，外界搅扰信号的输入有或许发生误计数，细心调理电位器R11能够完结对20m处快速行进的车辆检测活络牢靠。
本体系规划选用了以下硬件抗搅扰技能：
a）体系主控部件及检测电路的供电均选用交直流二级稳压，以进步电源的稳定性；
b）检测电路中规划的无源滤波环节可按捺低频、高频电磁搅扰的串入；
c）经过门限“窗口”效果，对环境改变引起的越限行为进行有用的按捺；
d）严厉的屏蔽和接地技能，信号线均选用金属屏蔽线，以消除空间的电磁噪声；
e）意避免雷、雨环境要素的影响，一起选用了软件抗搅扰技能以进一步进步体系的牢靠性。
5、结束语
依据实践使用的需求，本体系选用了相关范畴的新技能和新器材，具有多种功用，完结了智能化的监测，经过对本体系的研发和测验，该体系具有结构简略、功能牢靠、活络度高、智能化等特色，研究结果外表：本体系关于高速公路上20m远处快速经过的车辆能够精确计数、显现，并存储和处理，为高速公路的科学管理供给原始数据。
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