(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 车流量自动检测系统设计
作者姓名：张伯梅
专业名称：电气工程及其自动化
指导教师：雷永锋
摘要
随着现代经济的高速发展，交通运输的保障就显得尤其重要,对交通管理的要求也越来越高，将计算机科学与通信等高新技术运用于交通监控管理与车辆控制，以保障交通顺畅及行车安全，从而改善环境质量，促进经济发展的智能交通系统ITS(Intelligent traffic system, ITS)也随之应运而生。而实时获取交通车流量的车辆检测技术是ITS 的基础。
本文设计了一种基于ATmeagal6L单片机的车流量检测系统。其中主要是将红外传感器测得的电平信号传递到单片机中，通过单片机判断处理、计数等功能实现车流量的检测。该系统可以实现单位时间内的计量，这对于城市交通管理具有一定的帮助作用。
关键词：车流量检测红外线传感器算法
Abstract
With the rapid development of modern economy, transport, protection is particularly important on the traffic management requirements have become more sophisticated, computer science and communications, and other high-tech application of traffic control and vehicle monitoring and management in order to safeguard the smooth flow of traffic and traffic safety, thereby improving the quality of the environment, promote economic development in Intelligent Transportation Systems ITS (Intelligent traffic system, ITS) also came into being. Real-time access to traffic flow and vehicle detection technology is the basis of ITS.
In this paper, the design of a flow-based SCM ATmeagal6L detection system. Which is measured by infrared sensor-level signal transmission to the single-chip, the judge dealt with the adoption of single-chip, traffic counts and other functions to achieve the detection. The system can be achieved per unit time of measurement, which is the management of urban transport has a role to help.
Keywords：Traffic flow magnitude, Infrared matrix, examination Intelligence，Algorithm
目录
摘要................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................... II 目录.............................................................................................................. I II 前言........................................................................................................... - 1 - 1 车流量检测系统的概述....................................................................... - 3 -
1.1课题研究现状.............................................................................. - 3 -
1.2研究的目的.................................................................................. - 4 -
1.3传统的车流量检测技术.............................................................. - 5 -
1.3.1 基于超声波的检测系统................................................... - 5 -
1.3.2 基于视频图象的检测系统............................................... - 5 -
1.3.3 声学检测........................................................................... - 5 -
1.3.4 磁力计检测....................................................................... - 6 -
1.3.5 激光雷达检测方法........................................................... - 6 - 2系统的工作原理.................................................................................... - 7 -
2.1车流量检测系统的工作原理...................................................... - 7 -
2.2 系统需求分析............................................................................. - 7 -
2.3 系统总体模块设计..................................................................... - 7 -
3 系统硬件设计....................................................................................... - 9 -
3.1单片机技术.................................................................................. - 9 -
3.1.1单片机简介........................................................................ - 9 -
3.1.2 ATmega16L单片机......................................................... - 10 -
3.2 传感器简介............................................................................... - 11 -
3.2.1 传感器的基础知识......................................................... - 11 -
3.2.2 红外线传感器................................................................. - 12 -
3.3系统总体设计............................................................................ - 15 -
3.3.1 系统总体功能模块................................................................ - 15 -
3.3.2系统总体电路图..................................................................... - 17 -
4 系统的软件设计................................................................................. - 18 -
4.1 识别算法的设计过程............................................................... - 18 -
4.2 系统设计流程图....................................................................... - 19 -
4.3系统软件设计子程序................................................................ - 23 -
4.3.1 报警子程序..................................................................... - 23 -
4.3.2 一秒延时子程序............................................................. - 23 -
4.3.3 显示子程序..................................................................... - 23 -
4.3.4 延时一秒子程序............................................................. - 25 - 总结......................................................................................................... - 26 - 致谢......................................................................................................... - 27 - 参考文献................................................................................................. - 28 -
前言
随着人口数量的增长，给交通带来的压力越来越大，于之同时，科学技术也在不断发展。因此，智能交通系统成为近些年研究的热点。车流量的检测是智能交通的基础，在系统中占重要地位。就目前就有多种方法检测车流量，例如：电磁感应装置法、声学检测系统法、激光雷达检测法和车流信息的超声波检测法。它们都具有高性能、精度高、体积小、操作方便等特点。而实际上，前进中的车辆速度、种类始终变化，所以普遍存在反射信号不稳定，测量误差大的问题。
与以上方法相比，基于红外线矩阵法的车流量检测方法具有许多优点：体积小、精度高、系统稳定等特点。此外由于红外线来自光中的红外，所以此系统还有一个特点就是成本低，这是每一个设计必须考虑的问题，系统稳定性，是产品市场推广的前提，没有稳定性的产品肯定将被市场淘汰。
现有的车流量检测法主要是传统视频检测方法，它基于工控机，其算法成熟，且已形成相关产品。但其也有缺点：一是由于通用CPU没有专用的硬件乘法器，故很难实现图像的时实性处理。二是采用通用工控机，运行WINDOWS系统，成本高，要时刻关心机器有没死机，系统有没感染病毒，操作系统的补丁升级等问题。也无法得出每条道路在某个时间段内车辆的频率以及相应的车型统计，无法得出某个路段出现堵车现象的频度和时间规律。
随着车辆的普及，城市道路交通的压力越来越大，准确掌握道路交通情况对于城市道路交通管理和城市交通发展都十分重要。目前对道路交通情况的了解的检测大部分都是通过视频监视的方法，但本设计提出了一种全新的、较经济、较准备的监测车流量的方法。它可实现双向并排经过的多辆车的车流量测量，为准确统计和掌握道路车流量数据提供了技术上的支持，这也为以后的城市交通管理的城市发展提供了有利的基础条件。
此次毕业设计第一阶段是：查阅大量资料了解车流量检测的发展现状，第二阶段是确定系统方案，理清总体结构。在指导老师的悉心指导
和自己的努力下，最终完成了毕设计的各项任务，成功完成了车流量系统检测的设计。
1 车流量检测系统的概述
1.1课题研究现状
智能交通系统(ITS)是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通管理而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。交通检测系统是智能交通系统的重要环节，负责采集有关道路交通流量的各种参数。
交通环境的车辆检测研究可以追溯到20世纪70年代，1978年，美国JPT(加州帕萨迪纳市的喷气推进实验室)首先提出了运用机器视觉来进行车辆的检测的方法，指出其是传统检测方法的一种可行的替代方案。1991年，美国加州理工大学对在高速公路上运用视频方法的检测技术进行了评估，在评估报告中对当时采用的不同的视频车辆检测技术详尽地进行了分类。1994年Mn /DOT(明尼苏达运输部)为FHWA(美国联邦公路局)进行了更详尽严格的测评，结果表明视频检测器的检测准确性和可靠性可以达到令人满意的程度。同时随着车辆检测技术的发展，人们已不满足于仅仅通过视频检测车流量，虽然FHWA已进一步利用此技术来提取交通参数，如交通流量，十字路口的车辆转向信息等。国内关于交通视频检测的研究滞后于国外，技术基础较弱，但也有不少公司做出了产品，如清华紫光的视频交通流量检测系统VS3001，深圳神州交通系统有限公司开发的Video TraceTM，厦门恒深智能软件系统有限公司开发的Head Sun Smart Viewer-II 视频交通检测器等。当然这些产品的功能比较单一，与国外产品相比有一定差距。事实上，与其它几种车辆检测方法相比，基于红外线检测的方法具有直观、可监视范围广、精度高、成本低可获取更多种类的交通参数以及费用较低等优点，因而可广泛应用于交叉道口和公路干线的交通监视系统中。车辆检测和算法处理是红外线检测的主要部分，交通参数是通过对车辆的检测和跟踪来获取的，因此车辆检测和跟踪的算法对红外线检测系统至关重要。
车辆检测，车辆检测的目的判断是否有车经过检测区，并建立一个与之对应的跟踪对象，主要提供车流量等信息。减少车辆检测算法的计算量和提高实时性是一对矛盾，解决这对矛盾是提高系统检测准确度和稳定度的关键，然而实际中光照的变化、背景混乱运动的干扰、运动目标的影子以及运动目标的自遮挡和互遮挡现象的存在，这些都会影响车辆检测和分割的精度，必须在算法中考虑这些因素的影响及其去除的方法。所以，我这次主要采用的是红外线的矩阵方法来检测车流量，它主要是车量经过两个传感器形成的的电平变化来检测车流量，这就刚好避免了背景的混乱等所形成的误差。
1.2研究的目的
由于近年来科学的发展，时代的进步，这个由钢筋水泥筑成的家园到处布满了车辆，因交通事故而受到伤害的人，物也在遂年增加，所以我们有必要对这些科学产物进行适当的规范，来使人们的生活受到保障。近几年这个话题也成为人们研究的重点。
随着人口数量的增长，给交通带来的压力越来越大，智能交通系统成为近些年来研究的热点。车流量检测是智能交通的础部分，在系统中占有重要地位。经济建设得到了飞速发展，机动车保有量迅速攀升的同时，城市交通面临的臃肿问题也日益突出。由于目前部分驾驶员存在着尊警不遵章的侥幸心理，当信号灯岗亭没有交通民警执勤时闯红灯强行，经常造成路口阻塞，由此而引发的交通事故频繁发生，在影响了正常城市交通秩序的同时，给人民生命及财产安全造成了极大的威胁，城市交通管理面临的压力与日俱增。
通过建立闯红灯电子检查布控系统，实现对公路上监控区域内通行的车辆进行实时监视、抓拍、识别、报警、记录保存车辆通行的信息和车流量数据并进行集中有效的管理，为公安部门打击违反交通车辆、加强交通安全管理提供有效的技术支持。
目前有多种方法检测车流量，例如：电磁感应装置之不理法和车流信息的超声波检测法。它们都具有高性能、精度高、体积小、操作方便等特点。本文设计了一款高性能、体积小、精度高、低成本的智能车流量检测系统。
1.3传统的车流量检测技术
如前言所说，车流量的检测已成为近年来研究的重点，所以，科学家们经过各种方法来检测车流量，比如说基于超声波的检测、基于视频图象的检测、基于声学检测、基于磁力计检测、基于激光雷达检测法等等。
1.3.1 基于超声波的检测系统
超声波的检测系统是通过超声波技术实现道路交通节点流量与流
速的实时检测，同时引进单片机以太网传输系统，以较低的成本将检测信息方便地接入广域网络，使信息的远程获取及设备的远程控制成为可能。系统集成度高、性能稳定，可有效获取车流信息。
1.3.2 基于视频图象的检测系统
车流量检测系统是由视频采集、车流量数字视频信号处理、不同环境下车流量检测算法、以及车流量检测结果输出等几部分组成。数字图像采集部分的核心芯片是TVP5150，它可将模拟视频信号转换为数字视频信号。DM642运行图像算法对采集进来的图像进行数字图像处理。车流量数字视频检测算法白天主要是使用改进后的帧差法进行运动检测，夜间使用车灯检测法。按照车道将采集到的公路图像化分为四部分，每部分对应一条车道。在每条车道中开设一个虚拟线圈（指图像中一个矩形检测区域，统称为虚拟线圈），当有车压过虚拟线圈时会引起虚拟线圈内像素值发生变化。根据此变化控制I/O口产生每条车道的相应脉冲，处理后发出脉冲给公路交通信号机，控制交通灯，从而达到实现智能交通的目的。同时，可以通过网络将车流量信息传到监控中心。
1.3.3 声学检测
声学检测法主要是通过声光控传感器来检测的。通过不同坏境下的
声音判断是否有车辆经过，不过，这种方法的误差很大，一般情况下不给于采用。
1.3.4 磁力计检测
基于空间磁力计检测车流量的方法上通过空间磁通门磁力计和地磁感之间的感应系统来检测，它的测量精确度可以达到大小为1n1T以下的稳定或者低频交变的磁场，其应用范围涉及深空探测和地球物理学等许多领域。这种系统的信号处理系统应用了相关检测原理。经过多位实验者的多次实验证明，这种系统的灵敏度、线性度都能达到较好的效果。噪声和分辨率的测试实验结果也能达到较为理想的结果。但是和线外线检测系统相比，精度还是要差一点，而且较于红外线检测系统来说，成本较高，也不容易实现。
1.3.5 激光雷达检测方法
激光雷测法采用的是激光测距传感器、激光位移传感器、激光距离传感器以及激光距仪等作为探测器来检测车流量的。这种方法也有精度高，抗干扰能力强等特点，但是它的成本特别高，一般不采用。
考虑到成本及技术问题，本次设计将采用的是红外线检测法。
2系统的工作原理
2.1车流量检测系统的工作原理
红外线矩阵法是一种利用红外线矩阵检测设备检测道路上机动车流量的方法以及道路交通监测系统。它利用红外线发射和接收方向较强的特点，在车辆以过的路面上安装密度适当的几排红外线发射接收电路，组成红外线矩阵，红外线检测矩阵由两排嵌入路面内的接收器和安装在其上方几米处的发射器组成，两排接收器之间的距离为0.5～2米，每排接收器由若干间隔0.2～0.9米的接收管和接收电路组成。接收管在没有遮挡的情况下可以接收发射器发出的信号，接收电路中产生低电平，接收管在受到遮挡的情况下收不到发射器发出的信号，接收电路中产生高电平。因此，根据车驶入，通过，驶出测试区时，以及行车方向，车辆型号，并排行车的数量等状态引起的矩阵内各点高低电平的复杂变化，通过硬件电路的设计和软件算法的处理，最终统计出经过该测量区域内双向并排经过的多辆车的车流量测量。
2.2 系统需求分析
随着城市车辆的增多，道路情况变得复杂，如何对道路车流量进行监控，对统计、预测城市道路交通情况至关重要，同时这也是对城市道路运行情况合理调度的重要依据。而目前对城市道路监测多以通过视频为主，甚至会采取人工记数，这对每条道路在某个时段车辆的频率或通行的车型不易做到长期、精确的统计。因此，需要设计一种低成本、高效率的智能识别装置，来促进对道路交通情况的监测水平。
2.3 系统总体模块设计
本系统是借用单片机采用模块设计的车流量检测系统，只要有车
量经过，就会挡住两个发射和接收红外线传感器之间的传感信号，这样就能根据车量的流动情况对流量进行检测。对于正常的情况下还会有并行的车量经过，本系统也做了设计。系统的总体设计如下图2.1所示：
图2.1 系统总体模块图
本系统采用红外线传感器作为采集信号对车流量进行检测，红外线传感器采集到信号之后，经电源电路和滤波放大电路之后，再传到单片机进行处理，单片机再将处理结果由LCD显示在银频上。如果采集到的信号是低电平的话就会显示是：“0”，反之高电平的话就是：“1”。系统会通过出现低电平的次数来统计车流量，
3 系统硬件设计
3.1单片机技术
3.1.1单片机简介
单片机（Single Chip Microcomputer Or One Chip Microcomputer）是将微机的CPU、存储器、I/O接口和总线制作在一块芯片上的超在规模集成电路。由于单片机具有体积小、功能全、价格低、软件丰富、面向控制、开发应用方便等到特点，又可将其嵌入产品内部，使产品智能化，因此得到其广泛的应用。其结构如图3.1所示：
图3.1 单片机的基本结构
1. 中央处理单元（CPU）
中央处理单元CPU（Central Processor Unit）也称为微处理器，具有算术运算、逻辑运算和控制操作的功能，是微型计算机的核心部分。它由算术逻辑单元ALU、寄存器组（Register）、控制器（Control Unit）组成。
2. 存储器
存储器（Memory）的主要功能是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象，不管是程序还是数据，在存储器中都用二进制的“1”或“0”表示，统称为信息。为实现自动计算，这些信息必须预先放在存储器中，存储器由寄存器组成，可以把它看成是一寄存器堆。
3. 总线
总线是把计算机各个部分有机地连接起来的一组并行导线，是各个部分之间进行信息交换的公共通道。微型计算机中连接CPU、存储器和各种I/O设备并使它们之间能够相互传送信息的信号线及控制信号线称
为系统总线。系统总线上除电源线、地线外，主要有3组总线，它们是地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。
语言的特点，又能便于理解、记忆，计算机采用了助记符来编写指令—汇编语言。它采用有关英语缩写来描述指令特征。例如：MOV A，#0AH；它是表示把一个立即数0AH送到累加器A的操作。这种方式编写的程序称为汇编语言源程序。很多单片机应用系统的程序既可用汇编语言软件编写也可以用高级语言软件编写。但汇编语言程序能够直接操作机器硬件，优点是指令的执行速度快，汇编语言指令代码的执行效率是最高的。因此本设计就采用汇编语言进行编程。计算机只能识别二进制代码—机器语言。为了既能体现机器。
3.1.2 ATmega16L单片机
ATmega16L 特征是高高性能，低功耗的A VR 和8位微控制器，先进的RISC架构，最单时钟周期执行3 2×8通用工作。非易失性程序和数据的记忆-16k字节的在系统自我可编程闪存耐力：10000写入/擦除周期，可选的开机程式码区段与独立锁定位在系统编程，由单晶片开机程序真正的阅读边写操作512字节的EEPROM 耐力：100000写入/擦除周期千只字节内部的SRAM 编程锁软件安全的JTAG协会（1149.1兼容）接口-边界扫描的能力，根据该标准的JTAG 广泛的片上调试支持-编程的闪存，EEPROM的，引信，并锁定位通过JTAG接口，周边功能-两个8位定时器/计数器与单独p rescalers和比较模式一个16位定时器/计数器与独立分频器，比较模式，捕获模式-实时性与反独立的振荡器四P WM的渠道8通道，10位A DC 8单端渠道7微分渠道，在TQFP 封装，只2微分渠道，与可编程增益在1x ，10倍，或200倍-字节为导向的2线串行接口可编程串行usart 主从S PI串行接口可编程看门狗定时器与单独对片上振荡器-单晶片模拟比较特殊的微控制器的特点上电复位和可编程掉电检测内部校准的RC振荡器-外部和内部中断源-六睡眠模式：空闲，ADC的降噪，电力储存，电源关闭，待机并延长待机I / O和软件包3 2可编程I / O线40引脚P DIP，44铅T QFP封装和44瓦的M LF 操作电压，2 .7- 5. 5V的为atmega16l ，4.5- 5.5V的为atmega16，速度0为8 MHz为atmega16l，0--16兆赫为atmega16.
它的引脚设置为：
图3.2 A Tmega16L引脚图
3.2 传感器简介
3.2.1 传感器的基础知识
(1)传感器的定义
传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常用敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，转换元件是指传感器能将敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分。
传感器输出信号有很多形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
(2)传感器的组成
通常，传感器由敏感元件和转换元件组成。但是由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换可以安装在传感器的壳体里或与敏感
元件一起集成在同一芯片上。因此，信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分。如图3.3所示。
图3.3传感器组成方框图
（3）传感器的分类
传感器的种类很多，不胜枚举，在不同的应用领域应用不同的
传感器。它的分类也很多种，常见的是按输入量可分为：位移传感
器、温度传感器、速度传感器、压力传感器，还有红外线传感器。
而这次的设计就用到了红外线传感器。
3.2.2 红外线传感器
利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。
红外线又称红外光，是指波长大于700nm的不可见光，波长介于可见光和无线电波之间，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。红外线(指中、远红外线）不受周围可见光的影响，故可在昼夜进行测
量。运用红外线的这种原理制造的传感器成为红外传感器，它是一种基于光电效应的接近觉传感器。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。一般红外光电式传感器选择在近红外区，即760～2500nm段内，大多数发光器件为880nm和930nm两个系列。红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。光电检测元件常用的是光敏元件，其材料一般为砷化钾(GaAS）等半导体，它能吸收光能并将之转化为电能，当测量距离不同时，光的强度改变导致电流变化，再把电流经过放大及相关处理，就可以达到测量距离的目的。
将发射红外线的发光二极管和感知红外线的接受二极管组合在一起就可以实现红外线通讯。本次设计所用红外传感器的工作原理图如图3.4所示。如果有车量经过时，单片机输出的电平信号为“1”，如图3.4(a)所示，没有车量经过装置时，红外传感器的发射端发射出的信号到达了接收端，单片机检测到的电平信号就为“1”，单片机通过计数功能计算出现“1”的次数来统计车流量。
反之，如图3.4（b）示，装置分别装有发射的接收两个红外传感器。当有车量经过时，车量挡住了发射端发出的信号到接收端，这样，检测到的电平信号就是低电平，单片机会根据检测到的“0”的次数通过单片机计数功能统计车流量。
a
b
图3.4 红外线传感器工作示意图
红外传感器有三条引线，分别是电源线、接地线，控制线。其内部含有高频的滤波电路，专门用来滤除红外线合成信号的载波信号(38KH)，并送出接收到的信号。当红外线合成信号进入红外接收模块，在其输出端便可以得到原先发射器发出的数字编码，控制器做出相应的控制处理。红外是通过发射端发射红外信号，接收端接收由障碍物反射回来的红外信号，来判断是否有障碍物。
3.3系统总体设计
3.3.1 系统总体功能模块
系统的总功能模块设计如图3.5所示，整个装置可划分为三部分，分别为采集部分，信号调理部分和识别处理部分。在应用中，由于本次设计的是没有返程的,所以在需要的路段可以将多个装置分别安装在各个路段两侧，以采集到有效的数据，再经过信号的调理、信号判断处理等过程，最终将处理结果汇总到最近的上位机节点，然后将各地方节点汇总到中心工作站，从而对数据进行存储、分析、统计，达到道路车流量检测的目的。为掌握各路段车辆通行规律，预测车流高峰和堵车高峰，作出合理调度和措施提供依据。但本设计没涉及到这一点。
图3.5系统总框图设计
1 采集部分
本部分采取了矩阵理念，分别用红外线发射和接收管组成检测区矩阵电路，当有车辆驶入检测区，将会遮挡部分发射和接收管，从而引起电路中电平的变化。因此通过对车行驶情况的充分分析，设计识别算法，微处理器就能按照算法，将车辆的行驶状况识别出来。本文将以实验模型，说明设计思路。
矩阵采集区以发射电路和对应在其下方的接收电路组成，发射部分由两排红外线发射管，每排八个组成。接收电路由正对每个发射管的接收管组成，同样是两排的测量层次，和每排八个单元的测量密度。
在实际应用中，为了提高识别的准确性和适应道路状况，可以合理的增加矩阵中的测量层次和采集点密度，还需要根据实际情况对识别算法简单修改。
2 信号调理部分
主要作用是将采集的信号进行放大、整理，达到微处理器能够处理的程度，再根据处理部分的需要选通矩阵中的测量排。原理图如图3.6。其中(a)部分是将接收管所产生的微弱信号变化进行放大，在相应的引脚部位体现出来，
道路车辆检测技术概述 近年来，随着我国交通运输事业的蓬勃发展，智能交通系统（ITS）的研究和应用越来越得到重视，交通运输部于2011年4月颁布了《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》，提出“必须把推进交通运输信息化建设摆在‘十二五’规划中的突出位置”。准确、实时、完整的交通信息采集是ITS的基础，而车辆检测器则是对动态交通信息进行实时采集的基础设施。 随着电子技术、通信技术和计算机技术的不断发展，车辆检测器也由过去比较单一的种类发展为采用不同技术手段，具有多类型、多品种、多系列的交通车辆参数检测器家族。按信息采集方式的不同，可分为固定型检测技术和移动型检测技术。固定型检测技术可分为磁频采集、波频采集和视频采集3类，主要有感应线圈检测器、磁力检测器、微波检测器、超声波检测器、红外线检测器和视频检测器等，目前我国道路监控系统中，使用最多的是感应线圈车辆检测器、视频车辆检测器和微波车辆检测器3种。移动型检测技术目前主要有浮动车法、车辆识别法和探测车法等，运用的技术主要有基于GPS的定位采集技术、基于汽车牌照自动判别的采集技术、基于电子标签（Beacon）的定位采集技术和基于手机探测车的采集技术。 1磁频类车辆检测器 磁频类车辆检测器是基于电磁感应原理的车辆检测器，主要有感应线圈检测器、磁性检测器和地磁检测器等，其中感应线圈检测器是目前使用最广泛的交通流量检测装置。 1．1感应线圈检测器 感应线圈检测器是地埋型检测器，其传感器为一组通有一定工作电流的环形感应线圈。当车辆进入环形感应线圈所形成的磁场时，引起电路中调谐电流的频率或相位变化，检测处理单元通过对频率或相位变化的响应，得出一个检测到车辆的输出信号。感应线圈检测器可直接提供车辆出现、车辆通过、车辆计数及车道占有率等交通流信息。调查表明，用2m×2m的标准感应线圈对交通流量进行检测，其精度可达到98%～99%。通常在同一车道内埋设2个感应线圈，根据测定车辆
哈尔滨工业大学 制造系统自动化技术作业 题目：零件质量的自动化检测系统设计 班号： 学号： 姓名： 作业三零件质量的自动化检测系统设计
PS 一、零件结构图 二、自动检测项目 （1）孔是否已加工？ 如图1所示，利用光电传感器来检测孔是否已加工。1PS 、2PS 、3PS 三个光电 传感器接受光信号，其中1PS 和3PS 检测从凸台两侧反射回来的光信号，2PS 检测从凸台中心线出反射回来的光信号。当孔已加工则所测得的波形如图3中2PS 所示，若孔还没有加工 则2PS 所测得的波形和1PS 、3PS 所测得的波形相同，故可以通过波形来确认孔是否已加工。 2 工件检测示意图图 3 检测波形图 ）面A 和B 是否已加工？ 图4为检测A,B 面是否加工的检测原理图，光电传感器发射装置发射脉冲， PG 2
若两个面均已经加工，则接收装置可以在工件经过时候接收到光电脉冲。若A,B 面没有加工，则在工件经过时检测不到光电脉冲。 图4 工件检测图 （3）孔φ15±0.01精度是否满足要求？ 方向设计一个类似于塞规的测定杆，在测定杆的圆周上沿半径方向放置三只电感式位移传感器。测量原理如图所示。假设由于测定杆轴安装误差，移动轴位置误差以及热位移等误差等导致测定杆中心O1与镗孔中心O存在偏心e，则可通 过镗孔内径上的三个被测点W1，W2，W3测出平均圆直径。在测定杆处相隔τ，φ 角装上三个电感式位移传感器，用该检测器可测量出间隙量y 1,y 2 ，y 3 。已知测 定杆半径r，则可求出Y1=r+y1,Y2=r+y2,Y3=r+y3。根据三点式平均直径测量原理，平均圆直径D0=2×(Y1+aY2+bY3) 1+a+b ,公式中a,b为常数，由传感器配置角决定，该测量杆最佳配置角度取τ=φ=125°，取a=b=0.8717。偏心e的影响完全被消除，具有以测定杆自身的主机算环为基准值测量孔径的功能，可消除室温变化引起的误差，确保±2μm的测量精度。 图5 孔径测定原理图
10KV 母线回路故障检测控制器软硬件设计方案 徐源 南阳理工学院电子与电气工程系 一、系统功能架构设计 根据附件一的要求,设计故障检测与控制系统架构如下: 高压支线电压送入电压互感器后获得合适的 AC 电压, 经感应电压调整器调整成两路电压,一路作为电压采集信号,一路为驱动电路和执行电路供电,为保证系统整体的稳定性和可靠性,在电压调整器上增加一个抑制峰值电压和反向电涌的抗干扰模块,采集到的电平信号经 A/D数模转换以后,送入 CPU 进行处理,当检测到电平信号的异常后,触发 CPU 的中断系统,在小于 0.1us 时间里对事件反应,先由 CPU 软件进行去抖动处理,滤除干扰信号, 然后判断出故障类型, 由 CPU 发出指令, 由调节执行电路完成高压线回路继电器的通断闭合,从而排除或正确判断故障类型。
系统信息适时通过 LED 屏幕或者 LCD 屏幕进行指示,并且延时参数等信息都可以通过面板的控制键盘进行设置,必要时可以用红外遥控器进行设置。 为保障系统的稳定运行,防止 CPU 死机,采用“看门狗”来防止软件意外的发生;为获得系统的适时故障检测信息, 采用 RTC 时钟并对系统进行适时监控, 并把故障信息存储在 8K 的 EERPOM 中去,防止掉电信息丢失,并可以适时对系统历史信息进行查询;数据通信采用 485总线和综自计算机进行通信。 此系统的自动化程度相对来说很高,功能更强大,稳定性也比较高,可以实现时时故 障显示和判断,甚至是简单故障的排除,人员的劳动强度和安全性得到有效保障,因为系统在很短时间内就可以排除故障或显示故障类型,对电力设备的安全有更大的保障。 二、故障检测控制器走线图
智能交通管理网络系统中城市道路监控设计 随着机动车数量的逐年增长,城市交通问题也日益突现出来。交通拥挤,车流不畅,大大影响了人们的出行速度,进而降低了生产和工作效率。因此,城市交通拥挤问题成为当今我国城市发展的重要问题。实践证明,解决城市交通问题的有效方法是在现有交通基础设施的基础上,提高交通管理水平,达到从根本上解决问题的目的。先进的交通管理系统可以有效提高城市现代化交通的有效利用率和交通流量,减少道路的交通拥挤程度,交通事故的发生率以及由于交通拥挤交通事故等造成的出行延误。城市智能交通管理系统正是通过对高科技、高水平的技术的应用,来提高交通管理系统的工作效率,达到改变城市交通混乱的局面。 智能交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。城市智能交通系统是由交通信息采集和信息处理、决策、发布两部分组成。交通信息实时采集系统是交通路面的高清数字化视频系统采集。通过实时交通视频实时检测,记录来往车辆类型、车速等数据,将各监测点的各时段车辆行驶状态、车型种类、违法类型、平均车速、车流量、堵塞路口及路段的交通情况准确、快速、实时地发往交通指挥中心。道路交通信息接收、处理和发布系统是通过设置的交通信息采集网络,获取各种实时道路交通情报,经过综合处理和分析等,及时发布路面交通状况信息,向交通参与者提供有关信息,方便其选择出行路径。对采集来的信息通过计算机程序筛选处理,配合综合交通信息平台、GIS电子地图、交通疏导的决策支持 等综合信息处理,分析得出整个交通的动态交通流分布状况和交通管理的预警信息,最后形成一目了然的诱导信息。 智能交通把交通信息统计系统和电子警察执法处罚系统引入到城市道路监控中,实现了城市道路的点面结合式监控,提高了城市整体安全防范水平,缓解了日益严重的交通压力,加强了驾驶员遵守交通法规的意识,降低了恶性事件发生率。下面主要介绍交通监控的几个系统及应用:
车流量检测技术综述 胡明亮1，李飞飞 2 ，钟德浩3 （1、江西方兴科技有限公司，江西南昌330003） （2、江西省高等级公路管理局泰井管理处，江西南昌330003） （3、江西省高等级公路管理局瑞赣养护中心，江西南昌330003） 摘要：车流量检测是交通管理与控制的基础。在综述了车流量检测的传统方法、技术特点和 存在的问题后，重点分析了基于视频图像的车流量检测技术，并对其发展趋势进行了展望。 关键词：信息工程；视频图像；车流量检测；数字图像处理 0 前言 城市智能交通已逐步得到社会各界的广泛关注，如何通过智能交通系统建设来缓解日益严重的交通问题已成为交通领域的研究热点。车流量检测系统是智能交通(ITS)的基础部分，在城市道路建设、国道高速公路建设、隧道桥梁建设以及交通流的基础理论研究中占有很重要的地位。近年来，逐渐发展起来了以空气管道检测技术、磁感应检测技术、波频检测技术和视频检测技术等[1～2]为代表的多种交通检测技术[3]。车流量检测主要是通过各种传感设备对路面行驶车辆进行探测，获取相关交通参数，以达到对公路各路段交通状况及异常事件的自动检测、监控、报警等目的。 较其它方法而言，基于视频图像的检测技术涉及到视频采集、通信传输、图像处理、人工智能以及计算机视觉等多个学科，具有安装维修灵活、成本低、应用范围广、可拓展性强和交通管理信息全面等优点，并已经在国内外高速公路和公路的交通监控系统中得到应用。常用的基于视频图像的车辆检测算法有：灰度法、背景差法、相邻帧差法、边缘检测法[4]等。随着图像处理技术、计算机视觉、人工智能的发展和硬件处理速度的提高，基于视频图像的车流量检测技术得到了广泛的应用。本文对各种车流量检测方法进行了综述，并对基于视频图像的车流量检测研究工作进行了展望。 1 传统车流量检测方法 按照车辆信息获取方式的不同，实际应用当中已经产生了空气管道检测技术、磁感应检测技术和波频检测技术。 1.1 空气管道检测技术 空气管道检测是接触式的检测方法，在高速公路主线的检测点拉一条空心的塑料管道并作固定，一端封闭，另一端连接计数器，当车辆经过塑料管道时，车轮压到空气管道，管内空气被挤压而触动计数器进行计算车流量的方法。 显然，该方法只能获取单一的车辆信息，且方法繁琐，寿命短，已经被磁感应检测等技术所取代。 1.2 磁感应检测技术 磁感应检测器可分为线圈和磁阻传感器两种。环形线圈检测器是目前世界上应用最广泛的一种检测设备，由埋设在路表下的线圈和能够测量该线圈电感的电子设备组成。车辆通过线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数。图1利用一个LC振荡器和一个通用单片机即构成了感应线圈检测系统。当感应线圈的电感L发生变化时，LC振荡器的振荡频率也随之变化，由单片机获取其振荡频率并通过频率变化给出高/低电平信号来判断是否有车辆通过[5～6]。磁阻传感器的基本原理是在铁磁材料中会发生磁阻的非均质现像（AMR）。当沿着一条长且薄的铁磁合金带的长度方向施加一个电流，在垂直于电流的方向施
智能环境监测系统的设计 Design on the intelligent system of monitoring environment
摘要 系统主要由数据采集端和移动监控终端两部分组成。采用16位单片机SPCE061A为处理核心，在数据采集端，利用两片CD4067BE分别挂接16只DHT11温湿度传感器和16只光照强度传感器；采用10位ADC实现对环境声音的实时录制，加入OV7670摄像头进行实时拍照监控，最后把所采集到的数据帧通过NRF905无线传输模块传送到移动监控终端。在移动监控终端，通过NRF905接收数据，将处理后的环境参数数据进行显示，接收到的语音压缩编码通过10位DAC进行解码播放，通过按键切换进入全屏环境参数显示模式或全屏监控照片显示模式，并将接受到的环境参数、声音、照片存储到SD卡中。本文以SPCE061A超低功耗单片机为核心，设计了通用智能终端和智能温湿度传感器，重点介绍了该终端和传感器的任务、硬件、软件以及控制算法的设计与实现。硬件方面，介绍了系统各个部分的设计思想、原理电路以及，并给出了系统总硬件原理图；另外，为了实现系统的低成本和低功耗，在满足设计要求的前提下，尽可能选用了价格低廉和低功耗的元器件。软件方面，采用了时间触发的混合调度器模式设计，对系统各个任务进行了设计，并给出了系统软件低功耗设计方法。 关键词：SPCE061A；多节点；无线传输；HMI Abstract The system is designed for two parts of data acquisition terminal and mobile monitoring terminal. Its processing core is SPCE061A which is a 16 bits mcu. In the data acquisition terminal, 16 DHT11 of single bus temperature, humidity sensor and 16 light intensity sensor are hung on two CD4067BE. The environmental sound is recorded to coding and compression with 10 bits ADC which is built in the mcu at any time. Add OV7670 which is a camera module to monitor at anytime. ALL collected data is transmitted to the mobile monitoring terminal through NRF905 of wireless transmission module. In the mobile monitoring terminal, the data is received through NRF905.The environmental parameter data is displayed after dealing with and the compression coding of speech is decoded to play with 10 bits DAC.We can switch to full-screen environment parameter display mode or full-screen picture display mode with the keys. At last, the environmental parameter, sound and photos are stored to the SD card.Based on the SPCE061A ultra low power microcontroller as the core, a general intelligent terminal and intelligent temperature and
万方数据
第４期王小利，等：单片机自动检测系统的设计 ５３ 统中采用按键选择单片机类型，驱动继电器开关电路选择不同的测试电路来改变下载模式以完成支持不同类型的单片机。检测过程中，控制命令由ＣＰＬＤ发出，分析按键选择状态，控制继电器的跳变及ＬＥＤ灯点亮的情况，与单片机进行串行通信，将数据写入单片机的Ｉ／Ｏ接口；同时ＣＰＬＤ从单片机Ｉ／０日读出数据，分析读写数据之间的关系，来完成ＣＰＬＤ对单片机故障的检测旧。。具体如图１所示。 图１ 系统整体结构框图 ２．１ ＣＰＬＤ控制模块的设计 本模块为检测单片机的核心模块，它需要实现与单片机串行通信、ＬＥＤ控制、按键输入模式控制、继电器跳变控制，共需５２个输出控制端口，若采用单片机来进行控制，会大大增加电路设计的复杂度以及电路的功耗和体积等。故在设计中采用了ＣＰＬＤ。ＣＰＬＤ具有高集成度、高可靠性以及硬件逻辑结构的可描述性等特点。在本模块中，ＣＰＬＤ主模块包含核心芯片、时钟电路和ＪＴＡＧ编程端口，主芯片选用Ａｈｅｒａ公司 ＭＡＸ ＩＩ系列中的ＥＰＭｌ２７０Ｔ１４４Ｃ５芯片，该芯片拥有 １ ２７０个宏单元，内部最高工作频率达到３０４ ＭＨｚ，１４４ 脚ＰＬＣＣ封装，可以提供１１６个可用Ｉ／Ｏ接口（见图 ２）。 Ｒ翮 Ｉ 模块 Ｉ 时钟模块电源模块 按键模式选择模块继电器控制模块 图２控制模块设计单元结构框图 ２．２ ＪＴＡＧ并口下载模块 并口下载模块（图３）使用７４ＨＣ２４４芯片，它为１个３态输出的８组数据缓冲器和驱动芯片，具有：①执行下载操作时，令ＤＢ２５的Ｄ３Ｄ２＝００，７４ＨＣ２４４各 个缓冲器均处于工作状态，Ｐｃ机并口上的Ｄ４、Ｄ５、 Ｄ７、ＡＣＫ几个信号分别通过各自的缓冲器与单片机上 ＳＣＫ（ＰＩ．７）、ＭＯＳＩ（Ｐ１．５）、ＲＥＳＥＴ、ＭＩＳＯ（Ｐ１．６）几个 引脚相接，传输数据。下载完成后，Ｄ３Ｄ２＝ｌｌ，７４ＨＣ２４４等缓冲器处于高阻态，即用于转换输入、输 出的信号电平，从而保证单片机与计算机间通信的准确性，真正实现在线编程功能。②增大了并口的驱动能力在实际电路中，常将几个缓冲器并联起来当作一个使用，以进一步增强缓冲器的驱动能力‘５引。 图３并ＬＪＦ载模块 ２．３ 串口收发／程序下载模块 为了实现单片机的自动监测，在本模块中，采用 ＣＰＬＤ与单片机进行串行通信，在串行通信中，遵循串 行数据传输协议（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ＵＡＲＴ），当总线处于空闲时为高电平，开始传送数据时首先发送１个低电平的起始位，起始位后面是数据位，数据位的传送顺序是低位在前，高位在后，数据位后面可以有奇偶校验位，最后是停止位，停止位可以是ｌ、１．５、２位的高电平。除了数据的传输和接受２个信号线以外，ＲＳ２３２还有握手信号和振铃信号，在本设计中采用了无硬件握手的传输方式，即只使 用ＲＸＤ和ＴＸＤ２个信号线。硬件的主要功能在 哪锨［激 嬲磊一 万方数据
车流量检测技术综述 胡明亮1，李飞飞2 ，钟德浩3 （1、江西方兴科技有限公司，江西南昌330003） （2、江西省高等级公路管理局泰井管理处，江西南昌330003） （3、江西省高等级公路管理局瑞赣养护中心，江西南昌330003） 摘要：车流量检测是交通管理与控制的基础。在综述了车流量检测的传统方法、技术特点和 存在的问题后，重点分析了基于视频图像的车流量检测技术，并对其发展趋势进行了展望。 关键词：信息工程；视频图像；车流量检测；数字图像处理 0 前言 城市智能交通已逐步得到社会各界的广泛关注，如何通过智能交通系统建设来缓解日益严重的交通问题已成为交通领域的研究热点。车流量检测系统是智能交通(ITS)的基础部分，在城市道路建设、国道高速公路建设、隧道桥梁建设以及交通流的基础理论研究中占有很重要的地位。近年来，逐渐发展起来了以空气管道检测技术、磁感应检测技术、波频检测技术和视频检测技术等[1～2]为代表的多种交通检测技术[3]。车流量检测主要是通过各种传感设备对路面行驶车辆进行探测，获取相关交通参数，以达到对公路各路段交通状况及异常事件的自动检测、监控、报警等目的。 较其它方法而言，基于视频图像的检测技术涉及到视频采集、通信传输、图像处理、人工智能以及计算机视觉等多个学科，具有安装维修灵活、成本低、应用范围广、可拓展性强和交通管理信息全面等优点，并已经在国内外高速公路和公路的交通监控系统中得到应用。常用的基于视频图像的车辆检测算法有：灰度法、背景差法、相邻帧差法、边缘检测法[4]等。随着图像处理技术、计算机视觉、人工智能的发展和硬件处理速度的提高，基于视频图像的车流量检测技术得到了广泛的应用。本文对各种车流量检测方法进行了综述，并对基于视频图像的车流量检测研究工作进行了展望。 1 传统车流量检测方法 按照车辆信息获取方式的不同，实际应用当中已经产生了空气管道检测技术、磁感应检测技术和波频检测技术。 1.1 空气管道检测技术
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解 本次设计题目是光照强度自动检测显示系统设计，既然是系统设计，我们可以将其分解为模块，把复杂问题简单化。 数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。 测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。 显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。 二、设计任务要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强） 1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出； 2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；
3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计； 4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格）； 5）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性； 给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。 3、完成课程设计报告。 三、设计所需基础知识及工具 1、基础知识 电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、 比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数 字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测 量电路等部分知识。 2、设计工具 电子电路EDA仿真软件：Multisim 电子线路设计软件：Protel99SE。
佰誉达 车流量检测雷达 （本产品已通过国家道路交通安全产品质量监督检验中心公安部交通安全产品质量监督检测中心认证） 用户手册 佰誉达科技 深圳
目录 一、微波车流量检测雷达概述 (1) 1.1用途 (1) 1.2描述 (1) 1.3技术指标 (2) 1.3.1微波指标 (2) 1.3.2检测指标 (2) 1.3.3通信指标 (2) 1.3.4环境与可靠性指标 (2) 1.3.5电源指标 (2) 1.3.6物理指标 (3) 1.4应用领域 (3) 1.4.1路口模式（城市交通） (3) 1.4.2高速公路（城市交通、高速公路） (3) 1.5典型应用 (3) 1.5.1路口模式（城市交通） (3) 1.5.2路段模式（城市交通、高速公路） (4) 二、微波车流量检测雷达的安装 (6) 2.1设备组成 (6) 2.2设备安装 (6) 2.3工程安装 (7) 2.4雷达接口 (7) 三、微波车流量检测雷达的调试及使用 (7) 3.1软件运行环境 (7) 3.2软件安装 (8) 3.3软件使用说明 (8) 3.3.1主界面 (8) 3.3.2 设备参数 (8) 3.3.3雷达参数 (9) 3.3.4 安装参数 (9) 3.3.5 连接雷达 (10) 3.3.6按钮功能说明 (10) 3.3.7 车道计数 (11) 3.3.8 车道流量统计直方图 (11) 四、微波车流量检测雷达数据传输 (11) 4.1雷达数据传输模式 (11) 五、微波车流量检测雷达故障排除 (12) 附录1 (12)
一、微波车流量检测雷达概述 1.1用途 车流量检测雷达是拥有完全自主知识产权的新型微波车辆检测器，利用雷达线性调频技术原理，对路面发射微波，通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，检测车流量、速度、车道占有率和车型等交通流基本信息的非接触式交通检测器。检测器主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查站和桥梁的交通参数采集，为交通管理提供准确、可靠、实时的交通情报，为实现交通智能化提供技术支持。 1.2描述 车流量检测雷达是一种工作在微波频段的雷达探测器。雷达向路面连续发射线性调频微波波束，车辆通过微波波束时反射信号，根据反射信号检测目标是否存在并计算其交通参数。每隔一定时间（1s-1000s）将各种交通流参数信息通过数据通道传输到指挥控制中心。它能可靠的检测与区分公路上的任何车辆，包括从摩托车到多轴、高车身的车辆以及拖车等，检测路上每一车道所通过的车流量、车辆速度、车道占有率、车型分类等参数。 检测器雷达采用的是中心频率为24GHz的微波信号，因此具有高频微波的所有特性，自主开发的雷达信号分析处理算法检测精度高，检测范围宽，可以跨越道路中央隔离带的防眩板、树丛及金属护栏等障碍物检测到驶过的车辆，大大降低了隔离带对检测精度的影响。同时，由于微波对环境干扰不敏感，使得其在各种天气气候条件下都保持准确的检测。 检测器采用了创新的软件设计理念，将车道的静态划分和动态划分结合起来，在使用前静态划分车道，并在使用中根据车流的实际情况调整车道的划分，对跨车道行驶的车辆可通过模糊判断，合理的将该车划分到最近的一个车道，而不会检测为两辆车，解决了城市复杂交通情况下的应用问题。 综合来说主要有以下特点： 1)自主研发，可根据需求更改数据输出接口和协议，且支持远程软件控制； 2)安装方便，维护简单。 3)高适应性，在恶劣气候条下稳定工作，不受风、雨、雾、冰雹等影响。 4)自动车道识别功能，实现0后置距离的安装。
车载车流量监控系统使用说明书
1. 车载车流量监控系统 随着现代社会人民生活水平的提高，经济的快速发展，交通拥挤、道路阻塞频繁发生，为了阻止交通拥堵现象的进一步恶化，各国政府启动智能交通计划。 智能交通系统的关键在于交通信息的采集，开发成本低、可大量布设到各个路口的基于无线传感器网络的车流量监控系统，通过控制交叉口合适的信号参数，使不同方向的车流在时间上隔离，控制车流的运行秩序，实现交叉口车辆运行的安全、有序，是解决交通拥挤的一种基本手段。 2．车载车流量监控系统编写背景、目的及意义 2.1编写背景 在汽车内安装无线通信模块，使汽车通过自身安装的传感器节点或道路基础设施上安装的无线传感器节点感知行驶途中的各种信息，已经成为提高行驶安全和城市的交通性能的一种重要手段。[1]大量的车辆传感器节点通过车上以及道路基础设施上安装的无线通信设备，可构成车载无线传感器网络[2],通过车辆之间的中继传输得到全面的城市交通信息。 车载无线网络可以让行驶者或交管部门得到车辆的状态数据和城市的交通数据。车辆状态数据包括行驶时的各种内在状态、比如位置或快慢等；交通数据包括交通流量或路面状况等。除了车上安装的传感装置外，驾驶员也可以通过对道路和交通的观察，获知复杂事件，如发生的交通事故、比较危险的路段等即时事件。 世界各国的研究机构在近年来对车载无线传感器网络持续关注，美国联邦通信委员会(FCC)1999年在5.9GHz的频谱上为智能交通通信分配了75MHz的带宽[3]，并制定了DSRC协议。这个75MHz的频带包括了7个10MHz的信道，另外还提供了1个信道用于传递控制信息和6个信道传递服务信息。DSRC协议是一个
西南交通大学 毕业设计（论文） 基于视频的车流量检测算法研究 专业: 自动化 指导老师: 侯进 二零一零年六月
西南交通大学本科毕业设计（论文）第I页 院系信息科学与技术学院专业自动化 年级2006级姓名安伟 题目基于视频的车流量检测算法研究 指导教师 评语 指导教师(签章) 评阅人 评语 评阅人(签章) 成绩 答辩委员会主任(签章) 年月日
毕业设计任务书 班级自动化2班学生姓名安伟学号2006 专业自动化 发题日期：2010 年1月1 日完成日期：2010 年6 月15 日 题目基于视频的车流量检测算法研究 题目类型：工程设计√技术专题研究理论研究软硬件产品开发 一、设计任务及要求 车流量信息是交通控制中的重要信息，其检测在智能交通系统中占有重要地位。基于视频图像处理技术的车流量检测系统，通过安装在道路旁边或者中间隔离带的支架上的摄像机和图像采集设备将实时的视频信息采入，经过对视频图像的处理分析可以进行车流量的实时检测。基于视频的车流量检测系统有易安装、维护及实现方便等明显的优势，非常有利于交通系统的管理及控制。具体要求如下： 1. 对图像进行预处理 2. 进行车流量的统计 3. 人机界面简单清楚友好 二、应完成的硬件或软件实验 采集视频图像，对图像进行分析处理，完成车流量的统计，与实际通过车辆数目比较，分析本系统的正确检测率。 三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等） 1. 毕业设计论文（必须完全符合学校规范，内容严禁有丝毫的抄袭剽窃） 2. CD-R（含论文，程序，程序使用说明书，演示视频，盘面注明姓名，专业，日期） 3. 英文翻译按学校规定，导师无特殊要求
某水库大坝安全监测自动化系统设计与施工 摘要：本文重点从某水库大坝的安全监测自动化系统的实施，谈到了对测位的布置、信号传输及设计、施工，同时也对防雷等问题做了分析。 关键词：水库大坝；监测；自动化；设计实施 0 前言 在土石坝安全监测自动化系统中，基础土建是其重要组成部分，往往由于认识的不足和工程应用研究较少，造成系统脆弱，成为水利自动化推广普及以及向深层次发展的屏障。为此，应重视并研究水利自动化系统的基础土建问题，为新建、改建及扩建的自动化工程建立可行的基础条件。 １测位布置 测位的布设原则是在满足大坝安全监测需求的基础上与自动化建设过程及长期稳定运行相适应的综合建设体系。某水库枢纽工程由土坝、溢洪道、输水洞和水电站等组成。土坝坝型为粘土心墙坝，最大坝高63m，坝顶长267m。目前实施的主要测点及监测项目有：大坝渗流压力、浸润线、绕坝渗流、上游坝坡渗透压力、心墙渗透压力、坝基渗透压力、排水导渗降压效能、地下水位、渗流量、库水位、温度场等。主要监测方法为测压管传感器法。主要监测设备为测压管、渗压计、投入式压力传感器、超声波水位流量计、电磁流量计、铂电阻温度传感器等。自动化系统的设计要求是将各测点采集的监测数据传送到监测中心站，由监测中心站完成数据处理与存储过程，实现土坝安全监测的自动化。 2 信号传输 大坝安全监测自动化系统是国内外近年来发展较快的应用技术，其系统的土建设计与施工目前还缺乏想应的行业规范，实施中遇到的主要问题有传输路径研究、设备保护、线路防护等，防护过程包括防止人为破坏、气候因素造成的破坏、电磁干扰及雷电轰击等。过去的水库管理中，曾有过自动化的雏形，如单一的远传水位计或坝体内预埋传感器等，信号传输路径通常是线路直埋或配合部分架空敷设，多数设备不可避免地在外力场、温度及电磁场的作用下很快夭折。总结其破坏形式，主要是外力破坏（如剪刀、拉力等）、生物破坏（如鼠嗑、虫灾等）、雷击破坏等；而内力破坏则不多见。这种系统一般只适应单测点的场合，而且不能改变结构，极易造成系统报废。 当前实施的土石坝安全监测自动化系统是一个具有相当规模的综合系统，是集多项目、多测位和多传感器于一体的自动化工程系统。从国际坝工管理发展趋势和我国水库水资源在现化国民经济中的重要地位考虑，在一改过去粗放型管理模式，朝着美化、细化和人文化的方向发展的基础上，建立经济、可靠、运行稳定的实用型信号线敷设和传感器仪表箱设计安装等方面是值和研究的。从多种传
传感器原理及应用课程 设计说明书 设计题目：光照强度自动检测显示报警控制 系统设计 学号： 姓名： 完成时间：2010、12、13至2010、12、19 总评成绩： 指导教师签章：
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计 一、题目的认识理解 本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。 数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。 测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。 显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。 自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，打开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。 一、设计任务要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强） 1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计； 3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计； 4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格）； 5）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性； 给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。 3、完成课程设计报告。
车流量检测系统设计 随着我国经济的快速发展交通安全的有效保障显得尤其重要,并且对交通管理的要求越来越高。与此同时各种各样的道路监控设备也应运而生。雷达监控系统视频监控系统地表传感系统激光检测系统等相继应用。由此计算机科学与现代通信等高新技术运用于交通监控管理与车辆控制以保障交通顺畅及行车安全。而实时获取交通车流量的车辆检测技术是是进行交通管理必不可少的一个步骤。随着我国城市车辆使用的增多道路状况同时也变得复杂如何对道路车流量进行实时监控对统计、预测道路交通状况十分重要并且同时这也是对道路车辆运行情况高效调度的一项十分的重要参考依据。而且当前对道路监测多使用视频方法有事还可能采用人工计数方法此方法对每条公路在某个时间段车辆行驶情况不容易做到长时间、高效的统计。因此我们需要进行一种低成本、高准确率的智能识别装系统的设计由此促进对高速路口交通情况的检测水准。 本文设计了一种基于A T89C51单片机的车速检测系统。其主要原理是将红外传感器测得的电平信号传递到单片机中通过单片机判断处理、计数等功能实现车流量的检测。本系统传感电路采用的的是红外传感矩阵利用单片机实时对传感器的输出数据进行连续读取通过特定的算法处理数据然后送显示或者发出报警信号。本系统致力于为路口车流量的监控服务从而形成对路口行车的科学管理减少交通事故的发生。 1、工作原理及总体方案选择 1.1车流量监测系统的工作原理 红外线矩阵法是一种利用红外传感器组成的红外线矩阵检测设备检测道路上机动车流量和车速的方法。它是利用红外线发射和接收方向较强的特点在车辆经过的路面上安装密度适当的几排红外线发射接收电路由此组成红外线矩阵红外线检测矩阵由两排嵌入路面内的接收器和安装在其上方几米处的发射器组成两排接收器之间的距离为0.5到2米每排接收器由若干间隔0.2到0.9米的接收管和接收电路组成。接收管在没有遮挡的情况下可以接收发射器发出的信号接收电路中产生低电平接收管在受到遮蔽的状况下下收不到发射器发出的信号接收电路中出现高电平信号。因此根据车辆驶入、通过、驶出检测区域以及车辆行驶方向并排行驶车辆的流量等情况引起的矩阵内部各测试点高低电平信号的变化经过硬件电路设计和软件编程计算方法，最终统计计算出经过该测量区域内双向并排经过的多辆车的车流量测量。 1.1.1系统总体模块设计 本系统是利用单片机并且采用模块化设计来设计车流量检测系统只要有车辆经过就会挡住两个发射和接收红外线传感器之间的传感信号这样就能根据车量的流动情况对车流量进行检测。当然对于正常的情况下还会有并行的车量经过本系统也做了设计。系统的总体模块图如下图1
山东建筑大学 课程设计说明书 题目：监控视频中道路车流量检测系统设计课程：数字图像处理课程设计 院（部）：信息与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级：电信 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2013年6月
目录 摘要································································································II 1 设计目的 (1) 2 设计要求 (1) 3 设计内容 (2) 3.1运动车辆检测算法比较 (2) 3.2形态学滤波 (5) 3.3车辆检测 (6) 3.4车辆计数 (9) 3.5软件设计 (9) 总结与致谢 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
摘要 获得实时的交通信息是当前各种检测方式的前提，但是现有的信息采集方式并不能满足交通管理与控制的需求。随着计算机技术的快速发展，基于视频的检测技术在交通中得到了广泛的应用，同其它检测方式相比，它具有检测范围大、设置灵活、安装维护方便、检测参数多等优点。基于图像处理的视频检测方式近年来发展很快，已成为当今智能交通系统的一个研究热点。本论文对视频交通流运动车辆检测的内容进行了深入地研究。结合视频图像详细的介绍了视频检测中的背景更新、阴影去除、车辆分割等关键技术和算法，介绍了视频检测的方法。最后在MATLAB的平台上进行了系统实现设计。实验结果表明，该算法具有一定的可行性，能够快速的将目标参数检测出来关键词：MATLAB；帧间差法；车辆检测
随着经济的发展,人民生活水平的提高,汽车保有量大幅增加,怎样安全高效地对交通进行管理,就显得非常重要.解决这一问题的关键是建立智能交通系统(ITS),其中车辆检测系统是智能交通系统的基础.它为智能控制提供重要的数据来源 作为ITS的基础部分,车辆检测系统在ITS中占有很重要的地位,目前基于视频的检测法是最有前途的一种方法,它是通过图像数字的方法获得交通流量信息,主要有以下优点:(1)能够提供高质量的图像信息,能高效、准确、安全可靠地完成道路交通的监视和控制工作.(2)安装视频摄像机破坏性低、方便、经济.现在我国许多城市已经安装了视频摄像机,用于交通监视和控制.(3)由计算机视觉得到的交通信息便于联网工作,有利于实现道路交通网的监视和控制.(4)随着计算机技术和图像处理技术的发展,满足了系统实时性、安全性和可靠性的要求 2 设计要求 通过对视频流中的车辆进行检测和跟踪，准确地统计每个车道流量、平均车速、平均车道占有率、车队长度、平均车间距等信息为交通规划，交通疏导和车辆动态导航领域提供一系列指导。 设计车辆检测与识别方法和车流量统计方法，实现监控视频中道路车流量检测。通过实验验证检测精度。
2014 ~ 2015学年第1 学期 《专业综合课程设计》 课程设计报告 题目：压力检测系统的设计 专业：电子信息工程 班级：11电信一班 姓名： 指导教师：
电气工程学院2014 年11月23日
压力检测系统的设计 摘要 压力参数指标在工业化生产中有着广泛的应用，诸类仪表中，变送器的应用最为广泛、普遍，变送器大体分为压力变送器和差压变送器。压力测量对于保障正常的工业化生产有着重要的意义，对于本测控电路的设计，通过智能微压力（差压）变送器将物理型号变成电信号后，在经过模数转换芯片0809输送到单片机中所进行的硬件电路设计。通过80C51单片机的编程设计，完成对硬件电路的控制作用。0809是美国国家半导体公司生产的工艺8通道，8位逐次逼近式模数转换器。然后连接显示器，显示测量时的动态数据。本次课题设计最终结果是对输入信号进行显示与对比，而后输出最终结果，并且在上显示最终结果。 关键词：微压力（差压）变送器、0809转换器、压力传感器、转换器、显示器
目录 第一章设计背景 (1) 一设计任务及内容 (1) 二压力检测系统的设计的目的及意义 (1) 第二章压力检测系统的整体设计 (2) 一压力检测系统的原理 (2) 二模块的划分 (2) 2.1模块划分：............................... 错误!未指定书签。 2.2 各模块的具体参数 (3) 2.3 显示方式 (7) 第三章程序的设计 (8) 一程序的流程图 (8) 二程序代码 (9) 第四章仿真原理图 (13) 一仿真图 (13) 总结 (14) 参考文献 (14) 答辩记录及评分表 (14)
文章编号:100128220(2004)0420404205 基于视频的车流量检测 ①彭仁明1,贺春林2 (11四川绵阳职业技术学院,四川绵阳621000;21西华师范大学计算机学院,四川南充637002) 摘 要:介绍了目前基于视频的车辆检测算法的优点和缺点,在此基础上提出了一种新的算法,该算法自适应能力强,计算量小,可正确判断有无车辆、完成车辆的计数,实现车流量计算、车速估计.采用了预估校正和相关性修正等措施,提高了检测精度,为交通监控系统提供实时有效的交通参数. 关键词:视频;数据流;相关性;修正 中图分类号:TP399 文献标识码:A 1 引 言 随着经济的发展,人民生活水平的提高,汽车保有量大幅增加,怎样安全高效地对交通进行管理,就显得非常重要.解决这一问题的关键是建立智能交通系统(ITS ),其中车辆检测系统是智能交通系统的基础.它为智能控制提供重要的数据来源[1-3]. 作为ITS 的基础部分,车辆检测系统在ITS 中占有很重要的地位,目前基于视频的检测法是最有前途的图1 检测算法流程Fig.1 The flow of defection alg orithm 一种方法,它是通过图像数字的方法获得交通流量信息, 主要有以下优点:(1)能够提供高质量的图像信息,能高 效、准确、安全可靠地完成道路交通的监视和控制工作. (2)安装视频摄像机破坏性低、方便、经济.现在我国许多 城市已经安装了视频摄像机,用于交通监视和控制.(3) 由计算机视觉得到的交通信息便于联网工作,有利于实 现道路交通网的监视和控制.(4)随着计算机技术和图像 处理技术的发展,满足了系统实时性、安全性和可靠性的 要求. 目前常用的基于视频的车辆检测方法主要有:灰度 比较法、背景差法、帧差法、边缘检测法.灰度比较法采用 对路面和车辆的灰度统计值来检测车辆.但它对环境光 线的变化十分敏感.背景差法计算当前输入帧与背景图 像的差值,以提取车辆,但背景图像需实时刷新[3],其检 测精度很大程度上依赖于背景图像的可靠性.帧差法是 将相邻两帧相减,对保留的运动车辆信息进行检测,环境 光线变化对其影响不大[4].然而当摄像头的抖动引起相 邻两帧背景点的相应“抖动”时,该方法不能完全将背景 滤除,从而引起误判,而且对于静止或车速过慢的车辆, 该方法不能有效检测.边缘检测法能够在不同的光线条 件下检测到车辆的边缘,利用车体的不同部件、颜色等提 供的边缘信息可进行静止和运动车辆的检测[5],但是对①收稿日期:2004-09-02 作者简介:彭仁明(1969-),男,四川广安人,绵阳职业技术学院讲师,主要从事电子类教学和科研工作. 第25卷Vol 125 第4期No 14西华师范大学学报(自然科学版)Journal of China West Normal University (Natural Sciences )2004年12月Dec 12004