智能交通系统通过IWR1642毫米波传感器监控城市的健康

智能交通前沿技术应用案例1. 无人驾驶汽车无人驾驶汽车是智能交通领域的重要前沿技术之一。

通过激光雷达、摄像头、传感器等设备，车辆可以自动感知周围环境并做出反应，实现自动驾驶、减少交通事故、提高交通效率。

2. 智能交通信号灯智能交通信号灯利用物联网技术和人工智能算法，可以根据实时交通状况进行智能调整。

交通信号灯可以根据车流量、行人数量等情况自动调整信号灯的时间，以最大程度地提高交通效率。

3. 智能交通管理系统智能交通管理系统通过远程监控、数据分析等技术手段，可以实时监测交通状况、预测交通流量、优化交通路线，提供交通指引等服务，从而提高交通管理的效率和准确性。

4. 智能停车系统智能停车系统利用车牌识别、车辆定位等技术，可以实现无人值守的停车管理，避免传统停车场的拥堵和管理不便。

车主可以通过手机APP预约停车位，系统会自动引导车辆到达指定停车位，提高停车效率和用户体验。

5. 智能交通安全监控系统智能交通安全监控系统通过摄像头、传感器等设备，可以实时监控交通违法行为，如闯红灯、超速等，同时可以进行自动识别和记录，并及时报警和处理，提高交通安全管理的效率和准确性。

6. 智能交通导航系统智能交通导航系统结合地理信息系统和实时交通数据，可以为驾驶员提供最佳路线规划和交通状况信息，帮助驾驶员避开拥堵区域，提高驾驶效率和交通流畅度。

7. 智能公共交通系统智能公共交通系统通过实时定位、智能调度等技术，可以提供乘客实时公交车位置、到站时间等信息，方便乘客合理安排出行时间，提高公交运营效率和服务水平。

8. 智能交通大数据分析智能交通大数据分析利用大数据技术和人工智能算法，对交通相关数据进行分析和挖掘，可以发现交通瓶颈、预测交通流量、优化交通路线等，为交通管理和规划提供科学依据。

9. 智能交通事故预警系统智能交通事故预警系统通过车辆之间的通信和交互，可以实时监测车辆的行驶状态和周围环境，当发现有可能发生事故的情况时，及时发出预警信号，提醒驾驶员采取相应措施，减少交通事故的发生。

传感器在智能城市中的应用智能城市是当今城市发展的一个重要趋势，可以通过先进的技术和创新的解决方案来提高城市管理的效率和居民的生活质量。

而传感器作为智能城市建设中不可或缺的一部分，发挥着举足轻重的作用。

本文将探讨传感器在智能城市中的应用以及对城市发展所带来的积极影响。

一、智慧交通管理在智能城市中，交通管理是一个关键领域。

传感器技术可以用于实时监测交通流量、车辆定位和车辆速度等信息，通过数据分析和处理为交通管理部门提供准确的信息，以便进行智能化的交通控制。

例如，通过在交通信号灯上安装传感器，可以实时监测道路上的车辆数量和流量情况，并根据实时需求进行信号灯的调整，以优化交通流动，减少拥堵和排放。

二、智能能源管理传感器在智能城市的能源管理中起着至关重要的作用。

通过在建筑物、家庭和工厂等地方安装传感器，可以实时监测能源的使用情况，包括电力、水和燃气等。

这些数据可以用于分析和优化能源消耗，提高能源利用效率。

例如，传感器可以检测到某个区域的能源浪费情况，并提供相应的建议，以帮助降低能源消耗和减少环境污染。

三、智慧环境监测传感器技术在智能城市中的另一个重要应用是环境监测。

通过在不同地点布置传感器，可以实时监测空气质量、温度、湿度等环境指标，并通过数据分析和处理提供准确的环境信息。

这些数据对于城市的环境保护和空气质量改善具有重要意义。

例如，当空气质量超过一定限制时，传感器可以发出警报，促使相关部门采取措施改善空气质量。

四、智慧城市安防传感器在智能城市的安防领域中发挥着重要作用。

通过在城市各个角落布置传感器，可以实时监测安全状况，例如监控摄像头、烟雾传感器等。

这些传感器可以及时发现并报警潜在的安全隐患，提高城市的安全性。

例如，当监控摄像头检测到可疑行为时，可以自动触发报警系统，并通知相关人员进行处理。

五、智慧城市服务传感器技术的应用还可以改善城市的公共服务和居民生活质量。

通过在公共设施中安装传感器，可以实时监测设施的使用状况，并根据需求进行优化。

地铁车辆智能监测系统随着城市交通的不断发展，地铁作为一种高效、快捷的交通方式，得到了越来越多人的青睐。

然而，地铁安全问题也逐渐引起人们的关注，特别是在车辆运行过程中可能出现的故障或异常情况。

为了确保地铁运行的安全性和稳定性，地铁车辆智能监测系统应运而生。

地铁车辆智能监测系统是一种集成了传感器、数据采集与处理、远程监控等技术的系统。

它能够实时监测地铁车辆的运行状态，及时发现并处理车辆故障或异常情况，确保地铁运行的连续性和安全性。

下面将从传感器、数据采集与处理、远程监控三个方面介绍地铁车辆智能监测系统的工作原理和应用。

1. 传感器地铁车辆智能监测系统中的传感器起到了关键的作用。

传感器能够实时感知车辆的各种参数，如速度、温度、压力等，将这些数据传输到数据采集装置进行处理。

通过传感器的监测，可以有效地监控车辆的运行状态，及时发现异常情况。

2. 数据采集与处理地铁车辆智能监测系统中的数据采集与处理模块负责将传感器采集到的数据进行收集和处理。

数据采集装置将传感器采集到的数据进行格式化和整理，并传输到数据处理中心。

数据处理中心利用算法和模型对数据进行分析和判断，通过与事先设定的阈值进行比较，判断车辆是否存在故障或异常情况。

3. 远程监控地铁车辆智能监测系统的远程监控功能使得监测人员可以通过监控中心对车辆进行远程监控和操作。

监测人员可以实时获取车辆的运行状态和故障信息，并迅速采取相应的措施。

同时，远程监控还能够对车辆进行实时的数据采集和处理，提供有效的决策依据。

地铁车辆智能监测系统的应用有助于提高地铁运行的安全性和可靠性。

首先，通过实时监测车辆的运行状态，可以及时发现和解决故障或异常情况，避免事故的发生。

其次，远程监控功能使得监测人员可以迅速采取措施，保证地铁运行的连续性和稳定性。

此外，通过对采集到的数据进行分析和处理，还可以对地铁车辆进行预测性维护，提高车辆的使用寿命和运行效率。

在未来，地铁车辆智能监测系统还可以与其他交通管理系统进行集成，实现更高效、智能的交通运输。

AWR1642 77GHz 单芯片毫米波传感器：能感测到非常细微的动静，检测车内乘坐情况传感技术正在提升车内的安全和舒适性能，准确判断车内人员入座情况及位置变得越来越重要。

据圣何塞州立大学统计，平均每年有37 名儿童热死在车中，其中超过一半（发生的事故）是由于父母或监护人将婴儿遗忘在车中而发生的。

毫米波（mmWave）传感技术可以在极具挑战的环境条件下（如明亮的光线和黑暗中）检测到人的位置。

与其他传感技术不同，毫米波具有非接触性和非干涉性，可以穿过塑料、干墙和衣服等材料，使传感器可以隐藏在面板背后，放置在车内或车内的其他材料内。

例如，超声波传感器无法区分人和静物，摄像机在明亮或黑暗的环境下无法检测到婴儿。

具有片上存储器和数字信号处理器的AWR1642 77GHz 单芯片毫米波传感器非常适合以上应用，因为它能够感测到非常细微的运动、甚至是呼吸，从而提示有人存在。

我们使用AWR1642 评估模块来演示静态车辆内的情况。

为了达到演示目的，传感器将从天窗悬挂下来，朝向后座，如图1 所示，尽管在真实的应用中它更可能被放置在座椅靠背内部，后视镜周围或车顶等地方。

整个检测处理过程，包括消除可能存在的静态杂波的算法，都是在传感器上完成的。

在图1 中，宝宝Max 正盖着毯子在儿童座椅上睡觉。

虽然有毯子，传感器不仅能够检测到Max，而且准确盘但其位置为右后座位。

图1：采用TI 毫米波传感器进行车内婴儿检测实验。

毫米波传感器被悬挂在天窗上。

在可视化图表中检测结果显示为一张热量图。

在图2 中，两个人并排坐在后座上。

两个红色框表示毫米波传感器检测他们所在位置。

由于毫米波传感器可以远距离看到并区分人体，因此该技术可以轻松扩展为检测到多排座位的车辆的情况。

图2：TI 的毫米波传感器可检测到坐在后座上的两个乘客在图3 中，传感器检测到的车外的人可能是入侵者。

用于检测车辆内部载用情况的传感器同样可以检测附近人员。

如用先进的算法，则很有可能可以区分人和移动的物体如风中的树枝等。

智能交通前沿技术应用案例智能交通前沿技术应用案例：1. 自动驾驶汽车：自动驾驶汽车是一种利用人工智能技术和传感器实现无人驾驶的汽车。

它能够通过感知周围环境、分析道路状况并做出决策，实现自主导航和安全驾驶。

自动驾驶汽车的出现将极大地提高交通效率和安全性。

2. 交通流量优化：利用智能交通技术可以对城市交通流量进行优化调控。

通过收集和分析交通数据，可以实时监控交通状况，并智能调整信号灯配时，优化道路通行能力，减少交通拥堵，提高通行效率。

3. 智能交通信号灯：智能交通信号灯利用传感器和通信技术，可以感知车辆和行人的实时情况，智能调整信号灯的配时，提高道路通行能力和交通安全性。

例如，在没有车辆通过时，可以将红灯时间缩短，以减少等待时间。

4. 智能导航系统：智能导航系统利用定位技术和交通数据，可以实时监测交通状况并规划最优路径。

通过导航系统的引导，驾驶员可以选择避开拥堵路段，减少行车时间和燃料消耗。

5. 智能停车系统：智能停车系统通过使用传感器和通信技术，可以实时监测停车位的使用情况，并将信息传输到手机应用程序或导航系统中。

驾驶员可以根据系统提供的信息，快速找到空余停车位，减少在停车场里寻找停车位的时间。

6. 交通事故预警系统：交通事故预警系统利用车载传感器和通信技术，可以实时监测车辆的行驶状态和周围环境，提前发现潜在的交通事故风险，并向驾驶员发出警告。

这有助于减少交通事故发生的可能性，提高交通安全性。

7. 智能交通管理平台：智能交通管理平台是一个集中管理和监控交通设施和交通数据的系统。

它可以实时收集和分析交通数据，为交通管理者提供决策支持，并优化交通流量和交通安全。

8. 电动汽车充电网络：随着电动汽车的普及，建立一个智能的电动汽车充电网络是必要的。

通过智能充电桩和充电管理系统，可以实现电动汽车的远程充电和智能调度，提高充电效率和用户体验。

9. 智能交通监控系统：智能交通监控系统利用视频监控和图像识别技术，可以实时监测交通状况和交通违法行为。

光学传感器在智慧城市管理中的应用有哪些在当今快速发展的城市化进程中，智慧城市的概念日益深入人心。

智慧城市旨在通过运用先进的技术手段，实现城市资源的高效配置、城市管理的精细化以及居民生活的便捷化。

而光学传感器作为一种重要的感知技术，在智慧城市管理中发挥着举足轻重的作用。

光学传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，其工作原理基于光电效应、光的折射、反射等物理现象。

根据不同的工作原理和应用场景，光学传感器可以分为多种类型，如光电二极管、光电倍增管、电荷耦合器件（CCD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器等。

在交通管理领域，光学传感器大显身手。

交通流量监测是城市交通管理的重要环节，通过在道路上安装光学传感器，如激光传感器或红外线传感器，可以实时监测车辆的数量、速度和流向。

这些数据能够为交通信号灯的智能控制提供依据，从而优化交通流量，减少拥堵。

例如，当传感器检测到某个方向的车辆流量较大时，交通信号灯系统可以自动延长该方向的绿灯时间，提高道路的通行效率。

此外，光学传感器在智能停车管理中也发挥着重要作用。

在停车场入口和内部安装光学传感器，可以实时检测车位的占用情况，并将信息传输到云端，车主可以通过手机应用程序提前了解停车场的空位信息，快速找到停车位，避免了在停车场内盲目寻找车位的烦恼，提高了停车效率。

在环境监测方面，光学传感器同样不可或缺。

空气质量监测是环境监测的重要内容之一，利用光学传感器可以检测空气中的颗粒物浓度、有害气体浓度等指标。

例如，基于光散射原理的颗粒物传感器能够测量空气中 PM25 和 PM10 的浓度，为空气质量评估和污染治理提供数据支持。

同时，光学传感器还可以用于水质监测。

通过检测水中的浊度、色度等光学参数，可以实时了解水质的变化情况，及时发现水污染事件，保障居民的用水安全。

在城市安防领域，光学传感器也扮演着关键角色。

视频监控系统是城市安防的重要组成部分，其中的摄像头大多采用光学传感器来获取图像信息。

铁路平交道口智能集控预警系统周 帅，周 培，武恒颉，周灵钰(南京铁道职业技术学院，南京 210056）摘要：传统铁路道口的安全防护措施因其低效性和高昂的成本，以及潜在的安全隐患，已经无法满足当前的发展需求。

为应对这一挑战，提出一种创新性的铁路道口无线通信智能集控预警系统，旨在确保铁路道口工作人员和交通参与者的生命财产安全。

结合远距离L o R a无线射频通信技术、基于O p e n M V的车辆与行人目标识别技术，计算机联锁技术等设计一款低功耗、易部署的无人值守的铁路道口远程集中管理系统，从而提升铁路运营效率，并增强铁路运输的安全保障水平。

关键词：铁路道口；无线通信；OpenMV；计算机联锁中图分类号：U284.15+1 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2024)03-0106-07Intelligent Centralized Control System for Early Warning of RailwayLevel CrossingsZhou Shuai, Zhou Pei, Wu Hengjie, Zhou Lingyu(Nanjing V ocational Institute of Railway Technology, Nanjing 210056, China) Abstract: The traditional safety protection measures for railway crossings can no longer meet the current development needs due to their low efficiency, high cost and potential safety hazards. To meet this challenge, this paper proposes an innovative intelligent centralized control system based on wireless communication for early warning of railway crossings, which aims to guarantee the life and property safety of the staff and traffi c participants at railway crossings. The LoRa long-range radio-frequency communication technology, OpenMV-based vehicle and pedestrian target recognition technology and computer based interlocking technology are combined to design a low-power, easy-to-deploy remote centralized management system for unattended railway crossings, which can improve the effi ciency of railway operation, and enhance the safety of railway transport.Keywords: railway crossing; wireless communication; OpenMV; computer based interlocking DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2024.03.020收稿日期：2023-10-07；修回日期：2024-02-19基金项目：南京铁道职业技术学院大学生创新训练项目（yxkc2022026）发明专利：2023实用新型专利（ZL202320583648.0）第一作者：周帅（2003—），男，主要研究方向：城市轨道车辆应用技术，邮箱：*****************。

二、多选题（每题4分, 共5题）1.在发展智慧都市旳过程中，一般运用旳“新一代信息通信技术”手段包括？答案对旳互联网云计算电话通信迅速交通2.下列选项中，企业最为关注旳三个“智慧都市支撑技术”包括？答案错误云计算技术面向服务旳体系构造三网融合物联网技术3.下列选项中，属于实现都市交通智能化旳关键在于？答案对旳交通信息旳实时性交通信息旳科学性交通信息旳全面性交通信息旳精确性4.物流系统SaaS服务重要是面向平台旳不一样对象，为其提供？答案对旳联盟车库车管家物流供应链配货通5.济宁市工作旳重点体目前？答案对旳建设统一旳网络中枢平台提高信息基础设施水平实施信息惠民工程发展智慧产业三、判断题（每题2分, 共10题）1.通过调研，顾客（政府、事业单位）和企业均认为“政府旳统一规划指导”是推动智慧都市发展旳最重要原因。

答案错误对旳错误2.基于SOA来建立统一灵活旳IT基础体系构造，通过创立与详细技术和最终顾客访问终端无关旳服务，应用于多种顾客旳多种服务渠道，可保证一致旳顾客体验，提高顾客旳满意度。

答案对旳对旳错误3.SOA重要是技术支持，并不提供系统集成开发旳重要措施及方略。

答案对旳对旳错误4.都市数据融合中包括旳虚拟数据视图、海量数据汇聚与存储、数据融合与处理和智能挖掘几种方面都波及大数据技术。

答案对旳对旳错误5.智慧都市建设中，数据参照模型是通过数据旳差异化来到达数据旳共享和互换。

答案对旳对旳错误6.ETC区可以满足广大司乘人员在服务区享有到集“停车、加油、修理、餐饮、娱乐、住宿、物流”等于一体旳一站式服务。

答案对旳对旳错误7.行业资源整合与服务平台架构需灵活，可扩展性强，可实现软件系统应用厂商有关旳AP 接入。

答案对旳对旳错误8.智慧小区服务平台建设是为了服务小区民众，建设重心是小区。

答案对旳对旳错误9.建设统一支撑旳信息安全平台，按照属地管理、全面覆盖、技术保障、责任到人旳原则。

答案对旳对旳错误10.济宁市智慧都市项目优先选用外地企业和产品，择优择强，吸引智慧都市建设领域IT著名企业在本市设置企业。

交通毫米波雷达频段交通毫米波雷达是一种应用于交通领域的无线传感技术。

它利用毫米波频段的电磁波，可以实现对车辆和行人的高精度探测和成像。

毫米波频段一般指的是30 GHz到300 GHz之间的频段，具有很高的穿透能力和分辨率。

下面将介绍交通毫米波雷达频段的特点和应用。

1.特点交通毫米波雷达频段在交通领域有着独特的特点和优势。

1.1 高精度探测：毫米波频段的电磁波具有很高的分辨率，可以实现对车辆和行人的精确探测和跟踪。

它可以准确测量目标物体的位置、速度和距离，为交通管理和安全提供有效的数据支持。

1.2 强穿透能力：毫米波频段的电磁波在雨、雪、雾等恶劣天气条件下仍具有较强的穿透能力。

这使得交通毫米波雷达在各种气候条件下都能正常运行，并能够准确地识别和追踪目标。

1.3 安全性高：交通毫米波雷达是一种非接触式传感技术，不会对目标物体产生任何干扰或危险。

相比于其他传感技术，例如红外线或激光雷达，交通毫米波雷达更加安全可靠，不会对人体健康造成任何损害。

1.4 多目标探测：交通毫米波雷达可以同时探测多个目标物体，不会因为目标数量增加而影响探测能力。

这使得交通毫米波雷达在拥挤的交通环境中仍能保持高效的工作。

2.应用交通毫米波雷达频段在交通管理和交通安全领域具有广泛的应用。

2.1 行人检测：交通毫米波雷达可以实现对行人的高精度探测和跟踪。

它可以识别行人的位置、速度和行进方向，为交通信号控制和行人安全提供重要的数据支持。

2.2 车辆检测：交通毫米波雷达可以实现对车辆的准确定位和跟踪。

它可以检测车辆的数量、速度和间距，为交通管理和道路拥堵监测提供重要的信息。

2.3 交通事故预警：交通毫米波雷达可以通过监测交通流量和车辆行驶状态，实时警示可能发生的交通事故。

它可以提供车辆间的安全距离和车辆的碰撞风险评估，帮助驾驶员避免交通事故。

2.4 高速公路收费：交通毫米波雷达可以实现对车辆的自动识别和计费，提高收费效率和准确性。

它可以识别车辆的牌照号码和车型，实时计算车辆的通行费用。

城市轨道交通的智能安全监测与控制系统城市轨道交通作为现代都市不可或缺的公共交通方式，其安全运行对城市经济和社会生活具有重要影响。

随着我国城市轨道交通线网的不断扩张，提高运营安全水平、确保乘客出行安全已成为当务之急。

智能安全监测与控制系统正是基于这一背景应运而生，通过高科技手段实现对轨道交通运行状态的实时监控和预警，从而有效提升运营安全。

本文将重点介绍城市轨道交通的智能安全监测与控制系统的基本原理、关键技术及其应用。

系统概述城市轨道交通的智能安全监测与控制系统主要包括以下几个部分：传感器与监测装置、数据传输与处理系统、中心控制系统和远程监控终端。

传感器与监测装置传感器与监测装置是系统的感知层，主要功能是实时采集轨道交通线路、车辆和设施的状态信息。

这些信息包括轨道几何参数、车辆运行参数、接触网状态、信号系统状态等。

传感器种类繁多，包括轨道电路传感器、加速度传感器、温度传感器、振动传感器等。

这些传感器通过各种方式（如有线或无线）将采集到的数据传输至数据传输与处理系统。

数据传输与处理系统数据传输与处理系统负责将传感器采集到的数据进行汇总、处理和存储。

其主要设备包括数据采集卡、通信设备和数据库服务器。

数据采集卡负责接收传感器信号，并进行初步处理；通信设备则实现数据在不同系统间的传输；数据库服务器则用于存储和管理海量数据。

中心控制系统中心控制系统是整个智能安全监测与控制系统的核心，主要负责对采集到的数据进行分析、处理和决策。

中心控制系统由多个子系统组成，包括信号处理子系统、故障诊断子系统、预警子系统和应急处理子系统等。

远程监控终端远程监控终端主要用于实现对整个系统的远程监控和运维。

通过远程监控终端，管理人员可以实时查看轨道交通系统的运行状态，接收预警信息，并在出现紧急情况时进行远程应急处理。

关键技术城市轨道交通的智能安全监测与控制系统涉及众多关键技术，以下是其中几个重要的方面：数据采集与融合技术数据采集与融合技术是实现智能监测的基础。

传感器技术在智能城市交通中的应用在当今快速发展的城市中，交通问题一直是人们关注的焦点。

随着科技的不断进步，传感器技术正逐渐成为解决城市交通难题的关键因素。

传感器就如同城市交通系统的“眼睛”和“耳朵”，能够实时感知、收集和传递交通信息，为交通管理和出行者提供准确、及时的数据支持，从而提高交通效率、减少拥堵、提升安全性。

一、传感器技术的类型及工作原理在智能城市交通中，常见的传感器技术包括但不限于以下几种：1、地磁传感器地磁传感器通过检测地球磁场的变化来判断车辆的存在和通过。

当车辆经过时，会对周围的地磁场产生干扰，传感器能够捕捉到这种变化，并将其转化为电信号进行传输。

这种传感器通常安装在道路下方，具有安装方便、不易受环境影响等优点。

2、微波雷达传感器微波雷达传感器利用电磁波的反射原理来检测车辆的速度、距离和位置。

它向道路发射微波信号，当信号遇到车辆时会被反射回来，传感器通过分析反射信号的时间和频率变化，计算出车辆的相关信息。

微波雷达传感器在测速和车辆跟踪方面表现出色。

3、视频图像传感器视频图像传感器通过摄像头采集道路上的图像或视频信息，然后利用图像处理技术对车辆进行识别、跟踪和分析。

这种传感器可以获取丰富的交通数据，如车辆类型、车牌号、交通流量等，但对光照和天气条件较为敏感。

4、超声波传感器超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离。

当超声波遇到障碍物（如车辆）时会被反射，传感器根据反射时间计算距离。

它常用于停车辅助系统和车辆间距检测。

二、传感器技术在交通流量监测中的应用准确的交通流量监测对于城市交通规划和管理至关重要。

传感器技术能够实时获取道路上的车辆数量、行驶速度和方向等信息，为交通管理部门提供决策依据。

例如，地磁传感器可以安装在道路的各个路段，实时监测车辆的通过情况，从而计算出交通流量。

这些数据可以帮助交通管理部门了解道路的拥堵状况，及时调整信号灯时间，优化交通流量分配。

视频图像传感器则可以覆盖较大的区域，同时监测多条车道的交通情况。

A W R1642雷达传感器的移动车辆测速测距设计秦吕,胡星星,赵耀,曾洁(成都理工大学信息科学与技术学院,成都610059)摘要:为了检测电动自行车是否超速,本文设计了一种移动电动自行车测速测距系统㊂该设计采用77G H z毫米波雷达,在AWR1642采集到回波信号后,在时域上进行F F T,通过计算其相位的变化㊁C F A R处理㊁峰值聚集㊁多普勒补偿等后,得出车辆的距离㊁速度和行驶角度,并用C A N总线传送数据到上位机,车辆的运动可以在MA T L A B的界面进行实时显示㊂将验证系统固定在公路边的平台上,对普通家用电动自行车进行测量测试结果表明,该系统可以准确测出电动自行车的距离㊁速度等信息㊂关键词:AWR1642;F M C W;移动车辆;测速;测距;测角中图分类号:T P311.5文献标识码:AS p e e d a n d D i s t a n c e M e a s u r i n g S y s t e m f o r M o b i l e E l e c t r i c B i c y c l eB a s e d o n A W R1642R a d a r S e n s o rQ i n L v,H u X i n g x i n g,Z h a o Y a o,Z e n g J i e(S c h o o l o f I n f o r m a t i o n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,C h e n g d u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,C h e n g d u610059,C h i n a)A b s t r a c t:I n o r d e r t o d e t e c t w h e t h e r t h e E-b i k e i s s p e e d i n g,a s p e e d a n d d i s t a n c e m e a s u r e m e n t s y s t e m o f m o b i l e e l e c t r i c b i c y c l e b a s e d o n AWR1642i s d e s i g n e d.I n t h i s d e s i g n,77G H z m i l l i m e t e r w a v e r a d a r i s u s e d.A f t e r AWR1642c o l l e c t s t h e e c h o s i g n a l,F F T i s c a r r i e d o u t i n t h e t i m e d o m a i n.A f t e r c a l c u l a t i n g t h e p h a s e c h a n g e,C F A R p r o c e s s i n g,p e a k g a t h e r i n g,D o p p l e r c o m p e n s a t i o n,e t c,t h e d i s t a n c e,s p e e d a n d d r i v i n g a n g l e o f t h e v e h i c l e a r e o b t a i n e d,a n d t h e d a t a i s t r a n s m i t t e d t o t h e u p p e r c o m p u t e r b y C A N b u s.T h e m o v e m e n t o f t h e v e h i-c l e c a n b e d i s p l a y e d i n r e a l t i m e i n t h e MA T L AB i n t e r f a c e.T h e v e r i f i c a t i o n s y s t e m i s f i x e d o n t h e p l a t f o r m b e s i d e t h e r o a d t o m e a s u r e t h e d i s t a n c e a n d s p e e d o f t h e o r d i n a r y h o u s e h o l d e l e c t r i c b i c y c l e.T h e t e s t s h o w s t h a t t h e s y s t e m c a n e f f e c t i v e l y d e t e c t t h e d i s t a n c e,s p e e d a n d d r i v i n g a n g l e o f t h e v e h i c l e.K e y w o r d s:AWR1642;F M C W;m o b i l e v e h i c l e;r a n g i n g;s p e e d m e a s u r e m e n t;a n g l e m e a s u r e m e n t0引言在我国外卖服务业飞速发展的今天,主要驾驶工具为电动自行车,按国家规定电动自行车时速不得超过20公里,在某些规定道路上不得超过15公里㊂但很多外卖员为节约时间而超速通过十字路口,导致交通事故不断发生[1-2]㊂为了检测是否超速通过十字路口,本文设计了一种基于AWR1642的移动电动自行车测速测距系统㊂该系统可以采集到移动车辆的速度㊁距离以及行驶方向,并且可以在上位机界面进行实时显示㊂经测试该系统的识别率高㊁功耗低㊁体积小,为监测违规行驶车辆提供了一种新的途径㊂1测量原理1.1L F M C W测距原理在L F M C W雷达系统中所有的信号其频率会随时间图1L F M C W雷达框图变化呈线性升高,这种类型的信号也被称为线性调频脉冲㊂L F M C W雷达框图如图1所示㊂其中R X和T X两个信号将在混频器合并在一起,并产生一个中频(I F)信号[3]㊂当混频器输入两个正弦信号时,其输出为一个新频率的信号,其瞬时频率等于两个输出正弦信号的瞬时频率之差,输入信号的相位之差就是输出相位[4]:x1=s i n w1t+ϕ1(1)x2=s i n w2t+ϕ2(2) x o u t=s i n[(w1t-w2t)+(ϕ1-ϕ2)](3)混频器输出信号作为时间的幅度函数是一个正弦波,因为具有恒定频率㊂故I F 信号的初始相位由下式可得[11]:ϕ0=2πf c τ(4)ϕ0=4πd λ(5)I F 信号会是一个正弦波:A s i n2πf 0t +ϕ0(6)其中,f 0=S 2d c ,ϕ0=4πdλ㊂使用调频的方法测量雷达和目标之间的距离,利用的是T X 信号和R X 目标回波信号之间的差频[6]㊂其延时(τ)可以通过数学方法推导,其中d 是与目标之间的距离,c 为光速,S 为调频连续波的斜率㊂τ=2dc(7)由图2可知,雷达前面的目标产生的中频信号的频率为:f 0=2S dc(8)所以雷达到目标的距离为:d =f 0c 2S(9)图2 发射信号㊁接收信号与中频信号频谱当频率满足下式时就可以分辨两个I F 单音信号,其中T c 为观测时长:Δf >1T c(10)又因为Δf =S 2ΔdcΔd >c 2S T c =c2B(11)故距离分辨率为:d R e s =c2B㊂距离分辨率仅取决于线性调频脉冲扫频的带宽㊂1.2 L F M C W 测速原理使用L F M C W 发出的两个线性调频脉冲,每个线性调频脉冲的距离F F T 将在同一位置出现峰值,但是相位不同[5]㊂测量的相位差对目标有一个v T c 的运动[12]㊂两个连续周期的调频连续波的相位差被用作估计目标的速度[7,15]㊂通过式(5)可得:Δϕ=v 4πT cλ(12)v =λΔϕ4πT c(13)由于速度测量基于相位差,因而存在模糊性,这种测量仅在|Δϕ|小于π时具有模糊性及v <λ/4T c ,所以速度最大为:v m a x =λ4T c(14)图3 一发两收测角1.3 L F M C W 测角原理角度估计需要至少两个接收天线[8],如图3所示㊂一根天线发送,两根天线接收进行角度测量[13],从目标到每个接收天线的不同距离导致在2D F F T 峰值有一个相位的改变,被用来估计目标的角度[5,14]㊂其相位为:Δϕ=2πΔdλ(15)在假设平面波的前提下,基本几何显示为:Δd =L s i n (θ)(16)其中L 为天线之间的距离㊂所以角度为:θ=s i n-1λΔϕ2πL(17)最大雷达视野角度的准确测量离不开|Δw |<180ʎ㊂2πL s i nθλ<π(18)所有两个间隔L 的天线可以服务的最大视角为:θm a x =s i n -1λ2L(19)在间距L 为λ/2时,导致最大视野角度为ʃ90ʎ,雷达最大角度示意图如图4所示㊂图4 雷达最大角示意图2 系统硬件设计系统控制板芯片采用T I 公司的A W R 1642㊂A W R 1642芯片是一款工作在76~81G H z 频段的单芯片毫米波雷达传感器,同时还具有4G H z 的可用带宽,有4个接收通道和两个发送通道㊂内部集成了D S P 子系统和A R M 子系统,该D S P子系统包含了高性能C 674X D S P 用于处理雷达信号[9];同时也包含1个基于A R M C o r t e x R 4F 的处理器子系统[10]㊂AWR 1642功能框图如图5所示㊂图5 A W R 1642功能框图在射频前端接收到返回信号后,在混频器中进行混频,将射频前端接收到的高频信号降低至中频信号,再使用A D C 对其进行采样㊂使用数字终端发送数据至A D C B u f f e r ,D S P 读取缓冲区的数据后进行计算,在得到车辆的距离㊁速度和行驶方向后返回数据至A R M ,A R M 通过C A N 总线再以串口的形式传输至P C 端,在上位机上实时显示车辆信息㊂硬件原理图如图6所示㊂图6 硬件原理图3 系统软件设计首先在A R M 中进行射频前端的配置,然后数据进入D S P ,D S P 对信号做距离维F F T ,将计算后的数据都存到对应的存储器中,在一帧的所有数据存储到存储器后,再进行速度维的F F T ,完成后进行C F A R ㊁峰值聚集和多普勒补偿,可以得到目标准确的距离和速度信息,之后通过角度维的F F T 获取目标的角度信息,在所有的计算完成后,D S P 处理后的数据结果会由A R M 通过C A N 总线上传到上位机,在上位机中可以进行实时显示,系统软件流程图如图7所示㊂4 系统验证系统固定在马路搭建的平台上,对行驶中的普通家用电动自行车进行距离㊁方位以及角度的测量㊂该系统的上图7 系统软件流程图位机界面使用MA T L A B R 2018a 设计编写,再实时显示从C A N 总线接收到的数据㊂MA T L A B 上位机界面如图8所示㊂测量后的车辆的移动轨迹如图9所示,车辆的速度和方向如图10所示㊂图8 M A T L A B上位机界面图9 车辆运动轨迹5 结 语为了检测电动自行车是否超速通过十字路口,本文设计了一种基于AWR 1642的移动测速测距系统,本系统具图10 车辆速度及方向有一定的稳定性㊁实用性㊁可靠性且功耗低㊂测试结果表明,该方案具有可行性,并且该系统的测量精度较高,雷达覆盖范围约70m ,雷达覆盖角度约为120度,能够有效获取车辆的速度与距离㊂参考文献[1]刘小勇.智能车辆自主换道控制方法研究[D ].重庆:重庆理工大学,2019.[2]王冬秀.关联规则挖掘的A pr i o r i 算法的改进与应用[J ].广西工学院学报,2012,23(4):2731.[3]王天润,苏中,刘宁.基于高频线性调频连续波的生命体征测量研究[J ].系统仿真学报,2018,30(11):42924297.[4]张浩然.车载毫米波雷达障碍物检测系统设计[D ].济南:山东大学,2019.[5]肖中平.基于AWR 1642的车载防撞雷达设计与实现[D ].成都:电子科技大学,2019.[6]姜小丽.原煤仓料位监测系统的研究[D ].保定:华北电力大学,2007.[7]汪洋.毫米波雷达目标检测及恒虚警处理研究[D ].广州:广东工业大学,2019.[8]于涛,郭文强,朱晓章.一种UW B 稀疏阵列天线虚拟中心阵元到达角估计方法[J ].计算机科学,2019,46(S 1):321324.[9]于寿鹏,周志权,赵占锋.无人机毫米波防撞雷达系统设计[J ].无线互联科技,2018,15(16):2023,26.[10]王珂,邓桂福,周河桥.基于A W R 1642的汽车防撞雷达设计[J ].西南师范大学学报(自然科学版),2020,45(2):9398.[11]王雪.高速移动平台下高速率雷达方式通信方法研究[D ].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[12]万方,丁建江,郁春来.一种雷达脉冲信号相位差变化率测量的新方法[J ].系统工程与电子技术,2011,33(6):12571260,1304.[13]李玉静.基于移动多媒体广播的伪码测距方法研究[D ].西安:西安科技大学,2015.[14]刘社函.基于R F I D 的室内定位算法研究[D ].长沙:湖南大学,2015.[15]张岩嵩.分布式舰载地波O T H R 的信号重构技术研究[D ].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.秦吕(硕士研究生),主要从事嵌入式方面的研究㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-07-29) 的实验验证,本文所设计的无线激光甲烷传感器能很好地解决传统甲烷探头易中毒㊁误报等弊端,同时避免了在实际使用中频繁更换传感器电池的问题,实现井下无线甲烷传感器高精度㊁远距离㊁低功耗㊁可靠的传输㊂L o -R a 通信技术在无线激光甲烷传感器上的运用有助于提升煤矿安全监控系统运维的高效性与智能性,为煤矿井下无线传感器的设计方案提供了一个有利补充,符合智慧矿山建设发展的大趋势㊂参考文献[1]赵华玮.激光甲烷传感器在煤矿工作面的应用研究[J ].煤炭技术,2016(8):164165.[2]霍振龙.L o R a 技术在矿井无线通信中的应用分析[J ].工况自动化,2017(10):3437.[3]谭燕.基于Z i gB e e 技术的井下无线瓦斯传感器节点设计[J ].煤矿安全,2017(9):107109.[3]姜源,李虎,朱洪睿.基于L o R a 无线通信的矿用瓦斯检测传感器设计[J ].煤矿机电,2019(3):1214.[4]孙继平.煤矿信息化自动化新技术与发展[J ].煤炭科学技术,2016(1):1923.[4]黄增波,叶锦娇,赵华玮.基于L o R a 技术的低功耗无线锚杆应力传感器设计[J ].煤矿现代化,2017(1):3942.[5]S E MT E C H C o r p o r a t i o n ,S X 1268L o n g R a n ge ,L o w P o w e r ,s u b G H z ,R F T r a n s c e i v e r D a t a s h e e t [E B /O L ].[202008].h t t p://w w w.s e m t e c h .c o m.[6]S E MT E C H C o r p o r a t i o n .S X 1268L o R a M o d e m L o w E n e r g yC o n s u m p t i o nD e s i g n [E B /O L ].[202008].h t t p://w w w.S e m t e c h .c o m.[7]S E MT E C H C o r p o r a t i o n .S X 1268L o R a M o d e m D e s i gn e r s G u i d e [E B /O L ].[202008].h t t p://w w w.S e m t e c h .c o m.[8]蔡文郁,张鹏鹏.基于L o R a 通信的无线传感网低功耗节点设计[J ].杭州电子科技大学学报(自然科学版),2018,38(2):1015.[9]薛光辉,赵贺,孙宗正.基于L o R a 技术的矿用无线复合传感器设计与实现[J ].煤炭工程,2020(4):166170.[10]楼亮亮,金彦亮,周苗,等.物联网节点功耗测量及电池寿命分析[J ].自动化仪表,2015,36(12):5255.苗可彬(副研究员),现主要从事煤矿安全技术与装备研究工作㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-08-12)。

传感器技术在智慧城市建设中的应用随着人们生活水平的提高，城市化进程不断加快，现代城市越来越多的运用先进科技提高城市治理效率、优化人居环境。

而在这个过程中，传感器技术则成了智慧城市建设的重要组成部分。

一、传感器技术简介传感器是一种通过感知物理量并将其转换为易于处理的信号的装置。

它们被广泛地应用于物流、工业、医疗、环境监测和废物处理等工程领域。

除此之外，传感器技术也在其他很多领域得到了广泛的应用。

二、传感器技术在智慧城市中的应用当谈到城市建设时，传感器技术的应用显然不能少。

智慧城市的优势在于将所有可能的数据进行实时监控，并进行预测和决策。

下面是一些传感器技术在智慧城市建设中的应用：1. 环境监测环境质量是城市建设中必须考虑的因素之一。

挥发性有机物（VOC）的释放、颗粒物的浓度、CO2的含量都对居住环境的质量产生影响。

传感器可以用来测量空气质量指数、降雨量、噪音等参数，从而使城市规划者能够了解各个区域的情况，并及时做出相应的处理。

2. 城市交通传感器技术在交通方面可以用于诸如快速公交系统、交通流量监控、停车指导等方面。

交通流量监控传感器可以实时地检测路面上的车辆，从而更好的管理车辆通行。

并且，应用合适的传感器技术，可快速识别交通拥堵的区域，通过编辑路线或者调整信号，来减轻拥堵情况。

3. 天气预报智慧城市在天气预报方面也需要应用传感器技术。

这有助于城市规划者制定恰当的策略相对应的天气预警情况。

例如，雨水传感器可以在预测到临近的冰雹或者暴雨天，及时关闭公共建筑物和停车场等。

4. 垃圾处理传感器技术也可以用于垃圾处理，它可以使城市管理者实时地了解垃圾桶的储量和压缩情况，从而更好地管理垃圾流量。

5. 智慧小区小区集合了许多家庭，传感器技术也可用于将其转换为智慧小区。

智慧小区的概念应该是空气质量监测，通行管理等方面提供了新的想法。

三、传感器技术的未来在未来，随着技术的不断进步，传感器技术将会在智慧城市建设中发挥更大的作用。

城市轨道交通钢轨的智能化监测与诊断系统随着城市轨道交通的快速发展和规模的不断扩大，轨道交通的安全和运行效率成为了社会关注的焦点。

而钢轨作为轨道交通的基础设施之一，其状态的监测和诊断对于保障轨道交通的安全和稳定运行具有重要意义。

为了实现城市轨道交通钢轨的智能化监测与诊断，提升城市轨道交通的安全性和运行效率，钢轨监测与诊断系统应运而生。

一、智能化监测技术1. 引言智能化监测技术是指利用先进的传感器、无线通信、大数据和人工智能技术等手段，对城市轨道交通的钢轨进行全方位的状态监测和数据采集，并通过数据分析和处理，为钢轨的维护、保养和诊断提供有力的支持。

2. 传感器技术传感器技术是智能化监测系统的核心，可实现对钢轨的位移、应力、温度等关键参数的实时监测。

通过精准的传感器数据，可以快速捕获钢轨的异常情况，并及时采取相应的维修措施，保障轨道交通的运行安全。

3. 无线通信技术无线通信技术是实现智能化监测的重要手段之一，通过建立无线通信网络，可以将传感器采集到的数据迅速传输至监测中心。

同时，无线通信技术也可以实现远程维护和诊断，提高钢轨监测的效率和准确度。

4. 大数据和人工智能技术大数据和人工智能技术可以对传感器采集到的海量数据进行深度学习和分析，从而实现对钢轨状态的智能诊断。

通过建立智能化的模型和算法，系统可以自动判断钢轨是否存在异常，并提供相应的维护建议。

二、智能化诊断系统1. 数据采集与管理智能化诊断系统通过传感器对钢轨进行全方位的数据采集，并将采集到的数据经过处理、存储和管理。

通过建立合理的数据管理机制，可以实现对钢轨状态的长期监测和分析。

2. 数据分析与诊断智能化诊断系统通过对采集到的数据进行分析和处理，提取出关键信息，如钢轨的应力分布、变形情况和磨损程度等。

通过与预设的模型和算法进行对比，系统可以判断钢轨是否处于正常状态，并对异常情况进行诊断。

3. 维护建议与预测智能化诊断系统可以根据对钢轨状态的诊断结果，提供相应的维护建议。

视觉感知传感器技术在智慧城市建设中的应用智慧城市是指通过信息技术和物联网技术将城市各个领域进行智能化改造，提升城市的运行效率、生活质量和可持续发展能力。

而视觉感知传感器技术作为智慧城市建设的重要组成部分，具有广泛的应用前景。

视觉感知传感器技术是指通过摄像机、激光雷达等传感器设备，实时收集城市中的视觉信息，如路况、行人、车辆等，并通过数据分析和处理，提供给城市管理者和居民有效的信息支持和决策依据。

在智慧城市建设中，视觉感知传感器技术发挥着重要作用。

首先，它可以帮助城市管理者更好地监测和管理城市交通。

通过部署在关键路段的摄像头和激光雷达，可以实时获取道路拥堵情况、违停车辆等信息，从而进行交通管理和调度。

例如，在拥堵的路段及时引导交通流向，提升道路通行效率；对违法停车行为进行自动识别和罚款处理，提升交通秩序。

这不仅可以改善城市交通状况，还能减少交通事故的发生。

其次，视觉感知传感器技术也在城市安防领域发挥着重要作用。

摄像头的智能化监控系统可以对城市的公共场所进行全天候监控，及时发现异常情况。

通过图像识别技术，可以快速准确地识别出人脸、车牌等关键信息，帮助公安部门破案和维护社会治安。

此外，还可以利用大数据分析技术，对犯罪模式进行预测和防范，提升城市的安全水平。

除了交通和安防领域，视觉感知传感器技术还可以应用于城市环境监测和智慧能源管理。

通过安装在城市各个角落的传感器设备，可以实时监测空气质量、噪音水平、温湿度等环境参数。

对于环境污染和异常事件及时发现，可以及时采取措施保护环境和居民的健康。

而在智慧能源管理方面，通过智能电表等设备，可以实时监测和控制城市的能源消耗，合理分配和利用能源资源，提高能源利用效率。

此外，视觉感知传感器技术还可以应用于城市的智能交通信号灯和智能停车管理系统。

通过实时监测交通流量和路口情况，智能交通信号灯可以根据实际情况进行灵活调整，避免交通拥堵和事故发生。

智能停车管理系统可以快速准确地指引驾驶员找到空余车位，提高停车效率和用户体验。

传感器技术在智慧城市建设中的应用研究在当今科技飞速发展的时代，智慧城市的建设正逐渐成为全球城市发展的重要趋势。

智慧城市旨在通过利用先进的技术手段，实现城市资源的优化配置、提高城市管理效率、改善居民生活质量。

而传感器技术作为其中的关键技术之一，正发挥着不可或缺的作用。

传感器技术，简单来说，就是能够感知和检测各种物理量、化学量或生物量，并将其转换为可测量和处理的电信号的技术。

它就像是城市的“感知器官”，能够实时获取城市各个方面的信息，为城市的智能化管理和决策提供数据支持。

在交通领域，传感器技术的应用极大地改善了城市的交通状况。

例如，在道路上安装的地磁传感器，可以实时检测车辆的存在和通过情况，从而准确地统计车流量。

这些数据被传输到交通管理中心，经过分析和处理后，可以用于优化交通信号灯的控制，减少交通拥堵。

同时，在高速公路上使用的雷达传感器，能够监测车辆的速度和间距，及时发现超速和跟车过近等危险情况，为交通安全提供保障。

另外，智能停车系统中的传感器能够感知停车位的占用情况，并将信息发送给车主的手机应用程序，帮助他们快速找到空闲的停车位，节省时间和精力。

在环境监测方面，传感器技术也发挥着重要作用。

空气质量传感器可以实时监测空气中的污染物浓度，如PM25、二氧化硫、氮氧化物等，为环保部门提供准确的数据，以便及时采取措施改善空气质量。

水质传感器能够检测河流、湖泊和水库中的水质参数，如酸碱度、溶解氧、化学需氧量等，有助于保护水资源和预防水污染事件的发生。

此外，噪声传感器可以监测城市中的噪声水平，为城市规划和降噪措施的制定提供依据。

能源管理也是智慧城市建设中的一个重要方面，传感器技术在这方面同样有着出色的表现。

智能电表和智能水表中的传感器能够精确测量居民和企业的用电量和用水量，并将数据实时传输给能源供应部门。

这不仅方便了用户对能源使用情况的了解，也有助于能源供应部门进行需求预测和优化能源分配，实现能源的高效利用。

无线电频谱感知技术在智慧城市中的应用随着城市化进程的加速，智慧城市的概念越来越被人们所关注。

作为智慧城市的基础设施之一，无线电频谱感知技术发挥着不可替代的作用。

本文将简要介绍无线电频谱感知技术的基本概念以及在智慧城市中的应用。

一、无线电频谱感知技术概述无线电频谱感知技术是指通过对无线电频谱环境的监测、分析、识别和分配，实现对空分多址通信频带资源的合理利用。

其核心是无线电频谱感知设备。

无线电频谱感知设备可以是专门的硬件设备，也可以是软件定义的无线电。

它们通过扫描、探测和分析当前频带的使用情况，获取无线电频谱使用的相关信息，以便提高频谱利用率。

无线电频谱感知技术主要的特点包括：灵活性、高效性、全面性、动态性等。

同时，它也面临着诸如不确定性、安全性、误识别等一系列问题。

因此，在实践中需要根据具体情况灵活运用。

二、无线电频谱感知技术在智慧城市中的应用1. 交通运输交通运输是智慧城市建设中的重要组成部分。

为了提高交通信号的语义信息获取、分辨能力和无人驾驶车辆的通信稳定性，需要依赖无线电频谱感知技术。

以车联网为例，无线电频谱感知技术可以监测道路上的无线电信号，发现车辆、路灯、监控器等物体产生的信号，与此同时，还可以分析车联网中各类数据包的特征，进行匹配、过滤等操作，以确保车间通信质量的稳定和可靠。

2. 智慧安防智慧安防是智慧城市建设中的关键任务之一。

无线电频谱感知技术可以监测和分析摄像头、门禁、传感器等设备产生的无线电信号，识别不同信号源，进而分析、筛选出安全事件发生的可能性以及持续的时间。

预警、监测、巡检等环节都可以受益于无线电频谱感知技术的应用。

3. 城市环境监测城市环境监测是智慧城市建设的重要组成部分，无线电频谱感知技术可以识别各种环境噪声、振动以及其他有害信号。

这些监测结果可以被用于评估环境质量并提供一些相关的环保手段。

例如，在城市环保工作中，通过监控无线电频谱感知技术可以对汙染源的产生以及与汙染相应的自然现象做出快速反应。