<th id="ba6cv"></th>

    <em id="ba6cv"></em>

    <span id="ba6cv"></span>
    0 賣盤信息
    BOM詢價
    您現在的位置: 首頁 > 技術方案 >工業控制 > 基于8013單片機和DS12C887芯片+電平轉換電路MAX3232實現多車道車輛計數系統的設計方案

    基于8013單片機和DS12C887芯片+電平轉換電路MAX3232實現多車道車輛計數系統的設計方案

    來源: elecfans
    2021-10-15
    類別:工業控制
    eye 11
    文章創建人 拍明芯城

    原標題:基于8013單片機和DS12C887芯片實現多車道車輛計數系統的設計方案

      目前,高速公路上對車輛的計數方法有的是使用環形感應線圈檢測器,檢測系統檢測送出的信號脈沖電平比較高,很容易放大和濾波,但是信號很容易受到電磁干擾,而且這種系統比較龐大,制造成本高,也有采用紅外熱釋電傳感器產品的單車道車輛計數器,計數器用中規模IC構成,具有結構簡單等特點,但僅僅適用于單車道且計數的數據不能長期保存,也無法與大型機之間實現通信。為此設計了一種基于單片機的紅外熱釋電傳感的多車道車輛計數。

      1、系統組成

      本系統由信號拾取、信號處理、單片機計數系統等部分組成。多車道車輛計數系統原理框圖如圖1所示,考慮實際情況和為方便討論,這里取4車道。

      


      紅外熱釋電傳感器產品設置高速公路各車道正上方的監測點,當車輛經過時,它將車中人體輻射的紅外光變換成電信號,由信號處理電路進行放大、濾波、門限比較,輸出脈沖信號,經光電隔離耦合可將4路脈沖信號并行輸入到單片機,通過單片機計數系統進行計數和顯示,并由鍵盤設定計數值,當計數達到設定值或計滿時發出聲光報警信號,通過人工干預,手動可以解除計數器報警和完成計數清零。此外,本系統具有通信功能,能與上位機進行實時數據交換。

      2、電路設計

      2.1 信號處理電路

      信號處理電路如圖2所示。

      

    image.png


      信號處理電路包括信號拾取、放大及雙限比較3部分,根據車輛計數的特點,選用被動式P2288型熱釋電用紅外傳感器產品作為探頭,將車輛信息轉換成電信號,該傳感器產品若加菲涅爾透鏡,對活動人體的探測距離可達10m以上,且通過對電路的靈敏度進行調節,使其對人的靈敏度距離僅為1.5m左右時,對20m遠處快速通過的車輛檢測十分靈敏可靠。

      當車輛進入探測器的有效探測距離時,熱釋電紅外傳感器產品引腳2輸出一個微弱的交變紅外輻射信號直接送到IC1a放大器的同相輸入端,由其放大2500倍后再從引腳1輸出,通過C8耦合到IC1b進行進一步的放大。

      由運放IC2a和IC2b構成窗口式的雙限比較器,用兩個二極管IN4148組成或門選擇有效電平輸出,當IC1b的引腳7電壓U7幅度Ua和Ub之間時,IC2的輸出為低電位(Up=Uol);當U7不在門限電位范圍之間時(U7》UB或U7

      放大電路輸出的信號中,不僅有被傳感器檢測到的有用信號,而且還包括了許多干擾信號,為了將被檢測信號從眾多的干擾信號中分離出來,比較器UA與UB間接入電位器R11用力調節窗口電壓ΔU,使ΔU在0-1.71V之間變化,以達到調節電路靈敏度的目的,窗口電壓ΔU=UB-UA,可用來判斷輸入信號電位是否位于指定門限電位之間,車道上每經過一輛車,P點就輸出一個脈沖。

      IC1選用低噪聲低漂移高速運算放大器,R2-R8盡可能選用誤差小、噪聲小的金屬氧化膜電阻器,C4、C8、C9選用漏電小的無極性電容器鉭電容器。

      電源電路可采用交直流自動切換供電的方式,以保證電網停電時計數系統仍然能繼續正常工作。

      2.2 光電隔離耦合電路

      光電隔離耦合電路的作用是將上述電路輸出的UP脈沖信號轉換成符合單片機要求的計數脈沖,且輸出的脈沖個數等于被檢測的行駛車輛個數。

      2.3 單片機計數系統電路

      計數顯示電路可完成對上述脈沖信號的計數和顯示。圖3是由單片機構成的計數系統框圖。

      計數系統以MCS-51系列單片機的8031為核心,8013單片機的外圍擴展了程序存儲器27C256和數據存儲器WM0016DRH,此外,用8255擴展了I/O口,同時具有時鐘單元、掉電保護、看門狗單元、通信單元以及LED(發光二極管)顯示器、鍵盤等。

      1)8031單片機及存儲器

      8031內含4kb EEPROM程序存儲器,具有功耗低、抗干擾能力強的特點,可安置于監測現場,數據存儲器WM0016DRH是一種多功能非易失性SRAM,特點如下:高速高抗干擾自保持,不怕掉電,上下電百萬次數據無丟失,斷電保護10年有效,既可高速連續讀寫,也可任意地址單字節操作,無需拼湊頁面,隨機讀寫不需等待,立即有效,輸入輸出TTL/CMOS兼容,上電復位輸出,掉電保護,內置看門狗,電源監測,不用外加電路和電池,且引腳與標準SRAM兼容。

      2)計數及顯示

      多車道車流量數對應的脈沖通過光電隔離耦合并行輸入至8031單片機的P1口,通過軟件控制和鍵盤設定計數值并用LED加以顯示,可自動循環顯示或定點顯示兩種方式,且兩者相互間可任意切換。

      當熱釋電傳感器安裝位置固定后,輸入脈沖的脈寬和占空比均取決于高速公路上車輛的車速和車距(脈寬對應車輛傳感器有效監視方位內的時間,車速和車距有限定),占空比q小于50%,為了準確拾取車流量信息,通過軟件可實現單片機對每一路并行輸入數據的讀取周期小于脈寬,且將每路各自相鄰的兩讀取周期讀取的數據進行運算(暫存前一個周期讀取的數據),若兩數據為01,則自動計1,否則計0。其中0為前一個周期的讀取數據,此時脈沖為低電平,1為后一個周期的讀取數據,此時脈沖為高電平,從而避免了對脈沖的漏計和重復計數,再把4路的讀數每一周期進行一次加運算,累加后的和就是總的車流量。

      

    image.png


      將8031單片機內的定時器/計數器設定為工作方式1,構成16位二進制計數器,采用動態掃描方式直接驅動5位十進制計數器。采用動態掃描方式直接驅動5位十進制LED顯示,最大計數值達到65536,可記錄4車輛的車流量并顯示一個月內的日流量,累計4車道一個月內的日流量總和,計數器內數據保護時間可達一個月之久。當計數器達到設定值時,聲光報警,可存儲數據,并手動復位。

      3)時鐘單元

      采用DS12C887實時時鐘芯片,具有顯示具體時間信息的功能,若設計調整和設置按鍵,可方便地對時間進行調整和設置,從而為車流量的統計提供準確的時間數據。

      4)串行通信單元

      由于單片機系統的數據存儲能力和數據處理能力有限,以及現場實時性要求較高,故單片機現場只能暫時存儲采集到的數據和對數據進行簡單處理,至于大量的數據存儲和后續復雜的數據處理可交給上位機完成,由于大型機具有RS-232標準串行口,所以通過8031單片機TTL電平全雙工串行口,附加RS-232電平轉換電路MAX3232可與上位機實現數據通信。

      3、軟件設計

      計數系統的程序主要包括系統自檢程序、系統初始化程序、鍵盤掃描程序、按鍵處理程序、顯示程序以及數據采集處理程序等,圖4所示為主程序流程。

      

    image.png


      4、安裝與調試

      本系統能否安全可靠地工作,與傳感器安放、探測靈敏度和門限比較器的域值密切相關,同時還要有較好的抗干擾措施。

      為防止車輛之外的閑雜人員引起的誤檢,可同時采用兩種措施,傳感器安放于公路各車道之正上方,且各車道互不干擾,仔細調節探測靈敏度,使之在人體移動速度之外和在車輛通過速度之內起作用。

      值得注意的是,門限比較器的域值取法很重要,它直接影響計數器的可靠性,域值太高,則靈敏度低,雖然對外界的干擾信號有所抑制,對信號的響應能力減弱,甚至不能響應,域值太低,則靈敏度高,對外界的干擾抑制能力減弱,外界干擾信號的輸入有可能產生誤計數,仔細調節電位器R11可以實現對20m處快速行駛的車輛檢測靈敏可靠。

      本系統設計采用了以下硬件抗干擾技術:

      a)系統主控部件及檢測電路的供電均采用交直流二級穩壓,以提高電源的穩定性;

      b)檢測電路中設計的無源濾波環節可抑制低頻、高頻電磁干擾的串入;

      c)通過門限“窗口”作用,對環境變化引起的越限行為進行有效的抑制;

      d)嚴格的屏蔽和接地技術,信號線均采用金屬屏蔽線,以消除空間的電磁噪聲;

      e)意防止雷、雨環境因素的影響,同時采用了軟件抗干擾技術以進一步提高系統的可靠性。

      5、結束語

      根據實際應用的需要,本系統采用了相關領域的新技術和新器件,具有多種功能,實現了智能化的監測,通過對本系統的研制和測試,該系統具有結構簡單、性能可靠、靈敏度高、智能化等特點,研究結果表面:本系統對于高速公路上20m遠處快速通過的車輛可以準確計數、顯示,并存儲和處理,為高速公路的科學管理提供原始數據。


    責任編輯:David

    【免責聲明】

    1、本文內容、數據、圖表等來源于網絡引用或其他公開資料,版權歸屬原作者、原發表出處。若版權所有方對本文的引用持有異議,請聯系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方將及時處理。

    2、本文的引用僅供讀者交流學習使用,不涉及商業目的。

    3、本文內容僅代表作者觀點,拍明芯城不對內容的準確性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保證。讀者閱讀本文后做出的決定或行為,是基于自主意愿和獨立判斷做出的,請讀者明確相關結果。

    4、如需轉載本方擁有版權的文章,請聯系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“轉載原因”。未經允許私自轉載拍明芯城將保留追究其法律責任的權利。

    拍明芯城擁有對此聲明的最終解釋權。

    相關資訊

    老司机网站免费看超级毛片,骚虎黄色视频,日本动漫黄h在线观看,免费av在线播放高清