基于压电传感器和射频读写器的车辆检测与识别系统研究

论文摘要

道路车辆检测与识别系统的研究是智能交通建设的一项关键性技术。随着传感器技术、微电子技术的发展,车辆检测与识别技术正由传统的单一磁感线圈检测向微波、红外、压电薄膜、视频以及无线电射频等检测技术发展。以压电薄膜车辆检测器为主结合无线射频装置补充识别的车辆检测与识别系统,具有寿命长,安装便利、道路损坏小等特点,在智能交通建设中具有重大的应用前景。本论文针对智能交通,围绕道路车辆检测与识别系统的需求,在分析研究国内外车辆检测和识别技术现状与趋势的基础上,确定了基于压电传感器的车辆检测与识别系统方案;进行了系统各模块的设计、系统的集成与验证实验等研究;实现了车辆在5公里/小时—200公里/小时的速度范围内的不停车称重和10厘米内的车辆信息无线射频数据交换以及对车辆行驶速度、轮距、轴距的判定。主要研究工作是:1、在查阅大量文献的基础上,分析研究车辆检测与识别系统的现状与发展趋势,进行了各类车辆检测器和识别装置的比较分析,确定了基于压电薄膜车辆检测器的车辆检测与识别系统研究方案;2、针对道路车辆运行特点和不停车称重的要求,选用MSI公司的压电薄膜轴车辆检测器,提出了两轴平行和一轴斜置的设计方案;3、针对车辆检测系统的要求,进行了基于AT89C51单片机、ADC0809型8位A/D转换模块和MAX232电平转换芯片的信号输入放大电路、模数转换电路和数据通信电路的研究;4、在进行车辆识别系统研究中,提出了基于RF500芯片为核心部件的射频读写器与车载非接触IC卡在10厘米内交换数据进而识别车籍车型的识别方案,达到了在低成本条件下对通过车辆的车籍车型进行精确识别的要求。5、进行了不停车称重验证等实验。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 道路车辆检测与识别系统的国内外现状与趋势
• 1.3 本文研究目标与主要工作
• 2 车辆检测与识别系统的总体方案设计
• 2.1 车辆检测与识别系统
• 2.1.1 几种典型的车辆检测与识别系统
• 2.1.2 几种典型的车辆检测与识别系统性能比较
• 2.2 系统总体方案设计
• 2.2.1 目的
• 2.2.2 系统设计的指标要求
• 2.2.3 系统传感器的选择
• 2.2.4 系统结构
• 3 基于压电传感器的车辆检测子系统
• 3.1 压电传感器的结构与工作原理
• 3.1.1 压电传感器结构
• 3.1.2 压电传感器工作原理
• 3.1.3 压电传感器在车辆检测中的合理应用
• 3.2 基于压电传感器的车辆检测子系统设计方案
• 3.3 车辆检测子系统硬件设计
• 3.3.1 压电传感器
• 3.3.2 传感器组的设计
• 3.3.3 单片机的选用
• 3.3.4 信号输入放大电路设计
• 3.3.5 信号判断控制电路设计
• 3.3.6 数据通信电路的设计
• 3.4 子系统软件设计
• 3.4.1 设计思路
• 3.4.2 软件的实现
• 4 基于射频读写器的车辆识别子系统
• 4.1 射频识别技术基本概念与工作原理
• 4.2 基于射频读写器的车辆识别子系统组成
• 4.3 车辆识别子系统硬件设计
• 4.3.1 硬件选择
• 4.3.2 基于MF RC500 芯片的射频读写器
• 4.3.3 电子标签（IC 卡）
• 4.4 软件设计
• 4.4.1 单片机与电子标签通信过程程序流程
• 4.4 2 应用系统与电子标签通信过程程序流程
• 5 实验验证
• 5.1 实验验证
• 5.1.1 实验系统的搭建
• 5.1.2 试验与分析
• 5.2 试验总结
• 6 结论
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献