基于微處理器的車流量數(shù)據(jù)的檢測與分析

1 前言

隨著城市車輛的增多，道路情況變得復(fù)雜，如何對道路車流量進(jìn)行監(jiān)控，對統(tǒng)計(jì)、預(yù)測城市道路交通情況至關(guān)重要，同時(shí)這也是對城市道路運(yùn)行情況合理調(diào)度的重要依據(jù)。而目前對城市道路監(jiān)測多以通過視頻為主，甚至?xí)扇∪斯び洈?shù)，這對每條道路在某個(gè)時(shí)段車輛的頻率或通行的車型不易做到長期、精確的統(tǒng)計(jì)。因此，需要設(shè)計(jì)一種低成本、高效率的智能識別裝置，來促進(jìn)對道路交通情況的監(jiān)測水平。

2 裝置總體設(shè)計(jì)

裝置可劃分為三部分，如圖1，分別為采集部分，信號調(diào)理部分和識別處理部分。在應(yīng)用中，可以將多個(gè)裝置分別安裝在各個(gè)路段兩側(cè)，最終將處理結(jié)果匯總到最近的上位機(jī)節(jié)點(diǎn)，然后將各地方節(jié)點(diǎn)匯總到中心工作站，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、統(tǒng)計(jì)，達(dá)到道路車流量檢測的目的。為掌握各路段車輛通行規(guī)律，預(yù)測車流高峰和堵車高峰，作出合理調(diào)度和措施提供依據(jù)。

裝置結(jié)構(gòu)

圖1 車流量識別裝置總體結(jié)構(gòu)圖

3 采集部分

本部分采取了矩陣理念，分別用紅外線發(fā)射和接收管組成檢測區(qū)矩陣電路，當(dāng)有車輛駛?cè)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/檢測">檢測區(qū)，將會(huì)遮擋部分發(fā)射和接收管，從而引起電路中電平的變化。因此通過對車行駛情況的充分分析，設(shè)計(jì)識別算法，微處理器就能按照算法，將車輛的行駛狀況識別出來。本文將以實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，說明設(shè)計(jì)思路。

矩陣采集區(qū)以發(fā)射電路和對應(yīng)在其下方的接收電路組成，發(fā)射部分由兩排紅外線發(fā)射管，每排八個(gè)組成。接收電路由正對每個(gè)發(fā)射管的接收管組成，同樣是兩排的測量層次，和每排八個(gè)單元的測量密度。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高識別的準(zhǔn)確性和適應(yīng)道路狀況，可以合理的增加矩陣中的測量層次和采集點(diǎn)密度，還需要根據(jù)實(shí)際情況對識別算法簡單修改。

4 信號調(diào)理部分

主要作用是將采集的信號進(jìn)行放大、整理，達(dá)到微處理器能夠處理的程度，再根據(jù)處理部分的需要選通矩陣中的測量排。原理圖如圖2。其中(a)部分是將接收管所產(chǎn)生的微弱信號變化進(jìn)行放大，在相應(yīng)的引腳部位體現(xiàn)出來，并傳輸?shù)剿拥?4HC244芯片(b)部分，將放大后的信號進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到微處理器能處理的標(biāo)準(zhǔn)信號。由圖可知，每排接收排的引腳接到一片74HC244芯片上。

圖2 信號調(diào)理部分原理圖

5 判斷處理部分

本部分主要應(yīng)用1片ATmega16L芯片作為微處理器，如圖3。

圖3 微處理器作為判斷處理部分