单片机的车流量检测仪(附件)【字数：10383】
摘 要随着我国经济建设的高速发展，机动车辆总数急剧增加，据公安部交管局统计，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆；机动车驾驶人3.6亿人，其中汽车驾驶人超过3.1亿人。面对我国城市交通系统这样的现状以及存在的问题，交通系统必须走可持续发展道路，才能适应不断增长的交通需要。这是让司机了解道路状况，避免堵塞是线路的关键点。所以，研究一款适合我国的车流量检测仪是当务之急。本文介绍了一种基于51单片机，利用感应线圈感对车辆的电磁感应特性产生电流信号进行数据采集，进过震荡电路将电流信号转化为正弦波信号，由于信号不稳定或者外界环境的干扰就需要整形电路对波形进行修正，再根据需要使得到的正弦波利用波形变化电路转换成矩形波信号，通过A/D转换最后使用单片机计数并通过数码管将数据显示出来。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3发展趋势 1
1.4主要研究内容 1
1.5线圈式检测仪的优缺点 2
第二章 系统主要研究内容 3
2.1车流量测原理 3
2.2系统硬件原理框图 4
2.3震荡电路 5
2.4整形电路 5
2.5波形变化电路 5
第三章 系统硬件设计 7
3.1环形线圈设计 7
3.1.1检测线圈的的工作原理 7
3.1.2线圈选取 7
3.2LC震荡电路 8
3.2.1耦合震荡电路的原理 9
3.2.2振荡频率和起振条件 9
3.2.3元器件参数选取 10
3.3整形电路设计 11
3.4波形变换电路设计 12
第四章 单片机电路设计 15
4.1测频电路 15
4.2显示电路 15
4.4AT89C52单片机介绍 16
第五章 软件设计 18
5.1检测方案 18
5.2软件程序及流程图 18
第六章 Proteus仿真 21
6.1Prot *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
eus仿真软件简介 21
6.2震荡电路proteus仿真图 21
6.3波形变换电路proteus图 22
致 谢 25
参考文献 26
附录一 27
第一章 引言
1.1课题背景
改革开放之后，我国经济得到了飞速发展。因为经济的提升，国民生活水平的提高随之而来的是严峻的城市交通系统问题，所以我国必须走可持续发展，智能化的道路，才能适应不断增加的交通需求。其中，交通流量检测仪作为交通信息收集的必要组成，引起行业人员的注意。
车流量检测仪的主要作用是以车辆为目标，检测道路通过车辆数量，获悉道路状况，给驾驶员提供时时的交通状态，以便选着较优的行驶路线，已达到间接解决道路拥挤的城市交通问题。雷达车辆检测仪、视频车辆检测仪及我们本片研究的环形线圈车辆检测仪等是目前使用最多的车辆检测仪。相比较于其他的车辆检测仪，环形线圈车辆检测仪具有，低成本、高准确性、可靠性好的优点。
1.2课题研究的目的和意义
国民经济的提高带来车辆的增多，城市道路情况变得越来越复杂，对城市道路车流量进行监控，对统计，预测道路交通情况成为一个至关重要的问题，同样这也是对道路运行情况合理调度的一个重要依据之一。目前对我国多为使用视频，微波等对道路进行车辆的频率进行统计。而环形线圈测流量检测仪相比于其他原理的车流量检测仪，它检测参数精度高，漏检率低，成本低，使用寿命长等优点。这些优点都使它成为目前道路控制系统运用最广泛的车流量检测设备。
1.3发展趋势
车辆检测技术是智能化交通系统里面必要的基本组成部分，其技术水平的高低直接影响城市道路监控系统整体运行和管理水平。而车流量检测仪是决定车辆检测技术水平高低的一个主要因数。近年来，车流量检测仪越来越系统化，光电一体化，而且随着微电子技术，信息处理技术的飞速发展，在很大程度上带动了车流量检测技术的进步现在随着大范围车辆识别检测器的应用，加上光纤通信系统，基于单片机的信号控制设备。强大的计算机系统和模块化模块化人工智能的使用，使交通流量检测系统（包括交通流量检测器）能够向广泛范围，全方位，智能和时间控制迈进。
1.4主要研究内容
这篇论文主要研究使用环形线圈作为车辆流量检测传感器，本文使用环形线圈的检测的检测技术，在硬件方面采用电容三点式LC震荡电路来生成正弦波信号然后采用过零比较器输入，这样我们就可以得到我们需要的矩形波信号，到了最后我们选用ATC89C52单片机芯片作为整个电路的控制核心，最后通过四位数码管把最后的数据显示出来。
1.5线圈式检测仪的优缺点
基于线圈感应原理的车流量检测仪作为一种最初始交通检测仪器之一，到现在，它也是全球在检测领域使用最多的一种。车辆通过埋地线圈，使得线圈原磁场的强度发生改变，检测频率的变化情况，并上传给单片机，以达到道路监测系统的需求。这个技术的被广泛使用的好的地方在于它的技术应经很成熟，很容易掌握并且便于使用最重要的是它造价成本和别的检测仪相比较较低。
虽然这种环形线圈式的车流量检测仪有很多优点被广泛使用，但是不得不说它还是有很多缺点是不能掩盖的。首先，由于线圈式车流量检测仪原理的局限性，若道路拥堵或者车距很小，这种检测仪的准确性就会下降。其次，在安装或者维修的时候必须要把道路破开，这样就会影响该段道路一段时间的交通秩序，严重时会使道路产生拥堵。最后在使用中至于地面以下的线圈很容易受到周围环境的各种腐蚀，需到定期更换。
第二章 系统主要研究内容
本文主要研究的是一款基于单片机的车流量检测仪。此车流量检测仪以感应线圈作为传感器。车流量检测器是由检测车辆和环形线圈形成一个调谐电路，此时的电感主要是环形线圈产生的，其与车流量检测仪的耦合震荡电路组成LC震荡回路。因为磁生电，电生磁的原理，在回路中有电流通过环形线圈时，在线圈的周围产生一个电磁场。当有车辆停在或者通过环形线圈时，由于车辆的外壳基本上是金属外壳，这些金属外壳在磁场中产生涡流电流，而且涡流方向和环形线圈的电流方向相反。因此，由涡流电流引起的磁场和由环形线圈中的电流引起的磁场方向相反，起到相互抵消的作用，这样原磁场强度就会减小，而原磁场强度减少反使耦合震荡电路的频率增加。当检测到震荡电路中的频率增加，就可以判定有车辆通过该道路，并完成统计。
2.1车流量测原理
在道路的两边埋放一组环形线圈（2个），当有车辆停在或者通过环形线圈时，根据电磁感应原理及涡流效应产生涡流电流，形成新的涡流磁场会使环形线圈的电感量发生变。当车辆接近环形线圈时，线圈的电感量发生变化，在整个车辆通过线圈磁场范围的过程中，频率也将随之发生变化，当车辆离开线圈后，电感恢复到没有车辆时的数值。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3发展趋势 1
1.4主要研究内容 1
1.5线圈式检测仪的优缺点 2
第二章 系统主要研究内容 3
2.1车流量测原理 3
2.2系统硬件原理框图 4
2.3震荡电路 5
2.4整形电路 5
2.5波形变化电路 5
第三章 系统硬件设计 7
3.1环形线圈设计 7
3.1.1检测线圈的的工作原理 7
3.1.2线圈选取 7
3.2LC震荡电路 8
3.2.1耦合震荡电路的原理 9
3.2.2振荡频率和起振条件 9
3.2.3元器件参数选取 10
3.3整形电路设计 11
3.4波形变换电路设计 12
第四章 单片机电路设计 15
4.1测频电路 15
4.2显示电路 15
4.4AT89C52单片机介绍 16
第五章 软件设计 18
5.1检测方案 18
5.2软件程序及流程图 18
第六章 Proteus仿真 21
6.1Prot *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
eus仿真软件简介 21
6.2震荡电路proteus仿真图 21
6.3波形变换电路proteus图 22
致 谢 25
参考文献 26
附录一 27
第一章 引言
1.1课题背景
改革开放之后，我国经济得到了飞速发展。因为经济的提升，国民生活水平的提高随之而来的是严峻的城市交通系统问题，所以我国必须走可持续发展，智能化的道路，才能适应不断增加的交通需求。其中，交通流量检测仪作为交通信息收集的必要组成，引起行业人员的注意。
车流量检测仪的主要作用是以车辆为目标，检测道路通过车辆数量，获悉道路状况，给驾驶员提供时时的交通状态，以便选着较优的行驶路线，已达到间接解决道路拥挤的城市交通问题。雷达车辆检测仪、视频车辆检测仪及我们本片研究的环形线圈车辆检测仪等是目前使用最多的车辆检测仪。相比较于其他的车辆检测仪，环形线圈车辆检测仪具有，低成本、高准确性、可靠性好的优点。
1.2课题研究的目的和意义
国民经济的提高带来车辆的增多，城市道路情况变得越来越复杂，对城市道路车流量进行监控，对统计，预测道路交通情况成为一个至关重要的问题，同样这也是对道路运行情况合理调度的一个重要依据之一。目前对我国多为使用视频，微波等对道路进行车辆的频率进行统计。而环形线圈测流量检测仪相比于其他原理的车流量检测仪，它检测参数精度高，漏检率低，成本低，使用寿命长等优点。这些优点都使它成为目前道路控制系统运用最广泛的车流量检测设备。
1.3发展趋势
车辆检测技术是智能化交通系统里面必要的基本组成部分，其技术水平的高低直接影响城市道路监控系统整体运行和管理水平。而车流量检测仪是决定车辆检测技术水平高低的一个主要因数。近年来，车流量检测仪越来越系统化，光电一体化，而且随着微电子技术，信息处理技术的飞速发展，在很大程度上带动了车流量检测技术的进步现在随着大范围车辆识别检测器的应用，加上光纤通信系统，基于单片机的信号控制设备。强大的计算机系统和模块化模块化人工智能的使用，使交通流量检测系统（包括交通流量检测器）能够向广泛范围，全方位，智能和时间控制迈进。
1.4主要研究内容
这篇论文主要研究使用环形线圈作为车辆流量检测传感器，本文使用环形线圈的检测的检测技术，在硬件方面采用电容三点式LC震荡电路来生成正弦波信号然后采用过零比较器输入，这样我们就可以得到我们需要的矩形波信号，到了最后我们选用ATC89C52单片机芯片作为整个电路的控制核心，最后通过四位数码管把最后的数据显示出来。
1.5线圈式检测仪的优缺点
基于线圈感应原理的车流量检测仪作为一种最初始交通检测仪器之一，到现在，它也是全球在检测领域使用最多的一种。车辆通过埋地线圈，使得线圈原磁场的强度发生改变，检测频率的变化情况，并上传给单片机，以达到道路监测系统的需求。这个技术的被广泛使用的好的地方在于它的技术应经很成熟，很容易掌握并且便于使用最重要的是它造价成本和别的检测仪相比较较低。
虽然这种环形线圈式的车流量检测仪有很多优点被广泛使用，但是不得不说它还是有很多缺点是不能掩盖的。首先，由于线圈式车流量检测仪原理的局限性，若道路拥堵或者车距很小，这种检测仪的准确性就会下降。其次，在安装或者维修的时候必须要把道路破开，这样就会影响该段道路一段时间的交通秩序，严重时会使道路产生拥堵。最后在使用中至于地面以下的线圈很容易受到周围环境的各种腐蚀，需到定期更换。
第二章 系统主要研究内容
本文主要研究的是一款基于单片机的车流量检测仪。此车流量检测仪以感应线圈作为传感器。车流量检测器是由检测车辆和环形线圈形成一个调谐电路，此时的电感主要是环形线圈产生的，其与车流量检测仪的耦合震荡电路组成LC震荡回路。因为磁生电，电生磁的原理，在回路中有电流通过环形线圈时，在线圈的周围产生一个电磁场。当有车辆停在或者通过环形线圈时，由于车辆的外壳基本上是金属外壳，这些金属外壳在磁场中产生涡流电流，而且涡流方向和环形线圈的电流方向相反。因此，由涡流电流引起的磁场和由环形线圈中的电流引起的磁场方向相反，起到相互抵消的作用，这样原磁场强度就会减小，而原磁场强度减少反使耦合震荡电路的频率增加。当检测到震荡电路中的频率增加，就可以判定有车辆通过该道路，并完成统计。
2.1车流量测原理
在道路的两边埋放一组环形线圈（2个），当有车辆停在或者通过环形线圈时，根据电磁感应原理及涡流效应产生涡流电流，形成新的涡流磁场会使环形线圈的电感量发生变。当车辆接近环形线圈时，线圈的电感量发生变化，在整个车辆通过线圈磁场范围的过程中，频率也将随之发生变化，当车辆离开线圈后，电感恢复到没有车辆时的数值。
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