一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，包括多个布设在车道路面下用于实时检测城市道路车辆车速及道路占有率的车辆检测节点和用于无线监测多个车辆检测节点测量数据的监控主机；车辆检测节点包括控制器、供电电源、第一无线收发器和多组分别用于感应处理每个车道上车辆参数的数据处理前端，每组数据处理前端包括两个数据处理单元，每个数据处理单元均包括磁阻传感器、数字电位器、信号调理电路和置位脉冲电路，监控主机包括上位机和第二无线收发器；两个数据处理单元之间的间距为3m～10m，本实用新型专利技术设计新颖，结构简单，具有检测道路车辆、车速以及道路占有率的功能，抗干扰性强，通过无线传感器网络传输数据，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于城市交通监测
，具体涉及一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统。
技术介绍
汽车作为一种现代交通工具，在人们的生活中起着不可或缺的重要作用也日趋普及化。然而，车辆的急速增加在带来城市文明建设高速发展的同时也给交通，特别是城市道路交通带来了前所未有的问题与挑战。城市交通拥挤阻塞、尾气排放污染严重、交通事故频频发生现象日益严重，这些城市道路交通问题严重影响了城市的经济发展，给人们的日常生活、工作都带来了极大的不便与困扰，车辆在拥堵的道路交通中，运输效率会降低很多，能源的消耗量却持续增高，为保证交通安全、减少道路阻塞、交通负荷和环境污染、提高车辆运输效率，先进的数据通讯传输技术、无线传感网络(WirelessSensorNetwork)技术、电气控制技术、电子传感器技术以及计算机分析处理技术等集成起来，整合运用在城市交通运输管理系统中，全方位发挥作用，准确、实时、高效的对城市车辆运输进行管理；现有的基于WSN的磁阻式车辆检测系统采集车道与车道之间的车辆信息以及采集同车道上不同车辆信息时受不同强度磁场的干扰，采集数据精度低，因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理的基于WSN的磁阻式车辆检测系统，通过置位脉冲电路为磁阻传感器采集数据时强制施加一个恢复磁场，恢复传感器的特性，抗干扰性强。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其设计新颖合理，结构简单，具有检测道路车辆、车速以及道路占有率的功能，抗干扰性强，通过无线传感器网络传输数据，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：包括多个布设在车道路面下用于实时检测城市道路车辆车速及道路占有率的车辆检测节点和用于无线监测多个所述车辆检测节点测量数据的监控主机；所述车辆检测节点包括控制器、供电电源以及与所述控制器相接的第一无线收发器和多组分别用于感应处理每个车道上车辆参数的数据处理前端，每组数据处理前端包括两个数据处理单元，每个所述数据处理单元均包括磁阻传感器、数字电位器、与所述磁阻传感器输出端相接的信号调理电路以及与所述磁阻传感器输入端相接的置位脉冲电路，所述数字电位器的输出端与信号调理电路的输入端相接，所述数字电位器的输入端和置位脉冲电路的输入端均与控制器的输出端相接，所述信号调理电路的输出端与控制器的输入端相接；所述监控主机包括上位机和与所述上位机相接且与第一无线收发器进行远程无线数据通信的第二无线收发器；两个数据处理单元之间的间距为3m～10m；所述磁阻传感器为双轴异向磁阻传感器。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述供电电源包括芯片LM317，所述LM317的Vin管脚与二极管D1的阴极相接，二极管D1的阳极与12V电源相接，LM317的Vout管脚分三路，一路经电阻R3和电容C7接地，另一路经并联的电容C3和电容C4接地，第三路为3.6V电源输出端；LM317的GND管脚分两路，一路经电阻R5接地，另一路与电阻R3和电容C7的连接端相接。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述置位脉冲电路包括型号为IRF7317的芯片U5和型号为IRF7317的芯片U6，所述芯片U5的第3管脚和芯片U6的第3管脚的连接端经电阻R1与3.6V电源输出端相接，芯片U5的第2管脚和第4管脚的连接端与控制器相接，芯片U6的第2管脚和第4管脚的连接端与控制器相接，芯片U5的第1管脚和芯片U6的第1管脚均接地。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述双轴异向磁阻传感器为传感器HCM1052L，所述传感器HCM1052L的第8管脚与芯片U5的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚的连接端相接，传感器HCM1052L的第6管脚经电容C9与芯片U6的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚的连接端相接。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述信号调理电路包括运放U1和运放U2，所述运放U1的反相输入端经电阻R8与传感器HCM1052L的第7管脚相接，运放U1的同相输入端经电阻R10与传感器HCM1052L的第2管脚相接，运放U1的输出端分两路，一路与控制器相接，另一路经电阻R7与运放U1的反相输入端相接；运放U2的反相输入端经电阻R14与传感器HCM1052L的第10管脚相接，运放U2的同相输入端经电阻R15与传感器HCM1052L的第4管脚相接，运放U2的输出端分两路，一路与控制器相接，另一路经电阻R12与运放U2的反相输入端相接。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述数字电位器包括型号为X9315的数字电位器U3和型号为X9315的数字电位器U4，所述数字电位器U3的第5管脚经电阻R11与运放U1的同相输入端相接，数字电位器U3的第3管脚经电阻R9与3.6V电源输出端相接，数字电位器U3的第7管脚、第1管脚和第2管脚分别与控制器相接；数字电位器U4的第5管脚经电阻R17与运放U2的同相输入端相接，数字电位器U4的第3管脚经电阻R16与3.6V电源输出端相接，数字电位器U4的第7管脚、第1管脚和第2管脚分别与控制器相接。上述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述第一无线收发器和第二无线收发器均为GSM模块。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过无线传感器网络技术采集传输道路交通中各个路段的车辆检测信息，覆盖面积广，数据传输稳定，电路简单，使用效果好，便于推广使用。2、本技术通过双轴异向磁阻传感器采集车道方向和车辆行驶方向，实时检测车辆经过对地球磁场的干扰信息，获取车辆信息；通过在每个车道上相隔3m～10m的距离设置两个双轴异向磁阻传感器，通过信号调理电路和数字电位器的数据处理，采集车辆的行驶速度和车型，可靠稳定，使用效果好。3、本技术通过置位脉冲电路为磁阻传感器每采集一次数据时强制施加一个恢复磁场，恢复传感器的特性，抗干扰性强。4、本技术设计新颖合理，体积小，响应速度快，实用性强，便于推广使用。综上所述，本技术设计新颖合理，结构简单，具有检测道路车辆、车速以及道路占有率的功能，抗干扰性强，通过无线传感器网络传输数据，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：包括多个布设在车道路面下用于实时检测城市道路车辆车速及道路占有率的车辆检测节点和用于无线监测多个所述车辆检测节点测量数据的监控主机；所述车辆检测节点包括控制器(1)、供电电源(2)以及与所述控制器(1)相接的第一无线收发器(3)和多组分别用于感应处理每个车道上车辆参数的数据处理前端，每组数据处理前端包括两个数据处理单元，每个所述数据处理单元均包括磁阻传感器(4‑1)、数字电位器(4‑3)、与所述磁阻传感器(4‑1)输出端相接的信号调理电路(4‑2)以及与所述磁阻传感器(4‑1)输入端相接的置位脉冲电路(4‑4)，所述数字电位器(4‑3)的输出端与信号调理电路(4‑2)的输入端相接，所述数字电位器(4‑3)的输入端和置位脉冲电路(4‑4)的输入端均与控制器(1)的输出端相接，所述信号调理电路(4‑2)的输出端与控制器(1)的输入端相接；所述监控主机包括上位机(6)和与所述上位机(6)相接且与第一无线收发器(3)进行远程无线数据通信的第二无线收发器(5)；两个数据处理单元之间的间距为3m～10m；所述磁阻传感器(4‑1)为双轴异向磁阻传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：包括多个布设在车道路面下用于
实时检测城市道路车辆车速及道路占有率的车辆检测节点和用于无线监测多个所述车辆
检测节点测量数据的监控主机；所述车辆检测节点包括控制器(1)、供电电源(2)以及与所
述控制器(1)相接的第一无线收发器(3)和多组分别用于感应处理每个车道上车辆参数的
数据处理前端，每组数据处理前端包括两个数据处理单元，每个所述数据处理单元均包括
磁阻传感器(4-1)、数字电位器(4-3)、与所述磁阻传感器(4-1)输出端相接的信号调理电路
(4-2)以及与所述磁阻传感器(4-1)输入端相接的置位脉冲电路(4-4)，所述数字电位器(4-
3)的输出端与信号调理电路(4-2)的输入端相接，所述数字电位器(4-3)的输入端和置位脉
冲电路(4-4)的输入端均与控制器(1)的输出端相接，所述信号调理电路(4-2)的输出端与
控制器(1)的输入端相接；所述监控主机包括上位机(6)和与所述上位机(6)相接且与第一
无线收发器(3)进行远程无线数据通信的第二无线收发器(5)；两个数据处理单元之间的间
距为3m～10m；所述磁阻传感器(4-1)为双轴异向磁阻传感器。
2.按照权利要求1所述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述供电
电源(2)包括芯片LM317，所述LM317的Vin管脚与二极管D1的阴极相接，二极管D1的阳极与
12V电源相接，LM317的Vout管脚分三路，一路经电阻R3和电容C7接地，另一路经并联的电容
C3和电容C4接地，第三路为3.6V电源输出端；LM317的GND管脚分两路，一路经电阻R5接地，
另一路与电阻R3和电容C7的连接端相接。
3.按照权利要求2所述的一种基于WSN的磁阻式车辆检测系统，其特征在于：所述置位
脉冲电路(4-4)包括型号为IRF7317的芯片U5和型号为IRF7317的芯片U6，所述芯片U5的第3
管脚和芯片U6的第3管脚的连接端经电阻R1与3.6V电源输出端相接，芯片U5的第2管脚和第
4管脚的连接端与控制器(1)相接，芯片U...

【专利技术属性】
技术研发人员：许昕琪，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61