车流量检测系统设计
基于磁阻传感器的车流量检测系统的设计与应用
摘 要 ：为了缓解城市交通拥堵 、 提高道路通行能力 ， 设计 了一个基于磁阻传感器 的车流量检测 系统 ， 磁阻传感器 能将车
辆 引 起 的 地 磁 扰 动 转 换 为清 晰 的 电 压 信 号 输 出． 该 系统包含 了信号 ห้องสมุดไป่ตู้大模 块 、 无线通 信模块 、 Ａ ／ Ｄ转 换 模 块 、 传 感 器 置 位／ 复 位模 块 等 ， 多个 地 磁 传感 器 节 点 通 过 无 线 通 信 模 块 与计 算 机 系 统 相 连 ， 将 检 测 到 的 车流 信 息 反馈 到 上 位 机 ， 从 而 实
其 中， ｐ 、 ｐ Ｉ １ 分 别 表示 磁 场 强 度 与 电 流方 向垂 直 和平
行 时 的电 阻率．
电 二 ／ ／ 合 成 磁 场 矢 量
．
－ 一 ＿
后实 地进 行 了相关 实验 测试 并得 出结 论 ．
磁场 方向 ｆ ａ １ 无外界磁场时
磁 场 肘方 向 （ ｂ ） 有外界磁场时 （ 假设沿敏感轴方 向场上）
２ ０ １ ３年 ５月
基 于磁 阻传 感 器 的车 流 量 检 测 系统 的设 计 与 应 用
肖宝森 ， 程 兵 兵 ， 陈泽 坤 ， 林 玮 萍 ， 陈振 隆。 ， 黄 文腾 ， 刘 宝林
（ １ ． 厦 门 大学 物 理 与 机 电 ＿ 丁程 学 院 ， 福建 厦门 ３ ６ １ ０ ０ ５ ； ２ ． 厦 门大 学 嘉 庚 学 院 ， 福建 漳州 ３ ６ ３ １ ０ ５ ）
第 ５ ２ 卷
第 ３ 期
厦 门 大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｘｉ ａ ｍｅ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
高速公路车流量预测系统的设计与实现
高速公路车流量预测系统的设计与实现第一章绪论高速公路作为我国交通运输的重要组成部分，承载着大量的车辆和人流量。
根据国家统计局公布的数据显示，2019年我国高速公路总里程已经达到了149,000公里，车辆通行能力、服务水平、安全性等各方面均有明显提高。
然而，高速公路车流的高速增长也带来了一系列交通问题，如路面拥堵、交通事故等，给旅行者和公路管理单位带来了极大的困扰。
因此，高速公路车流量预测系统的设计和实现显得尤为重要和必要。
本文基于数据挖掘和机器学习技术，提出了一种高速公路车流量预测系统的设计方案。
本系统设立在高速公路的主干道上，通过与其他交通监控设备（如卡口、电子警察、环境监测器等）的数据交互，实现对车流量变化状态的自动监控与预测。
本文主要探讨了高速公路车流量预测系统的设计思路和实现方法，并结合实际案例介绍了系统设计和应用的过程。
第二章相关技术介绍2.1 数据挖掘技术数据挖掘是从大量数据中，通过一定的方法和技术寻找隐含在其中的数据关系、模式和知识的过程。
数据挖掘技术可分为聚类、分类、关联性分析、异常检测等方法。
通过对数据的深入挖掘，可以分析数据的发展趋势，预测其未来变化趋势。
2.2 机器学习技术机器学习是一种基于数据推断的自动学习技术，它通过对过去的数据进行学习，不断优化算法，以便于在未来，能够更好地预测和决策。
机器学习技术包括监督学习、非监督学习、强化学习等方法。
在对车流量预测问题的研究中，机器学习技术有着广泛的应用。
第三章高速公路车流量预测系统设计3.1 系统要求及功能设计本系统的主要目的是对高速公路车流量进行预测，以便于更好地合理规划和应对车流量变化带来的交通问题。
系统需要具备以下功能：（1）采集车流变化数据，包括车流量、车速等信息。
（2）将采集到的数据进行处理，分析数据间的相关性，挖掘出隐含的规律。
（3）对采集到的数据进行分类、聚类、关联性分析、异常检测等处理方法，以便于预测车流量未来的变化趋势。
基于机器视觉的流量监控系统设计与实现
基于机器视觉的流量监控系统设计与实现随着城市化进程的加快，城市交通问题日益凸显，交通流量监控成为了城市交通管理的重要任务之一。
传统的交通流量监控方式主要依靠人工巡查和传感器等设备，效率低下且成本较高。
而基于机器视觉的流量监控系统则能够实现自动识别、快速统计和准确分析交通流量信息，成为了一种高效、智能的解决方案。
一、机器视觉技术在流量监控中的应用机器视觉是指利用计算机和相机等设备对图像数据进行采集、处理和分析的技术。
在流量监控中，机器视觉技术能够通过对交通场景图像的处理和分析，实现车辆检测、行人计数、车辆跟踪等功能，从而提供准确的交通流量信息。
1. 车辆检测与识别通过机器视觉技术，系统能够识别出图像中的车辆并进行分类，包括轿车、货车、摩托车等。
车辆的检测通常采用背景建模、运动物体检测和轮廓匹配等算法，能够实现对不同类型和尺寸的车辆进行准确的检测和识别。
2. 行人计数与追踪机器视觉系统能够通过分析图像中的行人位置和轨迹，实现行人计数和追踪功能。
行人计数主要依托于行人检测和轨迹跟踪技术，能够准确统计行人的数量，并根据不同时间段的变化情况进行分析和预测。
3. 车辆跟踪与分析通过机器视觉技术的车辆跟踪功能，系统能够实时追踪车辆的运动轨迹，并提供车辆速度、车流密度等相关信息。
这些信息对于交通流量的分析和预测具有重要意义，在交通管理、路况预测等方面有着广泛应用。
二、基于机器视觉的流量监控系统设计与实现1. 系统架构设计基于机器视觉的流量监控系统应包括图像采集模块、图像处理模块、信息分析模块和结果展示模块。
图像采集模块负责获取交通场景图像，可以通过摄像头或无人机等设备进行拍摄。
图像处理模块对采集到的图像进行车辆检测、行人计数和车辆跟踪等处理操作。
信息分析模块对处理后的数据进行统计分析，生成结果报告或交通流量图表。
结果展示模块将分析结果以可视化的形式展示，方便用户查看和分析。
2. 图像处理算法选择在图像处理模块中，需要选择适合的算法来对采集到的图像进行处理。
实时交通流量监测与控制系统的设计与研究
实时交通流量监测与控制系统的设计与研究第一章引言随着城市交通的日益繁忙和城市化的不断加速，交通拥堵已经成为了人们日常生活中的常见问题之一。
特别是在大城市，不仅交通拥堵严重，而且空气污染、交通事故等问题也日益突出，给城市发展带来了极大的负面影响。
因此，如何有效地监测和控制交通流量，缓解城市交通拥堵已成为了当前研究的重点和难点。
近年来，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，实时交通流量监测与控制系统的研究和应用逐渐成为了一个热点话题。
通过利用计算机、通信、传感器等技术手段，该系统可以实现对城市道路的实时监测和流量控制，从而达到缓解交通拥堵、优化交通网络、提高道路使用效率的目的。
本文将详细介绍实时交通流量监测与控制系统的设计与研究。
第二章相关技术综述2.1 传感器技术传感器技术作为实时交通流量监测与控制系统中的关键技术之一，其作用是实时采集城市道路上的交通数据。
目前，常用的传感器主要包括微波雷达、摄像头、地磁传感器等。
其中，微波雷达可以通过微波信号反射来测量车辆数量和速度，是一种常用的交通监测手段。
摄像头主要通过图像处理来识别车辆，并采集车辆的相关数据，与微波雷达相比，其精度更高。
地磁传感器则主要通过测量地面的磁场强度来检测车辆的位置和数量。
2.2 通信技术通信技术是实现实时交通流量监测与控制系统中的另一重要技术。
通过无线通信技术，可以将采集到的交通数据传输到监测中心，实现交通数据的实时处理和分析。
目前，常用的通信技术主要包括GSM、CDMA、3G等。
其中，3G技术由于其高速的数据传输能力和较大的带宽优势，已成为实时交通流量监测与控制系统中的首选通信手段。
2.3 数据挖掘技术实时交通流量监测与控制系统需要实时采集海量的交通数据，并对数据进行实时处理和分析。
因此，数据挖掘技术成为了系统设计中的重要技术之一。
通过数据挖掘技术，可以从大量的数据中发掘出有价值的信息，比如交通流量预测、车辆行驶路线识别等。
目前，常用的数据挖掘技术主要包括分类、聚类、关联规则挖掘等。
智慧城市交通系列之车流量检测（一）
智慧城市交通系列之车流量检测（⼀）序⾔车流量在⽬前的交通系统中应该是⾮常普遍的，可以⽤于统计某条⼲道的车辆经过总数，与⼈流检测实现原理⼏乎是⼀样的，都是基于⽬标检测和跟踪进⾏，本例的实现是基于yolov5+deepsort，使⽤yolov5对车辆进⾏检测，再⽤deepsort对其跟踪，⽽后设计⼀系列的规则撞线进⾏两个⽅向的车流数量统计。
⽹上实现的⽅式有很多种，效果⼤同⼩异，可以择优选择学习。
⼀、实现原理基于之前的yolo+deepsort上，将person类别改为车辆类别，因为coco数据集中，车辆类别有⼏种【car，bus，truck】，所以都要保存下来。
⾸先来看⼀下yolov5+deepsort的车辆跟踪初始效果，看着密密⿇⿇的框和id，思考⼀下该如何去设计这些规则进⾏统计。
⾸先观察图中，需要构建⼀个区域对经过的车辆进⾏统计，因为有两个⽅向，所以这⾥构建了黄、蓝两个区域，因为考虑到路⾯并不是规则矩形，所以构建的是多边形区域。
mask掩码代码如下：def draw_mask(height,width):# 根据视频尺⼨，填充⼀个polygon，供撞线计算使⽤mask_image_temp = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8)# 初始化2个撞线polygon 蓝⾊list_pts_blue =[[277,305],[926,308],[983,344],[220,335]]# 蓝⾊多边形坐标，可根据⾃⼰的场景修改ndarray_pts_blue = np.array(list_pts_blue, np.int32)polygon_blue_value_1 = cv2.fillPoly(mask_image_temp,[ndarray_pts_blue], color=1)# 构建多边形polygon_blue_value_1 = polygon_blue_value_1[:,:, np.newaxis]# 填充第⼆个polygon 黄⾊mask_image_temp = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8)list_pts_yellow =[[220,335],[983,344],[1030,370],[170,356]]# 黄⾊多边形坐标，可根据⾃⼰的场景修改ndarray_pts_yellow = np.array(list_pts_yellow, np.int32)polygon_yellow_value_2 = cv2.fillPoly(mask_image_temp,[ndarray_pts_yellow], color=2)# 构建多边形polygon_yellow_value_2 = polygon_yellow_value_2[:,:, np.newaxis]# 撞线检测⽤mask，包含2个polygon，（值范围 0、1、2），供撞线计算使⽤polygon_mask_blue_and_yellow = polygon_blue_value_1 + polygon_yellow_value_2# 缩⼩尺⼨，1920x1080->960x540polygon_mask_blue_and_yellow = cv2.resize(polygon_mask_blue_and_yellow,(width, height))# 蓝⾊盘 b,g,rblue_color_plate =[255,0,0]# 蓝 polygon图⽚blue_image = np.array(polygon_blue_value_1 * blue_color_plate, np.uint8)# 黄⾊盘yellow_color_plate =[0,255,255]# 黄 polygon图⽚yellow_image = np.array(polygon_yellow_value_2 * yellow_color_plate, np.uint8)# 彩⾊图⽚（值范围 0-255）color_polygons_image = blue_image + yellow_image# 缩⼩尺⼨，1920x1080->960x540color_polygons_image = cv2.resize(color_polygons_image,(width, height))return polygon_mask_blue_and_yellow,color_polygons_image最后掩码图如下，后⾯我们会告诉这个掩码怎么使⽤。
基于红外传感检测车流量毕业设计(论文)[管理资料]
![基于红外传感检测车流量毕业设计(论文)[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/5bb9f285a417866fb94a8e80.png)
基于红外传感检测车流量XX大学电子信息工程（视讯工程）063XXX指导教师：XXXXXX学院职称：工程师Based on the infrared sensor to detecttraffic flowXXXElectronics and information engineering（Video engineering）063XXXMentor：XXXXXX CollegeEngineer目录摘要： (4)关键词： (5)Abstract： (5)Key Words: (6)前言： (6)一、设计方案 (7)红外传感器工作原理： (7)热释电红外传感器的原理特性： (8) (9) (10)红外探测电路 (10)信号放大电路 (11)电压比较电路 (12)延时电路 (13)二、设计方案论证 (13)三、元器件及设备选型 (15)红外传感信号处理器 (15) (15) (15) (18) (19) (19) (20) (21) (21)4. 运算放大器LM358 (21) (21)四、结构设计、安装布置设计 (23)五、样机测试、方案效验 (25) (25)2. 45-65摄氏度热源感应测试 (25) (25)六、经济、技术等指标的对比分析 (26)红外感应模块DYP-ME003： (26)红外测温仪： (26)七、使用说明书 (28)结论： (29)总结和体会： (29)谢辞： (30)参考文献： (31)附录： (32)摘要：随着现代城市的发展，车辆增多，交通问题越来越重要。
在道路交通管理过程中，车流量是决定控制策略的关键因素之一。
车辆在通过十字路口时，因信号灯转换时间固定，无法根据车辆多少而改变交通信号，从而造成交通资源浪费，汽车排放的尾气更对环境造成污染。
此次设计是利用红外传感器（基于热效应的热探测器）探测车辆温度,利用热释电红外传感器，设计了车流量自动计数检测系统。
该红外检测系统采用红外传感器作为探头来检测外界是否有车辆通过，红外传感器输出的微弱电信号经运算放大器放大以及比较器电路滤除干扰后，从而完成对车流量的检测。
车流量实时检测的交通灯配时监控系统设计
车流量实时检测的交通灯配时监控系统设计孙竹梅;张玥玥;王琦;王政【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2018(039)012【摘要】为提高道路的通行能力,设计了一种十字路口交通灯动态配时方案.根据实时车流量检测的数据,对可编程逻辑控制器(PLC)及其上位系统的程序编写和画面制作,实现十字路口交通灯的远程监控.采用地感线圈实时检测十字路口车流量,根据车流量的数据,PLC调用相应的控制程序,对红绿灯时长进行实时合理调配,现场的操作员也可以就地修改交通灯时长.该系统能进行远程控制指令、手/自动运行方式切换,以应对日间繁忙、日间正常、夜间车量以及紧急情况等多种交通状况.在需要配合全市整体调度时,该系统可远程切换到上位运行方式,实现对交通的全局控制,提高了道路的通行效率.该系统为市内交通管理提出切实可行的监控方案,可作为全市交通统一调配和调度的探索案例.【总页数】4页(P74-76,80)【作者】孙竹梅;张玥玥;王琦;王政【作者单位】山西大学自动化系,山西太原030013;山西省实验中学,山西太原030031;山西大学自动化系,山西太原030013;山西大学自动化系,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】TH861;TP273【相关文献】1.基于路口实时状况的交通灯智能动态配时模型研究 [J], 张婧怡;夏玮璐;2.单交叉路口交通灯实时配时算法的研究 [J], 郭炜杰;包晓安3.基于路口实时状况的交通灯智能动态配时模型研究 [J], 张婧怡;夏玮璐4.具有车流量检测功能的智能交通灯控制系统设计 [J], 宋嘉炜; 张程誉; 何思卓5.基于车流量检测的智能交通灯控制系统设计与实现 [J], 林春雨;代春宇;田伟;武斌;周欣欣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于以太网的超声波车流量自动检测系统设计
维普资讯
第 １期
马
枫 ， ： 于 以 太 网 的 超 声 波 车 流 量 自动 检 测 系 统 设 计 等 基
．１ １． ８
所 示 的 ３ 形 态 ：１ 种 （ ）等 待 车 辆状 态 ， 辆 未进 入 车
Ｒ ８ １ ＡＳ， ＴＬ Ｏ ９ 具有 ＮＥ２ ０ ０ ０全部 兼容 指 令 和 独有
的高 效率 指令 ． 为提 高代 码 的移 植 性 ， 系统 全部 本 采 用ＮＥ２ ０ 容指 令． ０ ０兼 图４为 系统 网络 部分硬 件
的连接 示意 图 ．
车辆 速度 与 流量 信息 ．
■ ＿ ．
测 区 ， 探 头 返 回信 号 ， 始计 时 等待 车辆 经过 第 前 开 二 检测 点 ； ３ （ ）车辆 到 达第 二 检测 点 ， 头有 信号 探 返 回 ， 据 ２探 头信 号 的时 间 差 可 精 确 计算 出速 根
度值 ， 后进 行 流量 累加 ， 然 等待 车辆 完全 离开检 测 区． 一段 时 间 内累 计 的 流 量值 即表 征 了该 车 道 在 的流 量． 合 监控 多个 车 道 ， 综 即可 得到 整条 道路 的
测 量 范 围 ， 声 波发 送 无返 回值 ；２ 超 （ ）车辆进 入 检
ＡＲＰ， ＭＰ， Ｐ， Ｃ Ｉ Ｃ ＵＤ Ｔ Ｐ等协议 ， 成一个 轻 量级 组
的 Ｔ Ｐ Ｉ 输体 系 ， Ｃ ／Ｐ传 完成 数据 传输 任 务． 网络 芯
片 采 用 Ｒｅｌ ｋ 公 司 的 ａｔ ｅ １ Ｍｂ ｓ 芯 片 ０ ／
为 了实 现 低频率 Ａ Ｔｍｅ ａ ２ ｇ ３ Ｌ单 片机 上 网络 通 信 的 通 畅性 ， 系统 设 计 了简单 的 Ｔ Ｐ Ｉ 本 Ｃ ／Ｐ协 议． 与普 通 Ｔ Ｐ Ｉ 四层 结构 不 同 ， 设计 的 系 Ｃ ／Ｐ的 本
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车流量检测系统设计随着我国经济的快速发展交通安全的有效保障显得尤其重要,并且对交通管理的要求越来越高。
与此同时各种各样的道路监控设备也应运而生。
雷达监控系统视频监控系统地表传感系统激光检测系统等相继应用。
由此计算机科学与现代通信等高新技术运用于交通监控管理与车辆控制以保障交通顺畅及行车安全。
而实时获取交通车流量的车辆检测技术是是进行交通管理必不可少的一个步骤。
随着我国城市车辆使用的增多道路状况同时也变得复杂如何对道路车流量进行实时监控对统计、预测道路交通状况十分重要并且同时这也是对道路车辆运行情况高效调度的一项十分的重要参考依据。
而且当前对道路监测多使用视频方法有事还可能采用人工计数方法此方法对每条公路在某个时间段车辆行驶情况不容易做到长时间、高效的统计。
因此我们需要进行一种低成本、高准确率的智能识别装系统的设计由此促进对高速路口交通情况的检测水准。
本文设计了一种基于A T89C51单片机的车速检测系统。
其主要原理是将红外传感器测得的电平信号传递到单片机中通过单片机判断处理、计数等功能实现车流量的检测。
本系统传感电路采用的的是红外传感矩阵利用单片机实时对传感器的输出数据进行连续读取通过特定的算法处理数据然后送显示或者发出报警信号。
本系统致力于为路口车流量的监控服务从而形成对路口行车的科学管理减少交通事故的发生。
1、工作原理及总体方案选择1.1车流量监测系统的工作原理红外线矩阵法是一种利用红外传感器组成的红外线矩阵检测设备检测道路上机动车流量和车速的方法。
它是利用红外线发射和接收方向较强的特点在车辆经过的路面上安装密度适当的几排红外线发射接收电路由此组成红外线矩阵红外线检测矩阵由两排嵌入路面内的接收器和安装在其上方几米处的发射器组成两排接收器之间的距离为0.5到2米每排接收器由若干间隔0.2到0.9米的接收管和接收电路组成。
接收管在没有遮挡的情况下可以接收发射器发出的信号接收电路中产生低电平接收管在受到遮蔽的状况下下收不到发射器发出的信号接收电路中出现高电平信号。
因此根据车辆驶入、通过、驶出检测区域以及车辆行驶方向并排行驶车辆的流量等情况引起的矩阵内部各测试点高低电平信号的变化经过硬件电路设计和软件编程计算方法，最终统计计算出经过该测量区域内双向并排经过的多辆车的车流量测量。
1.1.1系统总体模块设计本系统是利用单片机并且采用模块化设计来设计车流量检测系统只要有车辆经过就会挡住两个发射和接收红外线传感器之间的传感信号这样就能根据车量的流动情况对车流量进行检测。
当然对于正常的情况下还会有并行的车量经过本系统也做了设计。
系统的总体模块图如下图1红外线传感器 滤波放大 LCD 显示 A/D 转换 键盘电源电路 报警器图1 系统总体模块图本系统采用红外线传感器组成的矩阵作为采集信号对车流量进行检测红外线传感器采集到信号之后经电源电路和以及滤波放大电路之后再传送到单片机进行处理单片机再将处理结果由LCD 显示.系统会通过出现低电平的次数来统计车流量。
1.2系统总体硬件方案选择1.2.1核心控制器对于该系统控制部分无疑是整个系统的最核心部分其功能可以实现与上位机通信并且接收上位机发送的数据和控制指令经处理过后控制显示屏显示内容。
我们这次选取51系列单片机作为控制部分的核心器件。
单片机是内部集成了CPU 、ROM 、RAM 和I/ O 口等的微型计算机。
它本身具有很强的接口性能非常适合于应用在工业控制因此又叫微控制器(MCU)。
单片机品种十分齐全型号多样 CPU 从8、16、32到64位其中多采用RISC 技术片上I/O 非常丰富有的单片机内部集成有A/ D “看门狗”PWM 显示驱动、波形发生器、键盘电路等。
它们具有高低不等的价格因此极大地促进了开发者的选择应用自由。
除此之外单片机还具有低电压和低功耗的特点。
伴随着超大规模集成电路的快速发展单片机在便携式电子产品中已被广泛使用。
1.2.2电源电路经过分析决定选取LM7805三端稳压器稳压器件作为系统供电电源。
采用一块LM7805三端集成稳压器。
把市电经变压器降压输入电路而后经过整流送到LM7805三端稳压器稳压输出作为工作电压。
不仅功率上可以满足系统需要不需要更换电源并且比较轻便便利使用更加安全可靠。
1.2.3 I\O 口扩展芯片我决定选取74LS574作为列线驱动I\O 口扩展芯片。
采用边沿触发 D 型触发器74LS574、74LS574是三态总线驱动输出器件可以缓冲控制输入置数并行存取并且有改善抗扰度的滞后作用。
输出控制不影响触发器的内部工作既老数据可以保持甚至当输出被关闭新的数据依旧可以置入。
时钟上升沿输入有效8块74LS574共用16个I/O 口数据可以并行写入芯片延迟时间较少满足设计要求。
1.2.4串口通讯芯片的选择我决定选取MAX232作为串行通信芯片。
采用单电源电平转换芯片MAX232这种器件电源与单片机供电相同外围电路简单、可靠使用十分广泛。
采用RS-232接口与上位机通信方便 单片机控制器后来设计的软件调试和程序烧录。
1.2.5显示器件基于分析流量及其它数据显示部分采用1602液晶显示。
1602液晶也叫1602字符型液晶模块其是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成每个点阵字符位都可以显示一个字符每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用正因为如此所以它不能很好地显示图形。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行每行16个字符液晶模块显示字符和数字。
目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的控制原理也基本完全相同因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
1.2.6硬件电路绘图软件Proteus 是英国Labcente公司开发研制的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路该软件具有如下特点：1、可以单片机仿真与SPICE电路设计仿真结合。
可以数字电路仿真、模拟电路仿真、单片机和其外围电路组成的电路系统的仿真、I2C测试器、RS232动态仿真、SPI检测器、键盘和LCD系统仿真的功能各种各样的虚拟仪器设备如逻辑分析仪、示波器、信号产生器等。
2、可以主流单片机的仿真。
目前可以使用的单片机类型有ARM7、PIC10/12/16/18系列、AVR、80C51/51系列、HC11系列和多种外围接口芯片。
3、支持软件测试功能。
硬件电路仿真系统中支持单步、全速、设置断点等检测功能同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态因此在该软件仿真系统中也必须具有这些功能同时支持第三方的软件编译和测试环境如KeilC51 uVision2、WAVE伟福等软件。
4、具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件功能极其强大。
基于以上分析本次设计决定选取Proteus软件进行仿真。
1.3系统总体软件方案选择软件的设计除了满足设计功能外还必须要满足易读写方便下载和编译。
设计目标和硬件总体结构确定的情况下可以把软件可以分为主程序显示子程序各种延时子程序按键扫描程序四个主要部分组成。
软件的编写需要借助软件编辑器和编译软件编译完成后还需要程序烧录器下载到单片机中执行。
编写软件之前得首先选择一种合适的语言以及配套的编辑器和编译软件。
最后还要选择一款与所选单片机的下载器或下载软件来把编写的程序下载到单片机中执行。
1.3.1单片机编程语言现在主要运用的单片机编程语言为汇编语言和C语言。
C语言是一种结构化语言可产生压缩代码。
与汇编相比C语言有如下特点。
（1）C语言简洁、紧凑使用方便、灵活。
（2)C语言具备高级语言和低级语言的特征。
(3)C语言是结构化语言具有结构化的控制语句.(4)C 语言具有各种各样的数据类型。
(5)C语言具有强大的图形功能支持多种显示器和驱动器而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大可实现决策目的。
(6)C语言适用范围大。
(7)C语言生成目标代码质量高程序执行效率高。
基于以上分析结果本次设计决定选取编程语言为C 语言。
1.3.2系统软件编译器keil介绍keilKeil C51是美国Keil Software公司推出的51系列兼容各种单片机C语言软件开发环境与汇编语言相比C语言在可读性、结构性、功能上、可维护性上具有很大的优势因此很容易学习。
Keil中包括C语言编译器、宏汇编、库管理、连接器和一个具有强大功能的仿真调试器等在内的一体开发方案通过一个集成环境将这些部分有机的组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
如果你使用C语言编程那么Keil几乎就是你的不二之选即使不使用C 语言而仅用汇编语言编程其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具会使我们的设计事倍功半。
2、系统硬件总体设计2.1系统总体模块系统的总功能模块设计如图所示整个装置可划分为三部分分别为采集部分信号调理部分和识别处理部分。
在应用中由于本次设计的是没有返程的,所以在需要的路段可以将多个装置分别安装在各个路段两侧以采集到有效的数据再经过信号的调理、信号判断处理等过程最后将处理结果汇集到最近的上位机节点接着将各地方节点集总到中心工作站由此对数据进行分析、存储、统计从而达到道路车流量检测目的。
为了解各路段车辆通行情况估测车流高峰以及堵车高峰制定出科学管理和措施提供重要依据。
但本设计没涉及到这一点。
处理信号 结果 信号 指令 指令图2系统总框图设计2.1.1信号采集部分和信号处理部分信号采集部分主要采用矩阵理念应用红外线发射和接收管形成检测区域矩阵电路如果有车辆通过检测区就会遮挡部分发射与接收管由此引起电路中电平的相应变化。
从而对通行车行驶状况的作出充分分析构建识别算法微处理器就能按照算法将车辆的行驶状况识别出来。
本文将以实验模型说明设计思路。
矩阵采集区由发射电路和对应在其下方的接收电路两部分组成发射部分采用两排红外线发射管每排分别8个组成。
正对着每个发射管的接收管组成接收电路一样是两个测量层次和对应的每排八个单元的测量密度。
在信号测量应用中为提升辨别的准确性和匹配道路状况可以灵活的增加矩阵中的测量层次和采集点密度同时还需要根据具体环境对识别算法简要改变。
信号处理部分主要作用是将采样的信号进行放大、调整使微处理器能够处理然后根据处理单元的需要选通矩阵中的测量排。
2.2系统总体电路图信号判断处理部分也就是系统的重要部分它采用的是非曲直片A T89C51芯片作为单片机P1口来控制选通两片74HC244芯片中的一个即分别选通两个接收排中的一排将接收到的数据用的P2口接收通过仿真可检测算法在运行中的正确性。