SX-1/22/0/0/8 51130093 針對現(xiàn)有機動車性能檢測儀器的不足，利用各向異性磁阻傳感器和ZigBee技術，設計了一款無線交通量數(shù)據(jù)采集器，并對該傳感器節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設計分別作了詳細介紹。該傳感器將所采集到的交通量數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡發(fā)送至上位機，由上位機對相關信息進行處理，實現(xiàn)對車輛進行分類的功能。
隨著智能交通行業(yè)的迅速發(fā)展，道路車輛信息的采集顯得越來越重要。目前，交通行業(yè)中大多采用視頻車輛檢測、紅外線車輛檢測以及感應線圈車輛檢測等方法，這些傳統(tǒng)車輛檢測方法的準確性受外界環(huán)境的影響比較大，通用性不是很強，在安置檢測設備時大都需要破壞路面，因而使其應用范圍受限。
針對傳統(tǒng)車輛檢測方法存在的各種缺點，為了滿足智能交通對數(shù)據(jù)采集高效準確的要求，本文將傳感器和無線通信模塊進行整合，將ZigBee技術應用到車輛檢測中，利用Honeywell公司生產(chǎn)的各向異性磁阻（AMR）傳感器HMC2003，設計出一種無線車輛檢測器。
1 車輛數(shù)據(jù)采集器的總體結(jié)構(gòu)
基于無線磁阻傳感器的車輛檢測系統(tǒng)由磁阻傳感模塊、置位復位模塊、信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微控制器模塊、無線通信模塊和電源模塊7部分組成，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 硬件結(jié)構(gòu)
2.1 信號采集模塊
檢測行駛車輛采用磁傳感器，車輛含有大量鋼鐵，從傳感器經(jīng)過時，引起周圍磁場發(fā)生變化。本文采用的傳感器是HMC2003三軸傳感器，它包含3個元件，分為軸X、Y和Z，且三軸互相垂直，分別采集與磁場相關的X軸、Y軸、Z軸方向的數(shù)據(jù)。每軸的磁阻傳感器都配置成由4個特性相同元件組成的惠斯通電橋，將磁場轉(zhuǎn)化為不同的輸出電壓。其最小可以感應到40 μGs的磁場強度，而且具有1 mV/V/Gs的靈敏度以及-2～2 Gs的量程，可為低磁場的測量提供一種緊湊、高靈敏度和高可靠性的解決方法。
當磁阻傳感器暴露于干擾磁場中時，電橋薄膜的磁化極性受到破壞，從而導致靈敏度衰減。HMC2003應用磁開關技術（SR+/SR-），借助一個偏置磁場補償干擾磁場，即通過集成在芯片內(nèi)部的置位/復位合金帶對薄膜施加3～4 A、20～50 ns的脈沖電流，就可以重新將磁區(qū)域?qū)剩y(tǒng)一到一個方向上，這樣就可確保高靈敏度和可重復的讀數(shù)。根據(jù)要求，置位復位電路如圖2所示。
2.2 信號調(diào)理模塊
由于在HMC2003內(nèi)部，其X、Y、Z軸傳感器橋路與放大器相連，可輸出0～5 V的信號。0 Gs對應2.5 V輸出（典型值），該電壓實際值由參考電壓Vref決定。地球磁場通常為0.5 Gs，輸出模擬量在0.5 V～4.5 V范圍內(nèi)變化，因此，HMC2003的輸出信號不需要被放大。
由于傳感器的輸出信號中混雜著大量的干擾信號，來自車輛的發(fā)動機的干擾尤為明顯。因此在輸出信號進入微控制器之前，要對其進行濾波［2］。本設計采用巴特沃斯五階低通濾波器。
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