文档介绍：基于锁相环技术的高灵敏车辆探测摘要:本文针对交通系统中十字路口处车辆的分道行驶管理提出一种设计方案,利用锁相环技术来提高感测装置的灵敏度及抗干扰能力,从而实现对车辆违规越道行为的有效探测。实验结果证明了该设计方案的有效性。关键词:锁相环,压控振荡器,,为了维护正常的交通秩序,实现各对各种交通工具的自动化管理,对各类交通工具的记录和管理是一项重要的内容。本论文所提出的探测方案所针对的主要问题是十字路口处车辆的分道行驶管理。在十字路口处,为了避免交通阻塞,保证交通安全,规定交通车辆必须按道行驶而不得越道。因此,须采用相应感测装置,对车辆的违规越道行为进行监控。现在的交通部门已经有相关的交通工具探测方案,比如对闯红灯行为的记录处理,采用的方案就是在等待线下埋入相应感测装置,当有车经过时则发出特定信号,系统根据这样的信号进行判断处理,再通过路口摄像头对违章车辆进行拍照记录。探测车辆越道行为的原理与此类似,也是利用埋入地下的感测装置进行的。由于分道行驶标记线宽度的限制,使得感测装置的大小和形状受到很大的限制。因此为了有效探测车辆越道行驶行为,对测量灵敏度的要求大大提高了。现行探测方案若用于十字路口处车辆的分道行驶管理将无法实现对车辆的越道行为的有效探测。现行方案一般采用单片机测量频率,其灵敏度不高,抗干扰能力不强,这是由于单片机测量频率的原理是在一定时间t内统计脉冲信号的个数,以脉冲个数变化反映频率的变化[1]。假设传感振荡电路的频率为100KHZ(这个值已经接近实际应用的极限,因为如果振荡频率再增大的话,将会向外发射能量,对周围产生电磁干扰),如果统计时间t=1ms,则可记录100次脉冲,即理论上灵敏度的最大值能达到1%,但实际情况还要除去不稳定因素的影响,所以灵敏度不可能太高。当然,也可以延长统计时间,如延长到t=10ms,%(但实际值也要打很大的折扣),这样的话就影响了反映速度。所以该灵敏度不能达到实际应用的要求。本文提出一种设计方案,利用锁相环技术来提高感测装置的灵敏度及抗干扰能力,从而实现对车辆的有效探测。实验证明该设计方案达到了实际应用的要求。,能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环,简称PLL(Phase-LockedLoop)。锁相环广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步的技术领域。。它比较输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位差,从而产生误差控制电压来调整压控振荡器的频率,以达到与输入信号同频。在环路开始工作时,如果输入信号频率与压控振荡器频率不同,则由于两信号之间存在固有的频率差,它们之间的相位差势必一直在变化,结果鉴相器输出的误差电压就在一定范围内变化。在这种误差电压的控制下,压控振荡器的频率也在变化。若压控振荡器的频率能够变化到与输入信号频率相等,在满足稳定性条件下就在这个频率上稳定下来。达到稳定后,输入信号和压控振荡器输出信号之间的频差为零,相差不再随时间变化,误差电压为一固定值,这时环路就进入“锁定”状态。这就是锁相环工作的大致过程。,是基于锁相环技术的。整个探测系统分为两部分:传感电路和探测电路。传感电路用于感应出金属物体的存在。本设计采用涡流传感的方法,把地线圈直接连到振荡电路中,用振荡电路输出的频率携带传感信号。检测电路把传感的输出信号转变为可直接显示或测量的电信号,以便系统进一步处理。这部分采用锁相环技术来实现。,将埋入地下的探测线圈直接连到正弦振荡电路中。,可用于多种物理量的测量。金属块至于变化的磁场中或者在磁场中运动时,金属内部都要产生感应电动势,形成电流,这种电流在金属体内是自己闭合的,称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量,从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化,电涡流传感器就是基于这种电涡流效应而工作。图3电涡流效应当线圈中通以交变的电流时,线圈周围就会产生交变的磁场H,置于磁场中的金属体内产生感应电动势,形成电涡流,这个电涡流必然引起线圈阻抗的变化,从而使得电感也发生了变化。电涡流对于电感值变化的影响比较复杂,一般来说,电涡流的存在将使线圈的电感量变小。,也叫考毕兹振荡电路,如图4所示图4正弦震荡电路正常状态下(无车经过时),传感振荡电路的输出信号将是频率保持不变(f=f0)的正弦波。当有车经过时,的频率变大(f=f’)。其频率差为()sut()sutfΔ=f’-f0,范围大概在几百到几千赫兹[4]。可见,振荡