無(wú)線低功耗地磁車輛檢測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)(上)

　　2 地磁車輛檢測(cè)傳感器的硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 無(wú)線地磁車輛信息接收機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

　　無(wú)線地磁車輛信息接收機(jī)采用TI的CC430F5137處理器結(jié)合ember的Em357為核心的Zigbee Pro模塊設(shè)計(jì)。提供RS232接口與服務(wù)器鏈接。外殼用金屬屏蔽機(jī)箱，可以掛墻安裝，天線外置。

　　2.2 無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器的硬件設(shè)計(jì)

　　無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器采用地磁檢測(cè)芯片MAG3110結(jié)合CC430處理器設(shè)計(jì)。通過(guò)地磁場(chǎng)檢測(cè)來(lái)判斷車輛，普遍采用兩種方式：對(duì)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)磁力線扭曲情況檢測(cè)來(lái)判斷;或則，檢測(cè)車輛通過(guò)時(shí)對(duì)磁場(chǎng)的垂直和水平方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化來(lái)判斷[3]。本文的研究重點(diǎn)是判斷某預(yù)定區(qū)域(停車位)是否有車輛的存在，采用后一種判斷方式。汽車作為鐵磁體，當(dāng)其靠近地磁傳感器時(shí)會(huì)引起磁力線的變化，通過(guò)監(jiān)測(cè)這些微小變化，可以判斷車位是否有汽車的存在。為了提高對(duì)停車位有無(wú)車輛判斷的準(zhǔn)確率，本次研究采用三軸磁阻傳感器，結(jié)合光敏電阻和反射式光電傳感器進(jìn)行混合設(shè)計(jì)。

　　地磁車輛檢測(cè)器選用開(kāi)放的ISM微波頻段，采用433MHz無(wú)線傳感技術(shù)。內(nèi)置高性能鋰亞硫酰氯電池供電，采用低功耗設(shè)計(jì)可連續(xù)工作3到5年。

　　設(shè)備外殼設(shè)計(jì)類似圓形道釘結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度ABS和PC材料注塑成型，外形尺寸：直徑126mm×高32mm。防水，抗酸堿腐蝕，抗沖撞。

　　2.2.1 核心處理器模塊

　　地磁車輛檢測(cè)器也是采用CC430F137主控制器，無(wú)線部分處理電路同接收機(jī)一致。外部接口電路還包含電池電壓檢測(cè)、地磁傳感器、光敏電阻測(cè)量、反射式光電傳感器測(cè)量和干簧管開(kāi)斷檢測(cè)等電路。

　　2.2.2 地磁測(cè)量接口

　　地磁測(cè)量由Freescale的地磁信號(hào)傳感器MAG3110組成[4]。該器件為3軸傳感器，水平放置于與CPU間隔120mm的線路板一側(cè)，以減少PCB(印制電路板)產(chǎn)生的電磁干擾對(duì)其影響。外圍電路見(jiàn)圖4。

　　2.2.3 光敏電阻和反射式光電傳感器檢測(cè)電路

　　光敏電阻檢測(cè)用于提高對(duì)是否有車判別的準(zhǔn)確率。本研究選用了電阻值為10kΩ的摻雜型光敏電阻，對(duì)(0.4~0.76)μm可見(jiàn)光響應(yīng)，直徑5mm。

　　為了盡可能避免斜射光源的干擾，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)光敏電阻的光感受面安裝一個(gè)塑料導(dǎo)光器件，檢測(cè)器外殼開(kāi)孔鑲嵌平面透光鏡，安裝模擬圖見(jiàn)圖5。

　　反射式光電傳感器檢測(cè)電路，需要消耗較大的功率，設(shè)計(jì)僅用于人工不定期對(duì)車位當(dāng)前有無(wú)車輛的校準(zhǔn)，通過(guò)服務(wù)器操作實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)選用檢測(cè)距離為大于800mm的漫反射式光電傳感器件。(未完待續(xù))