無(wú)線(xiàn)低功耗地磁車(chē)輛檢測傳感器的設計(上)

　　2 地磁車(chē)輛檢測傳感器的硬件設計

　　2.1 無(wú)線(xiàn)地磁車(chē)輛信息接收機的硬件設計

　　無(wú)線(xiàn)地磁車(chē)輛信息接收機采用TI的CC430F5137處理器結合ember的Em357為核心的Zigbee Pro模塊設計。提供RS232接口與服務(wù)器鏈接。外殼用金屬屏蔽機箱，可以?huà)靿Π惭b，天線(xiàn)外置。

　　2.2 無(wú)線(xiàn)地磁車(chē)輛檢測器的硬件設計

　　無(wú)線(xiàn)地磁車(chē)輛檢測器采用地磁檢測芯片MAG3110結合CC430處理器設計。通過(guò)地磁場(chǎng)檢測來(lái)判斷車(chē)輛，普遍采用兩種方式：對車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)磁力線(xiàn)扭曲情況檢測來(lái)判斷;或則，檢測車(chē)輛通過(guò)時(shí)對磁場(chǎng)的垂直和水平方向的磁場(chǎng)強度變化來(lái)判斷[3]。本文的研究重點(diǎn)是判斷某預定區域(停車(chē)位)是否有車(chē)輛的存在，采用后一種判斷方式。汽車(chē)作為鐵磁體，當其靠近地磁傳感器時(shí)會(huì )引起磁力線(xiàn)的變化，通過(guò)監測這些微小變化，可以判斷車(chē)位是否有汽車(chē)的存在。為了提高對停車(chē)位有無(wú)車(chē)輛判斷的準確率，本次研究采用三軸磁阻傳感器，結合光敏電阻和反射式光電傳感器進(jìn)行混合設計。

　　地磁車(chē)輛檢測器選用開(kāi)放的ISM微波頻段，采用433MHz無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)。內置高性能鋰亞硫酰氯電池供電，采用低功耗設計可連續工作3到5年。

　　設備外殼設計類(lèi)似圓形道釘結構，用高強度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(chē)輛檢測器也是采用CC430F137主控制器，無(wú)線(xiàn)部分處理電路同接收機一致。外部接口電路還包含電池電壓檢測、地磁傳感器、光敏電阻測量、反射式光電傳感器測量和干簧管開(kāi)斷檢測等電路。

　　2.2.2 地磁測量接口

　　地磁測量由Freescale的地磁信號傳感器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(xiàn)路板一側，以減少PCB(印制電路板)產(chǎn)生的電磁干擾對其影響。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電路

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

　　為了盡可能避免斜射光源的干擾，設計時(shí)對光敏電阻的光感受面安裝一個(gè)塑料導光器件，檢測器外殼開(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電路，需要消耗較大的功率，設計僅用于人工不定期對車(chē)位當前有無(wú)車(chē)輛的校準，通過(guò)服務(wù)器操作實(shí)現。設計選用檢測距離為大于800mm的漫反射式光電傳感器件。(未完待續)