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基于ARM的红外光汽车速度管理系统研究

发布时间:2020-07-21 18:22:48 阅读: 来源:升降机厂家

引 言

本文引用地址:车辆在公路上应以与路况相符的速度行驶,太快了易出事故, 太慢了将成为后续车辆的绊脚石。但是,常有个别司机不按规定的速度行驶而违章,导致事故频生。交管部门为了取证纠违, 目前多采用雷达测速系统(利用多普勒效应)对违章车辆进行测速取证,予以处罚。

可近期市场上出现了一种叫做“电子狗”的反雷达测速装置,此装置在接近雷达测速区时,能提前捕捉到雷达测速的信息而报警,使违章车辆逃脱处罚,事故隐患犹存。因此,研究一套既能准确测定汽车速度, 又不会被“电子狗”所发现的可靠测速、管理系统就尤为必要。

本文研究的以红外光传感器、ARM 为核心部件的新型测速系统测速时不会被“电子狗”所发现,不仅能识别汽车速度V 的大小,还能测出其速度超过上限速度(Vmax)的量值(+△V)或低于下限速度(Vmin)的量值(―△V)等信息,据该信息酌情驱动取证系统(打印、照相)工作,能有效提高交通管制的力度。

1 系统工作原理

系统由调制式红外光传感器[1]、飞利浦公司的LPC2294 ARM 嵌入式处理器,带触摸屏的彩色液晶显示器以及报警摄像等系统构成,如图1 所示。图1 中M、N 两点是路旁一侧护栏上的两点,分别安装着可发射38KHz 的红外发光管,一直向外发射调制式红外光。调制式红外光被另一侧护栏上相应的两点M’、N’处安放的光电接收器接收,共同组成一个光控测速区。当有车辆通过光控测速区时,M 点发出的光线首先被阻断,第一个光电探测器M-M’将光信号转换为电信号送入信号调理电路,经过放大、整形,送至ARM 处理器。ARM接到此触发信号,打开内部计数器开始计数,时间t 的值相应不断增加。当汽车达到N 点时,第二个光电探测器N-N’将光信号转换为电信号经信号调理电路送至ARM 处理器使计数器停止计数,t 的值就确定了。由M、N 两点间的距离L 除以t 便得到速度V。如果计算得到的V 值在设定的安全速度范围之内,显示屏则显示当前安全速度值,摄像、报警电路就不工作;如果V 值超出设定范围之外,则计算速度偏移量△V =Vmax―V,同时显示该车辆超速行驶,并让摄像、报警电路启动工作。同理,若车辆以VVmin 的低速状态通过光控测速区时,照相及报警系统亦启动工作,显示屏显示超速信息,提示此时车辆处于超低速行驶状态。

2 系统硬件设计

2.1 光电发射接收系统

光电发射接收系统原理如图2 所示。振荡器产生频率为38KHz 的信号, 驱动红外发光管发光。光电接收器则接收红外发光管射出的光脉冲,接收到的光脉冲信号经调节电位器连接到检测器的输入端[2]。将接收到的调制式光脉冲信号送入放大器进行放大,经阈值检测后变成与同步振荡器同步输出的逻辑电平脉冲,再通过脉冲同步解调,得到与车辆运动状态相关的光电信号,并经缓冲输出。

2.2 信号接收与定时器工作

如图3 所示,在没有车辆经过光控测速区时,M’、N’两

点一直能接收到38KHz 的调制红外光,均输出高电平,暂稳态

电路均处在稳态。门G 的输出为逻辑1,UL 始终为高电平。当

有车辆通过光控测速区时,M 点发出的光线首先被阻断,UM 由

高电平先变为低电平,暂稳态电路1 被触发而进入暂稳态,如

图4 中的t1 时刻之后所示。此时,UM’为低电平,G 门触发,

输出UL 为低电平。ARM 系统的CAP1.0 捕获到UL 由高电平变低

电平,发生下降沿捕获,自动装载T1TC 的值传输到捕获寄存器

T1CR,并产生中断,进入中断服务子程序,读取T1CR 的值而保

存。

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