基于无线磁阻传感器的车辆检测系统研究与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文基于无线磁阻传感器的车辆检测系统研究与实现姓名：陈锐申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蔡伯根20090601中文摘要摘要：车辆检测技术是ITS研究的关键技术之一，通过车辆检测获取准确的交通流量、车辆行驶速度等交通参数是实施交通状况监控和进行交通管理的重要依据。传统的车辆检测器存在不易安装和维修、检测精度受环境影响较大等缺点，所以研究一种检测精度高且方便安装和维护的车辆检测器是很有必要的。因此，将无线传感器网络和磁阻传感器检测技术引入车辆检测系统的设计与实现是一个有价值的研究方向。本文系统研究了基于无线磁阻传感器的车辆检测系统的软硬件设计及其检测

2、算法，改进了传统的车辆检测器，提出了两种有效的车辆检测算法，并软件实现了车辆检测的数据分析与检测结果显示。具体来说，本文的研究内容主要包括以下三方面：第一，从系统硬件设计角度出发，分析了磁阻传感器用于车辆检测的原理，研究了Zigbee无线通信技术用于车辆检测系统内部各节点间通信的优势，在此基础上对无线磁阻传感器用于车辆检测的可行性做了探讨，提出了系统硬件设计总体框架，为检测器性能测试和车辆检测算法的研究打下基础。第二，从检测器放置位置和方式角度出发，通过实验及对大量实验数据的分析，选取将检测器摆放在道路中央的放置方式。并通过调整车辆检测器的电路改变其灵敏度，使其检测直径约等于一般道路的

3、宽度，提高了车辆检测精度，减少虚检和漏检。第三，从系统数据处理与分析角度出发，系统研究了车辆检测器数据分析算法。针对是否有车辆通过的检测，本文基于自适应阈值的思想，提出了基于小波变换的迭代最优阈值检测算法。针对车速检测，本文改进了传统车速检测算法，提出一种基于时钟同步的车速检测方法，减小了检测系统进行车速检测时的误差。通过对系统的数据处理，能够检测区域是否有车辆通过、进行车速测试并判断车辆行驶方向。最后，本文设计并实现了车辆检测软件，利用基于磁阻传感器的车辆检测器在实际道路上对多种车辆行驶状况(不同车速、行驶方向)进行了大量现场测试，验证了算法的有效性和硬件系统的可靠性。实验结果证明，

4、基于磁阻传感器的车辆检测系统能够达到较高的检测精度。关键词：车辆检测器；磁阻传感器；AMR分类号：U491．1+16ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：VehicledetectionsystemsprovidethedatausedbyIntelligentTransportationSystems(ITS)．Thedisadvantagesofconventionalvehicledetectorshaveledtothesearchforareliableandcost-effectivealternativesystem．Theflexibility,easyof

5、installation，remotemaintenance,lowcostandhighaccuracyofwirelesssensorwillleadtotheirubiquitousdeploymentandtherebyprovidethefine-grainedvehicledetectionrequiredtoimplementeffectivetrafficmonitoringandcontr01．Thethesisstudiedthesoftware，hardwareanddetectionalgorithmsofvehicledetectionwhichisbased

6、onwirelessmagnetoresistivesensortechnologythenimprovethetraditionalvehicledetector,twoeffectivevehicledetectionalgorithmhavebeenproposedandsoftwarehasbeendevelopedfordataanalysisandresultillustration．Specifically,thisstudyincludesfollowingthreeaspects．First，fromthehardwaredesignaspect，theprincip

7、leofmagnetoresistivesensorusedinvehicledetectionhasbeenanalyzed，thetechnologyofwirelesscommunication(Zigbee)hasbeenusedindetectingthedevelopmentofeachinternalnodecommunication,afeasiblediscussionaboutmagnetoresistiveSenSOrbe