[发明专利]利用巨磁阻磁敏技术检测车辆信息的无线传感器网络系统和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路车辆信息检测领域，采用无线传感器网络技术，特别是一种采用两个传感器端机和一个无线接收端机共同完成的对车速、车长、行驶方向、车流量、车道占有率信息获取的系统，具体地说是一种利用GMR磁敏技术检测车辆信息的无线传感器网络系统和检测方法。

技术背景

随着我国国民经济的发展，城市化的进程加快，各种车辆的保有量迅猛增长，导致道路交通供需矛盾紧张，由此引发交通堵塞、交通事故上升、运输效率下降、交通环境恶化等一系列问题，这些问题均成为制约城市发展的“瓶颈”。

城市交通流的检测与统计，为城市智能交通系统提供多维特征的交通流量数据，是城市智能交通系统的基础。传统的道路交通流检测与统计主要采用路面下埋设电感线圈以检测车辆存在来完成。这种方法的缺点包括线圈体积庞大、线圈铺设对路面破坏严重、线圈寿命短、系统维护成本高等。现有的道路交通流检测与统计方法还有视频监控识别车辆的方法，但也存在系统成本高、受环境影响大、系统稳定性差等问题。现有的微波检测识别车辆的方法，同样也存在近间距车辆识别困难、系统铺设成本高等问题。现有的使用磁阻传感器检出车辆的方法，具有对路面破坏小、成本低廉、维护方便、受环境影响小、抗干扰能力强等特点，不少部门和系统均处于紧张的研发当中，也取得了一定的成绩，但无一不是采用一个端机测量的方案，这种方法因受端机体积的限制而使两个传感器的距离很近，导致测量速度精度不高劣势。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用两个GMR传感器探测端机和一个无线接收端机配合使用检测道路车辆信息的无线传感器网络系统和检测方法。

本发明要解决的是传统道路交通流检测存在的线圈体积庞大、线圈铺设对路面破坏严重、线圈寿命短、系统维护成本高、受环境影响大、系统稳定性差、测量速度精度不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用了利用GMR磁敏技术检测道路车辆信息的无线传感器网络系统，该系统由两个GMR传感器探测端机和一个无线接收端机组成，两个GMR传感器探测端机与无线接收端机相连，GMR传感器探测端机包括GMR传感器、信号处理单元、单片机以及射频模块，无线接收端机包括单片机、射频模块以及存储单元。

GMR传感器实时采集地磁信号，并输出相应的电压信号给信号处理单元。

信号处理单元主要包括放大电路、隔直滤波电路和电压比较电路，放大电路与隔直滤波电路以及单片机相连接。

放大电路对GMR传感器采集到的地磁信号进行充分的放大，并送入单片机的模数转换器，作为后续算法的处理对象。

隔直滤波电路对放大电路处理后的信号进行滤波处理，并剔除其中的直流成分，拾取关键信号；压比较电路将隔直滤波电路的输出与给电定的电压进行比较，得到车辆存在的数字脉冲信号。

传感器探测端机的单片机对电压比较器产生的脉冲信号进行计数和滤波处理，并将车辆经过的时间信息提供给传感器探测端机的射频模块。

传感器探测端机的射频模块与无线接收端机通过无线通信的方式进行数据交换。

无线接收端机除了负责与传感器探测端机进行数据交换外，还根据两个传感器探测端机上发来的数据作相应的计算并将结果实时保存到存储单元中。