基于GMR传感器的ZigBee无线车辆检测系统设计.pdf

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1、2013年第32卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)127基于GMR传感器的ZigBee无线车辆检测系统设计吕海洋，钱正洪，白茹，张星波，孙玲玲(杭州电子科技大学磁电子中心。浙江杭州310018)摘要：设计了一种基于巨磁阻(GMR)传感器的zigBee车辆检测系统，利用高灵敏度的GMR传感器采集道路上经过车辆对地磁场的扰动信号，然后通过检测节点对采集的数据进行打包处理，并通过ZigBee无线网络系统将数据传输给上位机。实验表明：该系统检测工作稳定

2、可靠，且节点尺寸小，无需布线，易于安装。关键词：巨磁阻；车辆检测系统；ZigBee中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)03-0127--04DesignofZigBeewirelessvehicledetectingsystembasedonGMRsensorLt3Hai—yang，QIANZheng—hong，BAIRu，ZHANGXing—bo，SUNLing-ling(CenterforIntegratedSpintronicDevices，HangzhouDi

3、anziUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract：AZigBeewirelessvehicledetectingsystembasedongiantmagneto—resistance(GMR)sensorisdesigned，whereGMRsensorisusedtodetectthedisturbancessignalofgeomagneticfieldgeneratedbythepassingvehicleontheroad．Thecollecteddatai

4、sthenpacketingprocessedbydetectingnodeandtransmittedtothehostcomputerthroughZigBeewirelessnetworksystem．Experimentalresuhsindicatethatthesystemisstableandreliable，andthenodeissmall，needlesstolayoutwiresandeasytobeinstalled．Keywords：giantmagneto·resistance(

5、GMR)；vehicledetectingsystem；ZigBee0引言并结合低成本、低功耗、自组网的ZigBee无线通信技术，使智能交通系统(intelligenttransportationsystem，ITS)是其具有更高的可靠性和更简单的电路结构，且受环境影响当前交通领域的研究热点之一。车辆检测系统是ITS的小、抗干扰能力强、对路面破坏小、成本低廉、安装简单。重要环节，负责采集道路车辆的各种参数。针对车辆检测1车辆检测系统的研究可以追溯到2O世纪8O年代，传统车辆检测器，如1．1车辆检测原理感应线

6、圈有破坏路面严重、使用寿命短等诸多缺点和局限，地球是一个大磁体，在其周围形成地磁场。地磁场强度由此，人们不断提出新的替代方案，如，采用超声波、微波、很弱，在最强的两极其强度不到1Oe，平均强度约为0．5Oe，红外线、声波、视频图像、磁敏传感等技术的车辆检测而它随地点或时间的变化就更小，在有限的测量范围内，可器。目前应用的车辆检测器普遍存在检测精度低、抗干将地磁场视为恒定的。汽车可以看做由多个双极性磁铁扰性能差、受环境影响大等不足，而且，此类系统的节点之组成的铁磁物体，这些双极性磁铁具有一定的极化方向，能问多

7、数采用有线的连接方式，存在布线麻烦、造价高、工期够引起地球磁场的变化。当车辆进入传感器测量范围内时，长、功耗大等缺点。因此，开发高精度、易安装、抗干扰性能前端发动机、车轴等内部铁磁物质会对地磁场产生影响使其强的无线车辆检测系统成为ITS领域亟需解决的问题。发生扭曲和畸变，而这些变化会因车辆铁磁结构和行驶快近年来，有关磁敏传感车辆检测的研究，大都采用慢不同而不同，即不同类型的、不同行驶方向、不同行驶速度各向异性磁阻(AMR)传感器，而本文采用新型的具有更高的车辆对地磁场的干扰都有一定差别的。灵敏度的巨磁阻(G

8、MR)传感器设计出一种车辆检测系统，收稿日期：2012-08-27基金项目：浙江省重大科技专项计划资助项目(2011Cl1047)；浙江省“磁电子材料和器件”高校创新团队项目(2009[171])；浙江省科技厅创新团队项目(2010R50010)；浙江省新苗人才计划项目(2011／1407041)l28传感器与微系统第32卷因此，可通过检测和分析地磁场的这种变化特征来来区分V／Oe，饱和磁场约为±5Oe。一般情况