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《基于armt内核的车辆测速仪设计及算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于ARM920T内核的车辆测速仪设计及算法研究袁炜灯??徐建闽(华南理工大学??广州510640)摘??要??车速作为一个重要的交通流参数,是进行交通流分析和交通控制的重要依据。针对多普勒测速仪的基本原理和信号处理算法提出了新的设计方案,介绍了由多普勒收发前端和三星S3C2410A处理器构成的测速仪的硬件结构;并结合ARM内核设计特
2、点实现了基4时间抽取快速傅里叶变换算法(FFT),针对大多数ARM处理器硬件上不支持浮点运算,提出了把浮点数以定点数格式存储和计算的方法,充分利用桶型移位器和5级流水线,避免了流水线互锁问题。实验结果表明优化后的FFT算法具有很高的精度和执行效率。关键词??多普勒效应;混频信号;ARM920T;FFT;移位化整算法中图分类号:U491????文献标志码:A????车速作为一个重要的交通流参数,是进行交通流分析和交通控制决策的重要依据。目前用于车速测定的方法[2]很多,其中基于多普勒效应的毫米波雷达测速仪凭借精确、便携、智能
3、化等特点在公路测速中得到越来越广泛的应用[3]。——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------本文从多普勒雷达测速仪硬件结构和处理算法2方面提出了一些具有创新性的设计方案。以[1]韩国三星公司推出的内核为ARM920T的S3C2410A处理器作为主处理芯片,通过对多普勒频率的采集,并运用基4时间抽取的FF
4、T算法对采样信号进行频谱分析计算运动车辆的实时车速,提出了移位化整算法[5]方法。本设计可广泛应用于公路测速和交通执法。[4]图1??不同车速下的多普勒信号及其频谱????收稿日期:2008??04??24182交通与计算机??2008年第4期??第26卷??总143期1??基于S3C2410A的多普勒测速仪的设计????基于S3C2410A测速仪的硬件设计主要包括:多普勒收发前端、信号放大与偏置模块、复位电路、S3C2410A数字信号处理模块、存储扩展模块、RS232通信模块、显示控制及功能设置模块,如图2所示。在实际设
5、计过程中,采取模块化的设计方案,将S3C2410A数字信号处理模块、复位电路和存储器模块单独集成在一个独立的功能板上,作为DSP核心板,而将其他外围电路集成在另外一个功能扩展板上。采取这种设计方式可以有效地降低了高频数字电路与低频模拟电路之间的串扰,同时系统电路的模块化设计,保证了系统具有可维护性、可维修性和扩展性,有利于电路调试。雷达波被径向方向上的运动车辆反射,天线接收反射波并与基频——————————————————————————————————————-------------------------------
6、-----------------------------------------------------------------信号进行正交混频,得到一个与车速相关的差频信号(多普勒信号),通过放大电路传送到S3C2410A的内置A/D转换器的模拟输入端,然后对数值化的采样值按一定的算法进行数据处理,可以得到车辆的车速。显示模块负责实时车速的显示和超速报警,同时车速统计信息通过RS232接口发送到上位机,作为交通流分析数据。本设计采用西安恒达微波技术开发公司研发的毫米波多普勒收发前端,型号为HD-320SRDH40B,工
7、作频率34.5GHz,线极化,正交场混频,输出功率为40mW,天线增益为25dB,即满足公路测速的性能指标要求,同时兼顾了功耗。1.2??信号放大电路信号放大与偏置电路如图3所示,集成放大电路采用AD公司的仪表放大器AD620,该设备的特点是低噪声,高精度,通过一个电阻即可调整增益,易于使用。为了进一步提高信噪比,信号的输入方式采用差分输入。图中Rg用于调节运算放大器的增益,计算公式如式(2),D1是稳压管,对ARM输入通道起保护作用。Rg=G-1(2)????图3??信号放大电路1.3??数字信号处理及控制模块本设计采用
8、韩国三星公司的S3C2410A——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------微处理
