智能红外测速系统的设计.pdf

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1、应用研究智能红外测速系统的设计ADeSignOftheInte川gentInfraredVeIOCityMeaSurementSystem许刚王成苏力西安航空技术高等专科学校(西安710077)摘要：介绍红外光电传感器的工作原理，并设计了外围电路。在此基础上通过单片机进行计数，通过与计算机进行通信，为远程控制与监测奠定基础。关键词：红外信号传感器速度测量Abstract：Thispap。rintroducestheworkofinf．raredphotoelectricsensorprinciple，andtheextemalciI℃uitdesign，an

2、dontllisbasistllroughtheMCUtoco蚰t，tocommunicatewiththecolnputerforremotecon臼olandmonitoringlaythef．ouIldation．KeywOrds：In仔aredsignalsSensorsVbloci够me嬲urement逻辑电平，来控制计数器。。引口逻辑功能是：当没有遮断该传感器时，两对红外在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的接收与处理装置将接收到频率为f的红外光进行处场合，高精度和非接触测量往往给测量提出了高的要理。输出A、B高电平，Y为低电平，计数器不能打

3、开，反求。过去常用测速机、脉冲发生器、模拟变换器等测速之，计数器开始工作；当汽车继续行驶遮断第2个红外方法，由于易受外界因素的影响，所以测量精度及测传感器后，计数器开始工作，反之亦然。计数器的计数量场合的限制难以满足测量要求。红外光电传感器的值为汽车通过该传感器两探头的时间。该传感器的逻工作原理，并在此基础上采用单片机进行计数测量，辑表达式为：Y=艋，其真值表如表1所示。微机显示。这就为远程监测与监控提供了必要的手为了防止汽车经过传感器两红外探头之间出现误段。动作，汽车的车长大于两传感器探头的安装距离S。设．汽车行驶速度V(m／s)，计数器计数值为N，单片机

4、主2红外测速系统的组成振频率为f0(Hz)，则汽车行驶速度为：v：fo／N×s(m／2．1汽车测速系统整体方案s)。已知f0、s、N，即可求出vo如果以汽车为例传感器工作原理如图lr⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j所示。图l中虚线部分为红外测速传感器的ll象；=}l。ll舞茬L—]组成图。该传感器由两对完全相同的红外发l幽，』幽一射装置、红外接收与处理装置组成。红外发il袈翁l荐I舞袭H磊i芦射装置以一定频率f发射红外光。红外接收{睦到擘f垃型一和处理电路将该频率的红外光转换成电信号}⋯⋯一咀：鱼丛趔建传壁量叠坌⋯⋯并进行处理，输出信号经逻辑电路后转换成图1汽车7

5、0H～vw．cnim．∞单片机H1溪首测速系统整体方案雏2008年第8期丫周恹嚣低表计算机软件显7li表1红外传感器真值表ABCY1O01O01010O红外光电传感器输出控制信号控制门电路以实现对计数器的控制。要实现对运动物体的测速只要对计数器脉冲实现测量显示即可。2．2红外传感器部分2．2．1发射部分如图2所示为红外发射装置的驱动电路，为降低太阳光、车灯等干扰源的影响，红外发光二极管采用脉冲直流驱动；555定时器构成多谐振荡器，提供频率和占空比一定的矩形波，驱动红外二极管VD；R为二极管限流电阻。接收部分采用专用接收集成电路，其工作中心频率与发射部分红外光

6、频率相同。R1IL2C1+5V图2红外发射的驱动电路2．2．2接收部分接收部分采用专用红外接收集成电路，其工作中心频率与发射部分红外光频率相同。红外光电二极管接收调制红外光，进行光-电转换后，经专用红外接收集成电路处理得到高电平。信号处理电路将该电平进一步进行处理，以控制计数器正确计出汽车通过两红外探头的时间。该传感器接收部分对红外信号反应非常灵敏，必须良好屏蔽，防止红外反射光及其他红外信号的干扰，提高接收电路的抗干扰能力，防止误动作。2．3单片机的计时及与计算机的通讯通过红外传感器及外围电路可知，V=f0／N×S，只要求得N就可求得速度V。这里T=N／f0

7、。单片机主要完成计算车辆在两红外传感器之间行驶时间以及与计算机的通信。行驶时间的计算方案如下：把红外光电传中阅便舞俄表2008年第8期应用研究感器输出的Y信号直接送至单片机的中断口，利用中断子程序对计数器进行起停操作，当汽车通过第1个红外发射装置时，启动计数。通过第2个红外发射装置时，停止计数。根据单片机机器周期T和计数器所得脉冲数N得到汽车的行驶时间t=NT。单片机和计算机之间采用串行通讯，通过串口，将处理电路信号通过单片机送入计算机，在这个工程中如果要进行远程传输必须通过调制解调器把模拟信号转换成数字信号，在信号的接收端把数字信号转换成模拟信号传输给计算

8、机。在计算机中利用软件编制应用程序用虚拟示波器实时显