环形线圈车辆检测器基本原理
环形线圈检测器及其应用4页
环形线圈检测器及其应用4页环形线圈检测器是一种种电磁检测器，它主要由一个环形线圈构成，用于检测周围的磁场，从而检测到可能存在的金属或其他导电材料。
环形线圈检测器广泛用于各种工业应用中，比如金属探测、无损检测、矿业勘探等等。
环形线圈检测器的工作原理是利用法拉第电磁感应原理，当金属或其他导电材料靠近环形线圈时，会在其周围产生一个额外的磁场，这个磁场会引起环形线圈内的电流变化。
通过测量这个电流变化，就可以检测到金属或其他导电材料的存在。
环形线圈检测器有很多优点，例如精度高、灵敏度好、不需要接触被检测物等等。
因此，它被广泛用于各种金属探测、无损检测和矿业勘探等领域。
金属探测是环形线圈检测器最常见的应用之一。
它被广泛应用于安全检查、金属回收、考古发掘等领域。
例如，在安全检查中，安检人员会使用手持的环形线圈检测器对乘客和行李进行检测，以便查找携带危险金属的人员。
在金属回收方面，环形线圈检测器可以检测到被混杂在垃圾里的金属，从而提高回收效率。
在考古发掘中，环形线圈检测器也是必不可少的工具，因为它可以帮助发掘人员找到埋藏在地下的金属物品。
无损检测是另一个环形线圈检测器的应用领域。
它被广泛用于汽车、火车、飞机和其他各种工业设备的检测中。
例如，在汽车工业中，环形线圈检测器可以检测到发动机和传动系统中的缺陷，从而提高车辆的品质和寿命。
矿业勘探也是环形线圈检测器的重要应用领域之一。
它被广泛用于寻找矿物资源、地下水和其他地下资源的勘探中。
例如，在石油勘探中，环形线圈检测器可以检测到地下的油藏，从而帮助勘探人员确定最佳的钻井位置。
课程设计(论文)-基于环形感应线圈的车辆检测器设计
课程设计（论文）-基于环形感应线圈的车辆检测器设计基于环形感应线圈的车辆检测器设计1任务要求1.1任务要求本课程设计的主要任务是设计基于环形感应线圈的车辆检测器，要求运用PROTEL电路设计与制版工具对环形感应线圈车辆检测器进行硬件电路设计1、熟悉环形线圈车辆检测器的工作原理;2、了解环形线感应线圈的原理和输出信号的特点;3、设计出可将环形线感应线圈的电感变化信号转换为频率变化信号的振荡电路;4、设计出放大、滤波和整形处理电路1.2原理介绍检测器的工作原理:环形感应线圈车辆检测器又称为地感，多为埋设式检测系统一种基于电磁感应原理车辆检测器, 它的传感器是一个埋在路面下, 通有一定工作电流的环形线圈。
当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时, 车辆自身铁质切割磁通线, 引起线圈回路电感量的变化, 检测器通过检测该电感量就可以检测出车辆的存在, 检测这个电感变化量一般来说有两种方式: 一种是利用相位锁存器和相位比较器, 对相位的变化进行检测; 另一种方式则是利用由环形地埋线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测。
本设计采用了后一种检测方式。
感应式环形线圈行驶车辆检测器具有性能稳定、性价比高、工程应用方便、免维护、技术不复杂等特点, 目前在工程上应用很广。
1基于环形感应线圈的车辆检测器设计2 总体方案选择与设计2.1 背景2.1.1车辆检测系统概述随着经济技术的发展，城市化的迅速推进，带来了机动车数量的迅速增长，造成城市道路交通的需求严重不平衡，因此智能交通成为当前缓解交通拥挤的重要手段。
自适应交通信号控制系统是智能交通控制系统的核心，能够根据实际车流量的状况，在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流的变化。
道路交通流信息(包括交通流量、车速、行程时问、车道占有率以及车流密度等参数)是制定道路发展规划，安排道路养护经费规划和养护生产作业的主要依据，也是向交通城建规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资料和数据。
基于环形感应线圈的车辆检测器
1．任务要求1．1任务要求]1[本课程设计的主要任务是设计基于环形感应线圈的车辆检测器，运用电路设计与制版工具PROTEUS软件对环形感应线圈车辆检测器进行硬件电路设计。
检测器的主要工作原理是当有车辆经过时，环形线圈将感应到电感的变化，经振荡电路将电感变化转换为频率变化信号，然后经放大、滤波、整形电路将信号转换成矩形波信号，最后通过51单片机得到随环形电感变化的频率值。
通过本次课程设计，达到熟悉环形线圈车辆检测器的工作原理，了解环形线感应线圈原理及输出信号特点，设计出可将环形线感应线圈的电感变化信号转换为频率变化信号的振荡电路及放大、滤波、整形和检测电路的目的。
设计内容中涉及到的具体工作包括对环形感应线圈、车辆检测器的工作原理进行介绍、包括参数计算和元器件引脚图在内的各单元电路的设计、总电路图的绘制及各单元电路的可行性仿真等。
1．2原理介绍环形线圈车辆检测器的工作原理是：埋设在道路下面的环形线圈电感元件与检测器内的电容及附加电路组成电容三点式振荡电路。
车辆通过时对检测器最直接的作用的是引起整个回路的总电感变化，其中包括两个部分，一部分是环形线圈的自感，另一部分是环形线圈与车辆金属底盘之间的互感。
具体地说是当车辆经过埋有环形线圈的道路上方时，根据电磁感应原理和楞次定理，车体的金属底盘产生自成闭合回路的感应涡流，这个涡流又产生了与原闭合回路中磁场相反的新磁场，导致线圈的总电感量减小，但是，车辆底盘作为金属导体通过拥有环形线圈的道路上方时能够增加线圈周围空间的导磁率，是环形线圈的电感量又有增加的趋势。
所以，在车辆通过环形线圈时，对环形线圈电感量同时具有增大和减小的作用。
一辆车，无论它的形状有多么复杂，当它通过环形线圈时，在底盘中引起涡流是必然的，涡流对环兴地埋线圈的影响也是必然的。
所以车辆可以被看成一个具有电感和电阻的短环路，这个短环路通过互感与环形线圈相耦合。
和分别是环形线圈的电阻和电感，等效电路图如图1所示。
磁频车辆检测——环形线圈检测器
四、环形线圈的定位
• 5、高速公路匝道
图3.9 匝道仪控传感器和路口配置
磁频车辆检测——环形线圈检测器
• 协调的交通响应控制
磁频车辆检测——环形线圈检测器
SWARM1算法
• SWARM 匝道仪控算法的原则
磁频车辆检测——环形线圈检测器
五、环形线圈车辆检测器的优缺点
优点： 1、技术成熟 2、传感器简单 3、直接测试的量多 4、全天候工作 缺点： 1、只能进行单车道检测，多车道需多个检测器 2、无大局观，不能实时测量排队长度、大区域内车流密
路面
感应线圈所 展示的两匝 导线
涡流 检测线路板
车辆 交变磁场 匝间电容 馈线电缆 调谐电容
图2 环形线圈检测器原理示意图
磁频车辆检测——环形线圈检测器
汽
环形线圈
汽
车
车
实际开始计时
实际终止计时 t
tji t
磁频车辆检测——环形线圈检测器
• 3、环形线圈检测器分类 • 通过型：无源地磁感应线圈，即环形线圈无源
长度； • 垂直于车辆行驶方向的线圈边长为线圈的宽度。 • 通常宽度至少应覆盖一个车道宽度的
50%~60%
磁频车辆检测——环形线圈检测器
• 3、长度的确定 • 根据检测目的，确定不同的环形线圈长度。 • 检测车队存在时，环形线圈长度要大于车间距，
而用于车辆计数时，环形线圈必须小于车间距。
磁频车辆检测——环形线圈检测器
<=500，正常 • 绝缘电阻<10M,检测器需重新调整 • 绝缘电阻<2M，线圈或馈线需立即更换
磁频车辆检测——环形线圈检测器
• 2、环形线圈车辆检测方案 • （1）相位变化的检测
任务1应用环形线圈车辆检测器环形线圈车辆检测器概述
环形线圈车辆检测器的应用场景
环形线圈车辆检测器广泛应用于交通 信号控制、交通监控、智能停车等领 域。
在交通监控中，检测器可以用于监测 道路车辆情况，为交通管理部门提供 实时数据，有助于交通管理和调度。
在交通信号控制中，检测器可以用于 检测路口车辆流量，根据流量情况调 整信号灯的时长，提高路口通行效率。
02
环形线圈车辆检测器的工 作流程
环形线圈的安装与调试
01
02
03
确定安装位置
选择合适的地点，确保线 圈能够检测到车辆的经过， 同时避免干扰物的影响。
安装线圈
按照设计图纸和规范，将 线圈安装在预定的位置， 并确保线圈的平直和牢固。
调试传感器
通过调整线圈的参数，如 频率、阻抗等，确保传感 器能够准确检测到车辆的 经过。
05
环形线圈车辆检测器的未 来发展
技术创新与改进
传感器技术升级
无线通信技术应用
随着传感器技术的不断发展，环形线圈车 辆检测器的性能将得到进一步提升，如更 高的检测精度、更强的抗干扰能力等。
随着无线通信技术的发展，环形线圈 车辆检测器将逐步实现远程无线监控 和管理，降低维护成本和难度。
数据处理算法优化
信号分类
根据提取的特征对信号进行分类，判断是否有车辆通 过。
车辆检测算法
阈值法
根据线圈感应信号的强度 变化设置阈值，当信号超 过阈值时判定有车辆通过。
模式识别法
利用机器学习或深度学习 算法对感应信号进行分类 和识别，判断车辆类型和 运动状态。
视频图像处理法
结合摄像头和图通过改进和优化数据处理算法，环形线 圈车辆检测器能够更快速、准确地识别 车辆，提高交通流量的监控效率。
车辆测速系统中环形线圈介绍
3.4.1工作原理环形线圈车辆检测器通常由环形线圈、振荡回路和检测电路3 部分组成。
环形线圈是由电缆线圈绕几匝构成, 被加上交变电流, 埋设于路面下, 同时作为感性元件, 通过隔离变压器接到振荡回路上, 构成LC 谐振电路。
当车辆通过环形线圈或停在环形线圈上时, 车体切割磁通线, 在车体内将产生涡流, 涡流对环形线圈的磁场有去磁作用,从而使环形线圈的电感量减少, 进而改变LC 谐振的频率。
检测电路通过检测振荡电路频率值的变化即可判断车的存在与通过状况。
图3-7 为双线圈车速检测示意图。
图3-6感应线圈车流量检测示意图当车辆通过2 个相邻的环形线圈时, 车辆检测器可以分别获得两个时刻t1 和t2, 再由两相邻线圈的实际距离D , 就可以检测到车辆通过的数量。
（3-1）3.4.2检测电路电路如图3-1 所示。
匝数传感器的线圈电感2x m N L R R =+ （3-2） 式中：1m R Aμ=—铁心的磁阻； 000R A δμ=—空气隙的磁阻；l —铁心磁路长度;δ—空气隙的长度; μ—铁心的磁导率;A —铁心的横截面积;A 0—空气隙的横截面积;N —被测线圈的匝数。
汽车这里取δ足够大, 并且μ>>μ0, 所以认为R m 很小,即R m<<R 0,所以式(3-2)变为：200x N L A δμ≈（3-3）在图3-2中有源网络的1与2端加入一个输入信号U (s) , 则：()()1U s U s = （3-4）()()()()()()2121[]1f U s U s I s I s sC U s U s sC -===- （3-5）利用电感分压式有：()()211x xx xsL L U s U s U sL sL L L ==++ （3-6）我们知道：()()()()()1U s U s Z s I s I s ==（3-7） 将式(3-4)(3-5)(3-6)代入式(3-7)得：()111xZ s L sCsC L L ==+ （3-8） 式中, 1xLC C L L =+。
智能交通-线圈检测系统原理
车检器是一款采用环形电感线圈检测车辆的通过，并把车辆通过信号传送给相机主机的设备。
它通过线圈馈线给地感线圈保持稳定的磁场，当车辆经过时，磁场发生变化，车检器根据磁场变化强度来判断是否有车辆经过。
在对过往车辆进行检测的过程中，可以通过调节地感线圈的线圈灵敏度来实现对不同类型车的检测，可以同时满足对大型车、中型车以及载客三轮摩托车的检测。
环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。
车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，并上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。
此种方法技术成熟，易于掌握，并有成本较低的优点。
大华基于线圈检测模式的车检器，选用AVR单片机作为环行线圈检测器的控制核心；地感线圈作为振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，通过比较电路将振荡电路产生的波形整形为接近方波的信号，然后送入EPM240进行处理并测量，CPLD将测量结果反馈给单片机；当有大的金属物如汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化（有金属物体时振荡频率升高），这个变化就作为汽车经过“地感线圈”的证实信号，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。
由公式（1）知，f与电路中电感L、电容c1、c2有关（c1、c2 为固定值），所以f为L的单值函数，当L发生变化时，振荡电路频率会反方向变化，把地感线圈作为L，有车和无车，L会变化，从而f变化，即线圈模式的检测原理。
线圈检测器特点如下：。
地感线圈原理
接地环路原理。
首先，介绍了停车场车辆检测器和地面环路的工作原理。
1.工作原理。
地面环路车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。
它通常在同一车道的路基下嵌入一个环形线圈，并为其提供一定的工作电流作为传感器。
当车辆通过线圈或停在线圈上时，车辆本身的铁会改变线圈内的磁通，引起线圈线圈电感的变化。
该检测器可以通过检测电感的变化来判断过往车辆的状态。
检测电感变化的方法有两种：一种是利用锁相器和相位比较器来检测相位的变化；另一种是利用环路线圈组成的耦合电路来检测其振荡频率。
2.系统组成。
该地面传感车辆检测器包括地面回路和检测器，线圈作为数据采集，检测器实现数据判断并输出相应的逻辑信号。
检测器一般由机架、中央处理单元、检测卡和接线端子组成。
中央处理器是对采集信号进行运算的模块，一般为嵌入式操作系统的单板机，具有很强的数字运算、存储能力和通信接口。
通过扫描端口，捕获级别变化时间，并计算相应的流量数据。
当检测车经过或静止在感应线圈的检测区域时，通过感应线圈的电感会降低。
检测卡的功能是检测这种变化并准确输出相应的电平。
在检测高速通过的车辆时，可能会出现对车辆长度和车速的不准确检测，因此有必要正确调整检测器的灵敏度。
目前，车辆检测器普遍具有多级灵敏度调节功能。
第二，地面环路在停车系统中的作用。
在停车场系统中，要确定接地回路的作用，首先要知道路地感应线圈的安装位置，接地回路一般安装在以下四个位置：1.入场投票箱(入场控制机)；2.出入口各设一个；3.出口投票箱(出口管制机)；该行业使用的接地回路一般为铜芯线。
上过初中的人应该知道，金属物体通过线圈时会产生电流。
这一原理在停车场系统中得到了很好的应用；这就是我们叫它线圈的原因。
线圈的制作方法比较简单，就是将一定长度的铜线缠绕几次。
这一解释对每个人来说都不陌生；第三，入口控制机的地面传感功能可以定位在两个方面：1.防止遗失卡。
大家应该知道，在标准的一进一出系统中，当临时车辆进场时，它是通过自动取牌的方式来进场的。
环形线圈检测原理实验
环形线圈检测原理实验一、实验目的环形线圈检测器是交通参数检测的主要手段之一，交通信息与控制实验平台搭建有环形线圈检测原理实验系统。
系统通过埋设在实验平台上的感应线圈，采用线圈检测器采集车辆感应信号，并通过线圈采集实验软件，采用模块化设计思想，学生可以自行搭建线圈采集系统，了解线圈采集的基本原理，获得多种交通参数。
实验使学生了解实际交通中的环形线圈检测系统的基本原理，如图1所示。
其中包括线圈检测系统的硬件组成、设备连接、功能实现；另外，还有检测系统设备间的通讯过程、软件连接；以及交通参量的计算、处理以及存储等过程。
图1.a实际道路中的检测系统结构采集计算存储图1.b 实验平台的检测系统结构二、实验内容1、自制环形线圈，测量其电感量，了解环形线圈的影响因素，记录不同类型环形线圈的电感量，并测量其在震荡电路中的频率；2、连接环形线圈与线圈检测器，通过教学软件进行数据采集，并存储；了解线圈检测器的基本原理；3、通过采集的检测器数据计算交通量，并通过教学软件计算(交通量、平均速度、时间占有率、车头时距)等交通量。
三、实验原理及实验过程实验一：前端检测传感器的原理与应用(1) 环形线圈检测原理环形线圈车辆检测是利用电感耦合原理，通过LC振荡电路检测频率进而达到车辆检测的目的。
其中环形线圈作为此等效电路中的电感元件，与检测其中的电容、振荡器及其相关电路组成整个检测电路则。
电流通过环形线圈,在其周围形成一个电磁场，当车辆行至线圈上方时，在金属车体中感应出涡流电流,涡流电流又产生与环路相耦合，但方向相反电磁场，即互感，使环形线圈电感量随之降低，因而引起电路谐振频率的上升，如图2所示。
车辆覆盖线圈的面积愈大，车辆的底盘愈低，则互感系数M越大，检测灵敏度也越高。
只要检测到此频率随时间变化的信号,就可检测出是否有车辆通过。
I b I cM等效电路等效电路车辆与线圈互感图2 检测器工作时等效电路图因此在检测时，环形线圈总电感是由自感、互感两个部分组成的。
停车场系统中地感线圈原理及施工注意事项
前言：停车场系统地感线圈的埋设工作非常重要，可以说关乎了整个停车场系统的稳定性，本篇文章从地感线圈的原理说起，全面介绍地感线圈的施工正文：一、停车场车辆检测器和地感线圈的原理1、工作原理地感线圈车辆检测器，是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。
它通常在同一车道的道路路基下埋设环形线圈，通以一定工作电流，作为传感器。
当车辆通过该线圈或者停在该线圈上时，车辆本身上的铁质将会改变线圈内的磁通，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感量的变化来判断通行车辆状态。
电感变化量的检测方法一般有两种：一种是利用相位锁存器和相位比较器，对相位的变化进行检测；另一种是利用环形线圈构成的耦合电路对其振荡频率进行检测。
2、系统组成地感车辆检测器包括地感线圈和检测器，线圈作为数据采集，检测器用于实现数据判断，并输出相应逻辑信号。
检测器一般由机架、中央处理器、检测卡和接线端子组成。
中央处理器是对采集信号进行计算的模块，一般是一个带嵌入式操作系统的单板机，具备较强的数字计算、存储能力和通讯接口。
通过对端口的扫描，捕捉电平的变化时间，以此计算出相应的交通数据检测车辆通过或静止在感应线圈的检测域时，通过感应线圈的电感量会降低，检测卡的功能就是检测这一变化并精确地输出相应的电平。
在对高速通过车辆进行检测时，可能会存在车长、车速检测不准确的情况，需要正确调节检测器的灵敏度。
目前的车辆检测器一般都具有多级灵敏度可调的功能。
二、停车场系统中地感线圈的作用在停车场系统中，要确定地感线圈的作用首先我们得知道地感线圈安装的位置，地感线圈一般装在以下四个位置：1、入口票箱处（入口控制机）；2、入出口道闸处各一个；3、出口票箱处（出口控制机）；行业内使用的地感线圈，一般都是铜芯线，上过初中的人都应该知道，当有金属物体穿过线圈时，会产生电流，停车场系统中就是利用了这个原理；这也就是为什么我们称之为线圈，线圈的制作方法比较简单，就是将一定长度的铜线环绕几圈，这么一解释大家都不陌生了吧；三、其入口控制机处的地感作用可定位两个方面:1、防丢卡大家应该都知道，在标准一进一出系统中，临时车辆进场时是通过自动取卡进场的，他只需要按按钮就行了，这时候的地感的作用就是当感应有车辆在该处时才能取卡，而不是人站上去按按钮就能取卡2、压地感读卡在远距离读卡系统中（蓝牙系统、车牌识别系统），该处地感用于辨别车辆方向；四、入出口道闸其作用也有两个方面1、防砸车，有车在地感处时道闸杆是不会落杆的；2、车过落杆出口控制机处的地感跟入口控制器处的地感相似，在远距离读卡系统中（蓝牙系统、车牌识别系统），该处地感用于辨别车辆方向五、地感线圈埋设注意事项停车场系统里“地感线圈”就是一个振荡电路。
环形线圈车辆检测器基本原理
环形线圈车辆检测器基本原理环形线圈车辆检测器基本原理车辆检测系统是道路监控系统非常重要的一部分。
利用感应线圈来检测车辆速度是目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法，它可以获得当前监控路面交通流量、占有率、速度等数据，以此判断道路阻塞情况，并利用外场信息发布系统发出警告等。
本文将就目前环形线圈车辆检测器的基本原理和组成进行介绍和分析。
一、环形线圈车辆检测器基本原理其基本原理如图所示：在同一车道的道路路基段埋设一组（2个）感应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。
当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算。
此方法检测精确，设备稳定，且在恶劣天气条件下仍具备出色的性能。
此外，廉价的成本也是其在世界范围内得以广泛应用的原因之一。
二、检测器的组成检测器（欧标卡式插槽）基本由机架、底板、中央处理器、检测卡以及接线端子组成。
检测卡(品牌可选)沿导轨插入机架内，并与底板和中央处理器实现电气连通。
1、中央处理器中央处理器是对采集信号进行计算的模块，一般是一个带嵌入式操作系统的单板机，具备较强的数字计算、存储能力和通讯接口。
通过对端口的扫描，捕捉电平的变化时间，以此计算出相应的交通数据（具体算法稍后介绍）。
一般检测器的通讯接口包括RS232/485，比较先进的还具有以太网接口和GPRS模块。
目前，在国内大多数应用中，由于监控路面和监控中心距离的关系，系统集成商普遍采用调制解调器点对点联接的方式上传数据，或者通过PLC中转数据。
任何意外情况的发生导致处理器死机、故障等非工作状态，都应该能在短时间内重新启动，且不应超过三十秒。
2、检测卡检测车辆通过或静止在感应线圈的检测域时，通过感应线圈的电感量会降低，检测卡的功能就是检测这一变化并精确地输出相应的电平。
线圈式车辆检测器采用的检测卡品牌较多，一般都为欧标卡式接口。
比较广泛使用的有英国PEEK 公司的MTS4E，南非NORTECH的TD634ES，英国的MoniSense等。
环形线圈车辆检测器方案
环形线圈车辆检测器方案简介环形线圈车辆检测器是一种常用的车辆检测设备，它通过在道路上铺设环形线圈感应器，监测通过的车辆数量和车辆通过的时间，以便交通管理部门及时监测道路交通情况。
本文将介绍环形线圈车辆检测器的原理、优点、缺点和应用场景。
原理环形线圈车辆检测器的原理是基于车辆金属部分对交变电磁场的干扰产生信号的特性。
当车辆驶过感应线圈时，车辆金属部分对感应线圈电磁场的干扰会产生信号，通过信号处理电路将其转化为数字信号，从而计算出车辆通过感应线圈的时间和数量。
一般情况下，环形线圈车辆检测器会安装在车辆经过的道路位置，需要考虑车辆速度、车身长度、触发模式等因素。
优点1.精度高：环形线圈车辆检测器的精度非常高，可以精确计算车辆通过的时间和数量，从而准确把握道路交通情况。
2.维护成本低：环形线圈车辆检测器的维护成本非常低，因为其运行原理非常简单，故障率极低，基本不需要维护和保养。
3.适用性广：环形线圈车辆检测器适用于各种道路、车辆和交通场景，可以有效监测车辆的速度、流量、密度等指标。
4.清晰直观：环形线圈车辆检测器提供的数据甚至可以实时地在交通信号控制系统中显示，帮助交通管理人员清晰直观地掌握交通状况。
缺点1.安装需要专业技术：环形线圈车辆检测器需要安装在车辆经过的道路位置，需要考虑车辆速度、车身长度、触发模式等因素，因此需要专业技术支持。
2.影响交通：为了安装环形线圈车辆检测器，可能需要对道路进行一定的封闭或限制车辆通行，从而可能影响交通。
3.依赖电力和线路：环形线圈车辆检测器依赖于电力供应和线路连接，如果线路短路等问题，则可能导致检测器无法正常工作。
应用场景1.交通信号控制：环形线圈车辆检测器可以用于智能交通信号控制系统，及时监测车辆通过数量和时间，调整红绿灯状态，优化道路交通流量。
2.高速公路服务区：环形线圈车辆检测器可以用于高速公路服务区，及时监测停车场内车辆数量、停留时间和流动情况，为交通管理人员提供重要数据支持。
任务1应用环形线圈车辆检测器环形线圈车辆检测器概述
前视图
后视图
电源
功能及技术指标
1. 检测单元 检测单元的具体性能指标如下： (1) 具有检测路上每一车道所通过的车辆数、瞬时速度、车头时距、道路
占有率、交通流方向等功能； (2)检测精度： 二轮以上机动车交通量检测精度≥98%， 测速范围：0～200km/h（±3%），检测精度：≥95%， 占有率检测精度≥95%， 线圈电感范围：18～2500μH，可自动调谐； (3)灵敏度选择状态每通道一个，该开关允许对每车道进行灵敏度的调整，
计算机； (d) 监视环形线圈的工作和故障并报告给监控分中心计算机，检测器故障将依靠一
个连续的输出信号指示； (e) 系统留有供便携终端读取数据的通信接口、向监控分中心计算机上传数据的通
信接口、手动设置参数的控制面板。 2. 技术要求 (a) 微处理器可处理至少12组环形线圈传感器的检测数据； (b) 微处理器在采集的数据用先入先出方式存储时， 保证保留最近48小时数据； (c) 预处理后的数据通过综合通信网传输, 传输速率为9600bps; (d) 设备应配有过电压和浪涌电压保护装置，在雷击时设备应不受影响，做到在
微处理器系统
1. 功能要求 (a) 收集环形线圈输入的数据；可预处理并存贮每个检测点上的各车道交通监视参
数； (b)对于检测到的交通参数，能按10秒、30秒、1分钟、5分钟、15分钟、30分钟、
1小时等周期(此周期可重新设定)进行累计； (c) 每隔一定周期(此周期可重新设定)将这些参数以数据块的方式传到监控分中心
硬路肩 土路肩
说明： 1、图中尺寸单位为米。 2、本图为直接切割路面，将线缆敷设到设备箱。 3、图中中央隔离带线缆用钢管保护。
70 80 85 70 80 85
地感线圈原理
地感线圈原理
一、停车场车辆检测器和地感线圈的原理
1、工作原理
地感线圈车辆检测器，是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。
它通常在同一车道的道路路基下埋设环形线圈，通以一定工作电流，作为传感器。
当车辆通过该线圈或者停在该线圈上时，车辆本身上的铁质将会改变线圈内的磁通，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感量的变化来判断通行车辆状态。
电感变化量的检测方法一般有两种：一种是利用相位锁存器和相位比较器，对相位的变化进行检测；另一种是利用环形线圈构成的耦合电路对其振荡频率进行检测。
2、系统组成
地感车辆检测器包括地感线圈和检测器，线圈作为数据采集，检测器用于实现数据判断，并输出相应逻辑信号。
检测器一般由机架、中央处理器、检测卡和接线端子组成。
二、停车场系统中地感线圈的作用
在停车场系统中，要确定地感线圈的作用首先我们得知道地感线圈安装的位置，地感线圈一般装在以下四个位置：
1、入口票箱处（入口控制机）；
2、入出口道闸处各一个；
3、出口票箱处（出口控制机）；
行业内使用的地感线圈，一般都是铜芯线，上过初中的人都应该知道，当有金属物体穿过线圈时，会产生电流，停车场系统中就是利用了这个原理。
三、其入口控制机处的地感作用可定位两个方面：
1、防丢卡
大家应该都知道，在标准一进一出系统中，临时车辆进场时是通过自动取卡进场的，他只需要按按钮就行了，这时候的地感的作用就是当感应有车辆在该处时才能取卡，而不是人站上去按按钮就能取卡。
2、压地感读卡
在远距离读卡系统中（蓝牙系统、车牌识别系统），该处地感用于辨
别车辆方向。
环形线圈车辆检测原理
环形线圈车辆检测原理
环形线圈车辆检测原理是一种常用的交通监控技术，其基本原理是通过电磁感应的方式来检测车辆的存在和运动状态。
具体来说，环形线圈是由多个线圈串联而成的，一般被埋在道路表面之下，形成一个环状结构。
当车辆经过环形线圈时，会在线圈内产生感应电流，从而改变线圈的电阻、电容和感抗等参数，这些参数的改变可以被检测器感知到，从而判断车辆是否存在于线圈内。
环形线圈车辆检测原理的优点是具有高精度、高稳定性、低成本等特点，可以广泛应用于城市道路、高速公路、机场、港口等交通设施的监控和管理。
同时，随着无人驾驶技术的快速发展，环形线圈车辆检测技术也将逐渐向智能化、自主化等方向发展，为交通安全和便捷出行提供更加可靠和高效的保障。
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环形线圈车辆检测器方案
环形线圈车辆检测器方案一、背景环形线圈车辆检测器是指通过使用放置在道路上的线圈来进行车辆检测的一种解决方案。
该方案是一种基于电磁感应原理实现的技术，通过检测车辆通行时产生的磁场来判断车辆的存在性及其他相关信息，如车速、车道等。
二、环形线圈车辆检测器原理1. 基本构成环形线圈车辆检测器主要由线圈、信号放大器、数据采集器和计算机软件等几个部分组成。
其中，线圈是最核心的部分，通常使用一种能够产生较强磁场的铜线或铜带，将其绕成环形，并固定在路面上，形成一个类似于“环形”或“8”字形的线圈结构，如图所示：_______| |/ \\O O/ \\| |\\ /O___________O当有车辆通过时，会产生交变磁场，进而在线圈中感应出一定大小的电压信号。
信号放大器负责对这个电压信号进行放大和处理，数据采集器则用于记录和存储这些被处理后的信息，计算机软件则用于实时监测和分析数据。
2. 原理解析在正常情况下，线圈中不存在磁场，电路中也不会有电感应生成的电流。
但当车辆通行时，由于车身中存在某些部件具有磁性，例如车轮、钢板等，这些部件在通行时会与线圈中的磁场相互作用，产生感应电流。
感应电流的大小是由车辆自身的磁性和速度等因素决定的。
一般而言，当车速越快时，感应电流产生的强度也会越大；而当车辆具有更多的磁性部件时，也会产生更大的磁场信号。
通过利用线圈检测车辆通行时产生的磁场信号，可以较为精确地计算出车辆经过线圈的时间和速度等信息，同时也可以用于车道的识别和计数等功能。
三、应用场景与优势环形线圈车辆检测器主要适用于需要实时监测车辆流量和车速信息的场合。
比较典型的使用场景包括：•交通信号灯控制系统•高速公路收费系统•停车场出入口控制系统•智能交通系统（ITS）相较于其他车辆检测技术，如雷达、摄像头等，环形线圈车辆检测器具有如下优势：•易安装：线圈可以直接嵌入路面或者置于路面下方；•维护成本低：不需要进行定时维护，只需要对线圈进行定期检测；•数据准确性高：适用于各种路况和车型，可以较为精确地计算车速、车辆轨迹等信息；•能够与其他系统集成：可与车辆识别系统、收费系统等其他智能交通设备结合使用。
基于环形线圈的车辆检测器设计
基于环形线圈的车辆检测器设计摘要：车辆检测是交通管理和智能交通系统中的重要组成部分。
基于环形线圈的车辆检测器能够通过感应车辆的磁场变化来实现车辆检测。
本文介绍了基于环形线圈的车辆检测器的设计原理、材料选择和电路设计。
关键词：环形线圈，车辆检测器，磁场变化，交通管理，智能交通系统1.简介车辆检测是交通管理和智能交通系统中的关键技术之一、现有的车辆检测技术包括视频检测、声波检测和磁场检测等。
本文介绍一种基于环形线圈的车辆检测器设计，利用环形线圈感应车辆经过时的磁场变化来实现车辆检测。
2.设计原理基于环形线圈的车辆检测器的设计原理是通过感应车辆的磁场变化来实现车辆检测。
当车辆经过环形线圈时，车辆所携带的铁磁物质会导致环形线圈的磁场发生变化，进而产生感应电压。
通过检测感应电压的变化，可以实现对车辆的检测。
3.材料选择3.1线圈材料线圈材料应具有良好的导电性和耐磨性。
一般选择铜导线作为线圈材料，其具有良好的导电性能和机械强度。
3.2外层保护材料外层保护材料应具有良好的耐磨性和防水性。
一般选择聚乙烯或聚氯乙烯作为外层保护材料，其具有良好的耐磨性和防水性能。
4.电路设计4.1感应电路为了实现对车辆磁场的感应，需要设计一个感应电路。
感应电路主要包括磁性材料和电感线圈。
当车辆经过时，车辆所携带的磁性材料会导致电感线圈的感应电压发生变化，进而实现对车辆的检测。
4.2信号处理电路感应电路输出的是一个模拟信号，需要通过信号处理电路进行滤波、放大和数字化处理。
信号处理电路主要包括滤波器、放大器和模数转换器等。
通过信号处理电路，可以得到一种数字化的信号，以实现对车辆的检测和计数。
5.实验和应用为了验证基于环形线圈的车辆检测器的性能，可以进行实验。
实验中可以通过布置环形线圈并将其与感应电路和信号处理电路连接，然后观察和记录感应电压的变化，并进行数字化处理和分析。
实验结果表明，该车辆检测器具有较高的准确性和可靠性。
基于环形线圈的车辆检测器可以在交通管理和智能交通系统中广泛应用。
环形线圈检测器及其应用
环形线圈检测器及其应用2009011497 崔作鹰(清华大学自动化系，自02班，北京,100084)摘要:本文详细介绍了环形线圈检测器在智能交通方面的应用，对其前景做了自己的分析。
关键字:智能交通环形线圈检测器目录:1引言2主要功能3基本工作原理4数据处理及运动建模5使用效果及缺陷6前景及发展方向7参考文献1引言随着车辆的增多和交通的和飞速发展，在道路交通管理与控制中对交通信息的需求越来越多。
交通信息的采集是通过车辆检测器实现的，车辆检测器根据采用的不同技术主要分为线圈检测、视频检测、微波检测、雷达检测、激光检测等。
其中，环形线圈检测器具有低成本、高检测精度、高可靠性、全天候工作的优点，是目前应用最广泛的车辆检测器。
从早期进口国外产品开始, 经过多年的消化吸收和不断创新，目前国产环形线圈车辆检测器也已具备了过硬的质量。
2主要功能1)交通信息采集及处理功能:交通信息采集是检测器基本功能，检测器通过检测线圈感应量的变化判断车辆的有无，然后CPU对数据进行计算后得出车流量、平均速度、时间占有率、平均车长、平均车间距等信息。
2)数据储存功能:检测器可储存计算后得到的数据。
如果通信中断，可由通信端口上传历史数据到便携电脑和数据中心，保持数据完整。
3)故障检测功能:检测器具备对线圈短路故障的检测。
在发现故障时，检测器能上传故障信息。
所存储的信息能在检测器或与检测器相连的外部设备上显示查阅。
以代码或文本形式记录下故障类型和细节;故障发生的时间、故障清除的时间可以通过维护工具和中心系统查询。
adership: Luo Mingjun, rectification time: before September 25th, insist for a long time) 1, 2, to further improve research, solve thoroughly, not solid, the effect is not obvious. The major issues and enterprises it is a matter of security bureau year development, the vital interests of the problem, determine the research topic, by members of the Party led research. Basic research to see the truth, to the truth, do not say hello, not pre arranged. After the investigation to submit the research report. 3, insist on grassroots party members take the lead in implementing the line. <. In the construction of work style building long-term mechanism views > and < on the depth of the grassroots, the people, promoting harmony activities notice >, more mines and enterprises, solve the masses of grassroots leaders, mine is not enough. 4, contact a crowd. Combined with the"grassroots cadres contact farmers" activities and each cadres tocontact a people, by4)通信功能:检测器标准配备若干通信接口，通过串口，可实现GPRS，CDMA的通信方式。
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环形线圈车辆检测器基本原理
车辆检测系统是道路监控系统非常重要的一部分。
利用感应线圈来检测车辆速度是目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法，它可以获得当前监控路面交通流量、占有率、速度等数据，以此判断道路阻塞情况，并利用外场信息发布系统发出警告等。
本文将就目前环形线圈车辆检测器的基本原理和组成进行介绍和分析。
一、环形线圈车辆检测器基本原理
其基本原理如图所示：在同一车道的道路路基段埋设一组（2个）感应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。
当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算。
此方法检测精确，设备稳定，且在恶劣天气条件下仍具备出色的性能。
此外，廉价的成本也是其在世界范围内得以广泛应用的原因之一。
二、检测器的组成
检测器（欧标卡式插槽）基本由机架、底板、中央处理器、检测卡以及接线端子组成。
检测卡(品牌可选)沿导轨插入机架内，并与底板和中央处理器实现电气连通。
1、中央处理器
中央处理器是对采集信号进行计算的模块，一般是一个带嵌入式操作系统的单板机，具备较强的数字计算、存储能力和通讯接口。
通过对端口的扫描，捕捉电平的变化时间，以此计算出相应的交通数据（具体算法稍后介绍）。
一般检测器的通讯接口包括RS232/485，比较先进的还具有以太网接口和GPRS模块。
目前，在国内大多数应用中，由于监控路面和监控中心距离的关系，系统集成商普遍采用调制解调器点对点联接的方式上传数据，或者通过PLC中转数据。
任何意外情况的发生导致处理器死机、故障等非工作状态，都应该能在短时间内重新启动，且不应超过三十秒。
2、检测卡
检测车辆通过或静止在感应线圈的检测域时，通过感应线圈的电感量会降低，检测卡的功能就是检测这一变化并精确地输出相应的电平。
线圈式车辆检测器采用的检测卡品牌较多，一般都为欧标卡式接口。
比较广泛使用的有英国PEEK 公司的MTS4E，南非NORTECH的TD634ES，英国的MoniSense等。
国内也有众多的检测卡开发商，产品具有较高的性能价格比，但是在抗干扰能力、检测灵敏度、稳定性等性能上略逊于国外同类型产品。
就线圈感应的角度而言，检测卡应该具有存在时间稳定，并与车辆经过实际情况相吻合的高精度电平跳变性能，因为在车辆高速通过的时候检测时间是非常短的，通过两个线圈的时间一般为一二百毫秒，单个线圈的存在时间更短。
况且各种车的底盘轻重，距离地面位置的高低都会影响到检测卡的电平存在时间。
而存在时间和存在的开始时间是参与车长、车速计算的主要参数，这就解释了为什么车高速通过时有些检测卡测得的车长、车速不准确的情况，这就必须用一定的补偿值，所以只有正确调节灵敏度才能保证检测器的精度。
三、检测器协议的架构
每个车辆检测器都应该有自己的地址，以相互区分。
数据上传的方式一般是应答式的，也就是户外系统（车辆检测器）不主动发送数据，直到户内系统（监控中心）发出采集数据的指令。
车辆检测器和监控中心通讯的命令通常分为查询和设置两类。
查询类一般是查询车检当前的工作状态、故障等，并能根据预先设置的车长类型进行不同车长类型的
归类处理；设置类命令是对检测器参与计算的参数进行调整，如时间、车长分类等。
户外系统应对且对户内系统发出的设置、查询命令要做实时应答，推荐IDS规范中数据链路协议的定义。
1、数据无错传输
2、数据有错传输
CC:控制中心；
DEV:设备；
1:请求信息帧；
1':应答信息帧
ACK:帧接收应答；
NACK:请求重发帧。
四、检测器的算法概述
在高速公路或城市的快速道路上，此类检测器多应用于统计道路的一段区域内的车辆经过情况，并且该统计是基于一定周期内的，比如1、5、10、30、60分钟等，时间小于1分钟则失去了统计和分析的意义，长于1小时则可由上位机进行统计分析处理。
而且数据具有掉电保护，至少能查询一周内的历史数据或者自配有高性能的UPS能在一定时间内继续工作。
在国家交通部即将推出的行业规范里，环形线圈车辆检测器功能要求中，对流量、平均速度、车道占有率、平均车长、平均车间距要求是必须的，其他算法就不多陈述了。
其中标准对平均速度的定义为
指第i辆车通过的速度，n指单位时间内通过的车辆数。
而以前的PEEK公司的IDS规范则不同，它们是
S指调和平均速度，Si指个别车辆速度。
后者算法主要是消除个别超高速车辆对反映在监控画面上的曲线或统计数据的影响，使之变得平滑。
五、检测器的实际应用情况
在浙江金丽温高速公路石城山隧道、牛庭岭隧道、杭州西湖隧道等项目中采用中控信息公司自主开发的VDi系列的车辆检测器，取得了满意的效果。
但车辆检测器也存在着其固有的一些缺点：如其据点必须在车道上开槽埋设线圈，这在实际使用时，由于沿海很多地区高速公路软基问题和路面维护时线圈损坏率较高，维护工作量和费用相对增大；车检数据虽然精确，但相对而言还不够直观，有时车辆检测器发出警告时消息已滞后，或者监控人员担心是数据错误而犹豫往现场设备发出进一步指示等，实际上需要一些可视的监测手段来辅助；适用范围主要在高速公路、桥梁、隧道，而对于城市交通而言不适宜。
目前，中国正在大力建设高速公路，环形线圈车辆检测器必将在密集而又方便的高速公路网上发挥其越来越重要的监测作用。