[实用新型]一种基于TMR技术的车辆检测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能交通领域中的车辆检测器，特别涉及一种基于TMR隧道磁电阻技术的车辆检测器。

背景技术

车辆检测器(以下简称‘车检器’)在智能交通系统(以下简称‘ITS’)中，主要用于检测及分析得到车辆存在状态、方向、速度等现场信息，是ITS感知层的核心功能部件。

近十年来，随着智能交通系统得到越来越多的推广应用，自动化车辆检测技术也得以蓬勃发展，在长期的工程实践中，发现有几个问题亟待优化改进：1、目前业界普遍使用地感线圈式车检器来检测车辆，这需要切割破坏路面，降低了道路耐用性的同时也加重了保养负担；2、地磁式车检器由于安装简便正慢慢兴起，但目前绝大多数的地磁式车检器采用的是AMR各向异性磁阻式传感器技术，该技术动态范围较窄容易受外界突发性强磁场影响而失灵，导致误判或漏判，尽管可以使用复位/置位电路，但增加了信号处理与控制的运算复杂度，也制约了产品性能的改善空间；3、车检器大多采用外部供电，少数采用内部电池供电的无线产品使用两年左右即须更换电池，后期维护量不容轻视，这当中也有结合太阳能补充电能的方案，但其吸收转换效率不高，小能量流失浪费情况严重；4、现有车检器绝大部分以有线方式连接上位机，有一定的线材消耗、土建施工及后续维护等成本投入。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于避免上述现有技术方案的不足之处而提出一种采用隧道磁电阻(Tunneling Magneto Resistive，简称TMR)传感器技术检测车辆，具有灵敏度高、动态范围宽、线性度好、磁滞小、检测与通讯稳定可靠且节能环保的车辆检测器。

本实用新型解决所述的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

设计、使用一种基于TMR技术的车辆检测器，包括微处理器、TMR地磁传感器芯片、运算放大器、光伏能量采集与供电单元、微波射频通讯器及其收发天线；所述TMR地磁传感器芯片的信号输出端与所述运算放大器的信号输入端电连接，所述运算放大器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端电连接，所述微处理器的控制输出端与所述光伏能量采集与供电单元的控制输入端电连接，所述微处理器的通讯端与所述微波射频通讯器的通讯端电连接，所述收发天线与所述微波射频通讯器的天线端电连接，所述光伏能量采集与供电单元的第一电源输出端与所述微处理器的电源输入端以及所述微波射频通讯器的电源输入端电连接，所述光伏能量采集与供电单元的第二电源输出端与所述TMR地磁传感器芯片的电源输入端及所述运算放大器的电源输入端电连接。

所述微处理器，具备低功耗及高运算效能特性，片内集成ADC转换器。

所述微波射频通讯器及其收发天线，是所述微处理器与上位机进行高速无线通讯的功能部件，所述无线通讯的工作频段包括：ISM433MHz频段、ISM2.4GHz频段或5.8GHz频段。

进一步地，所述微波射频通讯器，可与所述微处理器一体化集成为高性能的无线SOC处理器内，所述无线SOC处理器，可以为Nordic公司的nRF24LE1或nRF51系列芯片，或TI公司的CC430。

所述TMR地磁传感器芯片，是一种采用TMR隧道磁电阻技术检测地球磁场变化的线性传感器元件，具有宽动态范围、高灵敏度、低磁滞及低功耗特性，能准确测量出车辆对地磁在单轴或多轴方向上的扰动变化。

更进一步地，上述TMR地磁传感器芯片，是江苏多维科技有限公司的TMR线性传感器芯片，可以为MMLP57F或MMLP49F。

所述运算放大器，是一种单电源CMOS运算放大器，具有较宽的带宽及低供电电压、低静态电流消耗特性，可作为A/D转换器的驱动放大器，封装形式可以是单运放或多运放。

所述光伏能量采集与供电单元，包括：太阳能电池板、能量采集芯片、内置后备电池、第一MOS管、二极管、储能器件、稳压器及第二MOS管；所述太阳能电池板的正极连接所述能量采集芯片的输入端，所述内置后备电池的正极连接所述第一MOS管的输入端，所述第一MOS管的输出端连接所述二极管的输入端，所述储能器件的正极与所述能量采集芯片的输出端、所述二极管的输出端以及所述稳压器的输入端相连接，所述稳压器的输出端连接所述第二MOS管的输入端，所述微处理器的控制输出端连接所述第二MOS管的控制输入端，所述稳压器的输出端为第一电源输出端，所述第二MOS管的输出端为第二电源输出端。