基于can总线的超声波车辆检测单元设计.doc

基于CAN总线的超声波车辆检测单元设计关兵金育东方纪村徐大林摘要:介绍了一种基于CAN总线进行通讯的超声波车辆检测单元的组成和工作原理,详细叙述了其设计思想、软硬件实现方法和PSPICE仿真效果。该设计的主要功能已通过超声波检测模块得以实现。关键词:CAN总线超声波车辆检测PSPICE仿真1引言随着智能交通系统ITS(IntelligentTrafficSystem)在我国的逐步普及和深入,作为ITS重要组成部分的城市交通信号控制系统已成为众多研究机构和厂家关注的重点。在对城市交通信号控制系统进行研究的过程中,我们发现对道路车辆运行情况进行实时监测的车辆检测系统已成为交通信号自适应控制的主要瓶颈。当作为系统输入和反馈的检测系统出现问题时,整个信号自适应控制系统将陷入混乱,轻则交通拥塞、重则事故频发,因此,研发稳定、可靠、适用面广的车辆检测单元成为摆在我们面前的一个重要课题。将超声波应用于车辆检测,具有准确性高、性能可靠、维护方便等优点,在国外应用广泛。work,即控制器局域网,是当前世界上最流行的现场总线之一。将CAN总线应用于超声波车辆检测单元的设计,可以利用其高速、远距、可靠的传输特性,使车辆检测单元具有更加广泛、有效的适用性能。本文将对基于CAN总线的超声波车辆检测单元的软硬件设计予以详细介绍。2系统概述本车辆检测单元是根据超声波测距原理实现车辆检测,通讯接口采用CAN总线,实现对单车道车流量的检测。以下概述之:。超声波为直线传播,频率越高,则绕射能力越弱,反射能力越强。最常用的超声波测距方法为渡越时间测量法。其工作原理是:使超声波发射探头向介质发射超声脉冲,声波遇到被测物体后必有反射波作用于接收探头。若已知介质中的声速为v,发射脉冲时刻与第一个反射波到达时刻的时间差为t,则探头与被测物体距离s=vt/2(假设发射接收探头平行且紧靠),对距离值改变的测算可以实现所需的控制目的。超声波的速度v与温度相关,空气中的声速与温度的关系可表示为:(1),即控制器局域网,是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。最早出现于二十世纪八十年代末的汽车工业,由德国***公司提出,目的是为了解决汽车电子设备越来越高的通讯需求及可靠性问题,CAN总线一经提出,就以其优良的性能逐步取代了以往的RS-485总线,成为工业控制、汽车电子等行业的优选技术。其主要特点包括:极高的总线利用率很远的数据传输距离(长达10公里)很高的数据传输速率(高达1Mbit/s),信号经过驱动后发给发射探头;接收探头接收到的信号先后经过放大、滤波、检波、比较后送单片机外部中断口。测温传感器DS18B20经一根I/O口线将温度值送入单片机用以校正超声波测距精度。测距值和报警信号分别以CAN和开关量送出。CAN总线通讯部分主要由CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器TJA1040T等组成。,目前应用十分广泛。系统组成如图一:图一超声波车辆检测单元系统组成框图3超声波检测单元设计超声波检测单元的设计主要有