基于地磁的車輛檢測器設(shè)計(jì)

譚?？?王 靖 周家萍

（興義民族師范學(xué)院， 貴州 興義 562400）

基于地磁的車輛檢測器設(shè)計(jì)

譚?？?王 靖 周家萍

（興義民族師范學(xué)院， 貴州 興義 562400）

基于地磁感應(yīng)設(shè)計(jì)的無線車輛檢測器，在道路交通、停車場智能引導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用中，具有尺寸小、地面破壞少、組網(wǎng)便利等明顯優(yōu)勢。采用RF433MHz無線收發(fā)模塊CC430和地磁傳感器結(jié)合設(shè)計(jì)，加上均值和中值混合濾波，狀態(tài)更新的算法，進(jìn)一步提升了車輛檢測的可靠性。

車輛檢測；信號(hào)處理；無線傳送

道路車流量的檢測關(guān)鍵在于對車輛信號(hào)的提取。地球磁場在幾公里范圍內(nèi)可視為均勻分布,車輛可視為較大的鐵磁物質(zhì)，穿過磁場時(shí)會(huì)對周圍磁場產(chǎn)生擾動(dòng)，各向異性磁阻傳感器可根據(jù)此擾動(dòng)檢測車輛，如果結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)精度高、體積小、成本低、無需布線、部署靈活、不影響道路交通和美觀的車流量檢測方式[1-3]。傳感器大部分是基于地磁垂直分量 (垂直于車輛方向)，然而地磁垂直分量并不能全面體現(xiàn)車輛的擾動(dòng)效應(yīng)，有人提出基于磁偏角檢測車流量，但由強(qiáng)磁場導(dǎo)致的磁傳感器輸出信號(hào)漂移對檢測結(jié)果影響較大，對傳感器節(jié)點(diǎn)的擺放要求高，如果傳感器節(jié)點(diǎn)擺放的不平，對檢測結(jié)果會(huì)有很大的影響。

假定一種利用人工智能技術(shù)進(jìn)行腫瘤篩查的方法，包括以下步驟：獲取影像數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像分割、邊緣檢測、腫瘤區(qū)域標(biāo)記、基于預(yù)先訓(xùn)練的模型進(jìn)行分類預(yù)測、自動(dòng)生成篩查報(bào)告，為患者提供建議。這一方案顯然滿足疾病診斷方法的第一個(gè)構(gòu)成要件“以有生命的人體為對象”，但是如果申請人在撰寫專利申請文件時(shí)，為了規(guī)避疾病診斷方法的第二個(gè)構(gòu)成要件而有意省略“自動(dòng)生成篩查報(bào)告”的步驟，或者將這一步驟改寫為：輸出醫(yī)學(xué)圖像指標(biāo)和相關(guān)預(yù)測參數(shù)以供醫(yī)生進(jìn)行診斷，此時(shí)，權(quán)利要求請求保護(hù)的方案是否屬于以獲得診斷結(jié)果為直接目的，結(jié)論就可能存在一定的爭議。

本車輛檢測傳感器，主要由Freescale公司的微型、低功耗、3軸數(shù)字地磁儀MAG3110和TI公司帶無線射頻收發(fā)器核的低功耗微處理器CC430F6137組成。該傳感器可以應(yīng)用在停車場智能停車引導(dǎo)、智能交通管理、高速公路車流量檢測等工程中，具有準(zhǔn)確率高、對地面破壞小、安裝方便等特點(diǎn)[4]。

一、高速公路車輛行駛信號(hào)檢測原理

無線地磁車輛檢測器是利用磁敏傳感器實(shí)時(shí)檢測車輛對地磁的影響，以判斷行車道上是否有車輛通過，并將檢測數(shù)據(jù)通過無線方式傳送給無線檢測接收機(jī)。本系統(tǒng)芯片采用低功耗、高性能穩(wěn)定的CC430芯片和飛思卡爾三軸磁力傳感器芯片MAG3110組成。如圖1所示，當(dāng)車輛通過傳感器節(jié)點(diǎn)S1時(shí)，會(huì)對該范圍的地磁場有所干擾，MAG3110可以感知到地球磁場前后發(fā)生的變化，CC430并對磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，通過分析地磁信號(hào)的變化提取出車輛的特征信號(hào)[5]。當(dāng)有車經(jīng)過或者停留在節(jié)點(diǎn)上時(shí)，MAG3110 受干擾后會(huì)檢測到磁場變化過程，產(chǎn)生一個(gè)波形變化信號(hào)，通過算法設(shè)計(jì)提取車輛信息，再將車輛信息通過無線網(wǎng)絡(luò)并向上傳至網(wǎng)關(guān)或接收機(jī)，網(wǎng)關(guān)或接收機(jī)與控制中心的主機(jī)連接。由主機(jī)控制前方的大屏幕顯示車輛速度、啟動(dòng)隧道照明控制系統(tǒng)點(diǎn)亮隧道燈，實(shí)現(xiàn)有車時(shí)隧道燈開啟、無車時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的節(jié)能效果。如果接收機(jī)檢測到車輛經(jīng)過S1和S2兩次信號(hào)的時(shí)間差即可算出車輛的平均速度。

圖1 高速公路車輛行駛信號(hào)檢測原理圖

無線車輛檢測接收機(jī)能接收無線地磁車輛檢測器發(fā)送的信息，再通過無線或有線上傳到控制中心的主機(jī)。無線檢測接收機(jī)可接收通信距離范圍內(nèi)40個(gè)無線車輛檢測器的信號(hào)。

二、地磁車輛檢測傳感器的硬件設(shè)計(jì)

1.無線地磁車輛檢測器的硬件設(shè)計(jì)

對不同發(fā)育階段與葉功能性狀的相關(guān)性分析顯示(表2)，樣地1和樣地2長柄雙花木的發(fā)育狀況一致，均與LT、LA呈顯著正相關(guān)、與LWC、SLA、LPC呈顯著負(fù)相關(guān)(P < 0.05)；樣地3和樣地4的長柄雙花木發(fā)育狀況一致，均與LT、LA呈顯著正相關(guān)、與LWC、SLA、LNC、LPC呈顯著負(fù)相關(guān)(P < 0.01)。

圖2 無線地磁車輛檢測器的結(jié)構(gòu)框圖

地磁車輛檢測器選用開放的ISM微波頻段，433MHz無線傳感技術(shù)。內(nèi)置高性能鋰亞硫酰氯電池供電，采用低功耗設(shè)計(jì)可連續(xù)工作3到5年。設(shè)備外殼設(shè)計(jì)類似圓形道釘結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度ABS和PC材料注塑成型，外形尺寸：直徑130mm×高30mm。防水，抗酸堿腐蝕，抗沖撞。

（1）核心處理器模塊

網(wǎng)絡(luò)方案。本方案中資源池內(nèi)只有物理機(jī)，采用非虛擬化場景解決方案。SDN涉及網(wǎng)元主要包括SDN控制器、SDN硬件交換機(jī)、核心/DMZ負(fù)載均衡器、SDN網(wǎng)關(guān)、核心防火墻等。

地磁車輛檢測器采用CC430F6137主控制器，無線部分處理電路同接收機(jī)一致。外部接口電路還包含電池電壓檢測、地磁傳感器、開關(guān)量檢測等電路。

本研究旨在探討喉源性咳嗽患者的局部病理改變與中醫(yī)辨證的相關(guān)性，以期為臨床上采用中醫(yī)治療喉源性咳嗽提供有力的借鑒和幫助，為此，針對2015年1月～2017年1月期間廣西中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院耳鼻咽喉科門診收治的600例喉源性咳嗽患者進(jìn)行研究分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

（2）地磁測量接口

MS（k）---傳感器采集的信號(hào)；

圖3 地磁傳感器模塊電路

2.無線地磁車輛信息接收機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

無線地磁車輛信息接收機(jī)采用TI的CC430 F6137處理器模塊設(shè)計(jì)，提供RS232接口與電腦鏈接，開關(guān)量輸出，頻段設(shè)置等功能，外掛熱釋電紅外傳感器以進(jìn)一步的探測人經(jīng)過隧道時(shí)點(diǎn)亮隧道燈。外殼用金屬屏蔽機(jī)箱，可以掛墻安裝，天線外置。如圖4所示。

無線地磁車輛檢測器采用地磁檢測芯片MAG3110結(jié)合CC430處理器設(shè)計(jì)。通過地磁場檢測來判斷車輛，普遍采用兩種方式：對車輛經(jīng)過時(shí)磁力線扭曲情況檢測來判斷或者檢測車輛通過時(shí)對磁場的垂直和水平方向的磁場強(qiáng)度變化來判斷[6]。本文研究重點(diǎn)是判斷車輛經(jīng)過傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)地磁場的變化，采用后一種判斷方式，以汽車作為鐵磁體，當(dāng)其靠近地磁傳感器時(shí)會(huì)引起磁力線的變化，通過監(jiān)測這些微小變化，可以判斷行車道是否有汽車通過。為了提高對行車道有無車輛通過的準(zhǔn)確率，采用三軸磁阻傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖4 無線地磁車輛信息接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖

三、無線地磁車輛檢測傳感器的軟件設(shè)計(jì)

1.車輛檢測算法

將傳感器固定在車道中央，當(dāng)有車輛經(jīng)過時(shí)，它可以檢測到磁場發(fā)生變化的車輛信號(hào)。通過對車輛地磁響應(yīng)信號(hào)的分析可以獲得道路上車輛通過的信息。

這里可以把地磁信號(hào)分成三種不同的信號(hào)，其一是沒有車輛經(jīng)過時(shí)地球表面的磁場信號(hào)GS（k），其二是傳感器采集到受相鄰道路的車輛的干擾或者是其他物體影響的干擾磁場信號(hào)NS（k），最后一種是車輛通過時(shí)對磁場的擾動(dòng)磁場信號(hào)VS（k）。傳感器在k時(shí)刻采集的信號(hào)MS（k）是背景磁場信號(hào)GS（k）和干擾信號(hào)NS（k）再加上車輛信號(hào)VS（k）共同疊加的信號(hào)[8、9]，如式（1）所示。

為了達(dá)到交通道路車流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，其中還包括：每次從檢測狀態(tài)循環(huán)到下一次檢測狀態(tài)時(shí)，記為有一輛車通過，并累加車輛數(shù)量；根據(jù)累加的車輛數(shù)量計(jì)算車流量；將車流量數(shù)據(jù)上傳至相應(yīng)服務(wù)器。系統(tǒng)整個(gè)狀態(tài)階段有三種不同的狀態(tài)變化，初始狀態(tài)、檢測狀態(tài)和有車狀態(tài)，在進(jìn)入檢測環(huán)節(jié)只有后兩個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。初始狀態(tài)：系統(tǒng)首先進(jìn)入初始狀態(tài)，在最短的時(shí)間內(nèi)通過均值濾波法選擇基線，閾值是預(yù)先設(shè)定的，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)測得初始的閾值一般在30—50為宜，經(jīng)過前期設(shè)定初始化之后，系統(tǒng)跳入檢測狀態(tài)。檢測狀態(tài)：在檢測狀態(tài)中，系統(tǒng)進(jìn)行車輛信號(hào)的判斷，在這里不斷的調(diào)整基線，不管外界的溫度有怎么樣的變化，基線在一定的權(quán)值下發(fā)生相應(yīng)的變化，閾值是在多次干擾信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)候進(jìn)行更新的。當(dāng)檢測到車輛信號(hào)，并且信號(hào)數(shù)量達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)跳到有車狀態(tài)。有車狀態(tài)：在有車狀態(tài)中，基線是不進(jìn)行自動(dòng)更新的。當(dāng)車輛信號(hào)消失，并且地磁信號(hào)數(shù)量達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)，系統(tǒng)跳回檢測狀態(tài)。算法會(huì)在檢測狀態(tài)和有車狀態(tài)之間循環(huán)，完成一次循環(huán)就是檢測到有車輛經(jīng)過節(jié)點(diǎn)，所以循環(huán)的次數(shù)就是車輛的數(shù)量，這樣可以達(dá)到道路交通車流量的檢測。

圖5 車輛檢測結(jié)構(gòu)圖

由圖5車輛檢測結(jié)構(gòu)圖可以看出，車輛檢測算法包括：采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集目標(biāo)地的原始三維地磁信號(hào)，并從所述原始三維地磁信號(hào)中獲取基線數(shù)據(jù)；濾波模塊，用于對采集到的三維地磁信號(hào)進(jìn)行濾波，并從中獲得三維地磁信號(hào)數(shù)據(jù)；檢測模塊，用于將三維地磁信號(hào)數(shù)據(jù)與基線數(shù)據(jù)做差值計(jì)算，若三個(gè)差值中至少有兩個(gè)大于預(yù)設(shè)閾值，則將三維地磁信號(hào)判斷為有車信號(hào)；以及當(dāng)連續(xù)多次三維地磁信號(hào)均為有車信號(hào)，則記為有車狀態(tài)；更新模塊，用于根據(jù)三維地磁信號(hào)的判斷結(jié)果對所述基線數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。輸出模塊，通過對地磁信號(hào)的檢測判斷是否有車或無車，有車時(shí)輸出開關(guān)量，同時(shí)將該信息傳送到接收機(jī)。其中，采集模塊采用三軸各向異性磁阻傳感器實(shí)現(xiàn)。

為了達(dá)到交通道路車流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，其中還包括：計(jì)數(shù)裝置，用于每次有車狀態(tài)到下一次有車狀態(tài)時(shí)，記為有一輛車通過節(jié)點(diǎn)，并累加車輛數(shù)量；車流量計(jì)算裝置，根據(jù)累加的車輛數(shù)量，計(jì)算該路段的車流量；輸出模塊，用于將所述車流量數(shù)據(jù)上傳至相應(yīng)服務(wù)器，服務(wù)器上的車流量數(shù)據(jù)可用于交通部門實(shí)時(shí)掌握道路交通情況。

第二部分是中值濾波法。采樣N次的連續(xù)信號(hào)，一般N為自然奇數(shù)，采用排序算法，這里把N 次采樣的信號(hào)值，按照從小到大或者從大到小的順序排列，這N次采樣的數(shù)據(jù)需要用一個(gè)合理的數(shù)據(jù)代替，那就選擇順序排列的中間值。中值濾波的優(yōu)點(diǎn)就是很輕松的去掉突變的因子，使得信號(hào)波形更加平穩(wěn)些，比均值濾波可靠性更高[1、12]。

2.信號(hào)的濾波

f（k）————經(jīng)過濾波后的連續(xù)磁信號(hào)；

地磁測量由 Freescale的地磁信號(hào)傳感器MAG3110組成[7]。該器件為3軸傳感器，水平放置于與CPU間隔100mm的線路板一側(cè)，以減少PCB(印制電路板)產(chǎn)生的電磁干擾對其影響。外圍電路見圖3。

f（k）---均值信號(hào)。

國家局提出數(shù)據(jù)中心建設(shè)，歸根到底是要為行業(yè)發(fā)展和企業(yè)決策提供及時(shí)、準(zhǔn)確、系統(tǒng)的信息支撐，因此，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理顯得尤為重要。一是要保證信息數(shù)據(jù)源頭的質(zhì)量，即各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范采集的，是依法、依規(guī)、依標(biāo)準(zhǔn)的可加工和交換的數(shù)據(jù)；二是要建立數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制體系，數(shù)據(jù)的加工、存儲(chǔ)、交換的過程嚴(yán)謹(jǐn)有序，不出差錯(cuò)，以保證數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)質(zhì)量；三是要按照“授權(quán)訪問，各取所需”的規(guī)則發(fā)布數(shù)據(jù)，避免信息發(fā)布的失控，做到“數(shù)入一庫，數(shù)出一門”；四是要采用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對數(shù)據(jù)中心海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深度的挖掘和分析，將數(shù)據(jù)資源提煉為決策資源，以提高信息資源的增值服務(wù)。

針對目前我國病理學(xué)教學(xué)的普遍問題，基礎(chǔ)病理學(xué)教學(xué)所安排的學(xué)時(shí)，對于病理學(xué)這一涉及到所有臨床專業(yè)疾病的重要學(xué)科是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，醫(yī)學(xué)生病理專業(yè)素質(zhì)不高；臨床病理教學(xué)難以培養(yǎng)高質(zhì)量的病理專科醫(yī)生，并且病理?？漆t(yī)生存在巨大的缺口等困境。結(jié)合目前慕課平臺(tái)的高速發(fā)展，認(rèn)真調(diào)研慕課平臺(tái)的開放原則、注冊對象，培養(yǎng)模式、運(yùn)營情況等等，在病理學(xué)教學(xué)中引入慕課平臺(tái)，將大有作為。但是，如何讓慕課平臺(tái)在病理學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更大作用也有待于病理學(xué)教研工作者進(jìn)行深入的調(diào)查和研究。

為了更好地結(jié)合檢測信號(hào)特征，采用兩種濾波方法的結(jié)合。在沒有車輛信號(hào)時(shí)使用均值濾波法，可以濾除毛刺信號(hào)，得到更加準(zhǔn)確的基線值。檢測到車輛信號(hào)的瞬間，信號(hào)會(huì)有較大的波動(dòng)，此時(shí)采用中值濾波方法可以有效地去除信號(hào)的脈動(dòng)干擾，使得信號(hào)更加平滑。

3.車輛檢測

算法的核心是車輛信號(hào)的判斷和狀態(tài)機(jī)的應(yīng)用[1、8、13]。車輛是否存在是利用基線和閾值來判斷的；簡化狀態(tài)機(jī)是把信號(hào)分為有車狀態(tài)和無車狀態(tài)，兩種狀態(tài)進(jìn)行比較來確定是否有車輛存在。

（1）車輛信號(hào)判斷

檢測信號(hào)被采集濾波后，得到平滑的混合信號(hào)，更新的基線為地磁背景信號(hào)，閾值是用來判斷信號(hào)是否為車輛信號(hào)。對濾波后的X、Y、Z三軸的地磁信號(hào)與三個(gè)軸各自的基線進(jìn)行比較得到三個(gè)的絕對差值，其中至少有兩個(gè)差值超過了閾值時(shí)，系統(tǒng)判定為車輛信號(hào)。除此之外系統(tǒng)判斷為干擾信號(hào)。如圖6所示，這里以Z軸為例說明車輛信號(hào)的檢測分析。

圖6 車輛檢測信號(hào)

（2）狀態(tài)機(jī)的檢測

態(tài)機(jī)檢測法有他自身的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是能夠準(zhǔn)確的消除掉相鄰車輛的干擾，不會(huì)受到其他車輛的影響，缺點(diǎn)是具有延時(shí)的特性，失去了實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)[1、8、14]。如圖7為簡化的狀態(tài)機(jī)原理圖。

由于人工智能對其創(chuàng)作結(jié)果缺乏理解力和創(chuàng)作意圖，需要通過某種方式來判斷和選擇出其中真正符合人類精神需求的創(chuàng)作，這個(gè)過程就是對人工智能創(chuàng)作數(shù)據(jù)的挖掘。人工智能的計(jì)算能力越強(qiáng)，創(chuàng)作生成內(nèi)容數(shù)量越多，就越需要數(shù)據(jù)挖掘。否則對人類有價(jià)值的藝術(shù)表達(dá)埋藏在雜亂無章的海量數(shù)據(jù)之中無法被人類消費(fèi)利用，也就無法最終實(shí)現(xiàn)其市場價(jià)值。人工智能創(chuàng)作結(jié)果的價(jià)值的發(fā)掘者，可以類比物權(quán)法中先占或加工的規(guī)則獲得對其挖掘出來的獨(dú)創(chuàng)性表達(dá)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

圖7 狀態(tài)機(jī)原理圖

在進(jìn)入車輛檢測時(shí)，將進(jìn)行檢測狀態(tài)和有車狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。在檢測狀態(tài)中，不斷地判斷采集到的信號(hào)是有車信號(hào)還是無車信號(hào)；當(dāng)連續(xù)多次采集到的是有車信號(hào)時(shí)，從檢測狀態(tài)進(jìn)入有車狀態(tài)，當(dāng)連續(xù)多次采集到的是無車信號(hào)時(shí)，跳回檢測狀態(tài)，如此實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)的循環(huán)變化，每循環(huán)一次就記做一輛車通過，這樣就可以實(shí)現(xiàn)道路車流量的檢測，再實(shí)時(shí)的把道路信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，由此實(shí)現(xiàn)了道路車流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

根據(jù)式(1)可以看出，算法的最終目的就是提取車輛擾動(dòng)地磁信號(hào)，經(jīng)過各種運(yùn)算得出車輛信息。

4.更新模塊

更新模塊包括基線的更新和閾值的更新兩部分。算法在檢測到車輛信號(hào)時(shí)，基線和閾值是預(yù)先設(shè)定的，當(dāng)傳感器采集多次無車信號(hào)后，由均值濾波得到三個(gè)軸各自的初始基線；閾值是經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)所得，用于檢測車輛信號(hào)。系統(tǒng)進(jìn)入檢測狀態(tài)后會(huì)不斷地根據(jù)一個(gè)加權(quán)函數(shù)來更新基線，實(shí)現(xiàn)基線的重新標(biāo)定。濾波后的信號(hào)是在以一定的權(quán)值的方式不斷的更新基線。如式(3)所示的是3個(gè)軸基線的加權(quán)函數(shù)。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，為了更準(zhǔn)確的確定基線，這個(gè)權(quán)值一般設(shè)為0.04較好。權(quán)值越大基線變化越快，受外界干擾影響越大。相反基線變化越慢，受干擾影響較小。

式中Csi（k）————自適應(yīng)基線；

地磁信號(hào)采集后需要濾波預(yù)處理，濾波部分包括均值濾波和中值濾波兩部分。均值濾波[1、10、11]。是對某一參數(shù)連續(xù)采樣N次，N可隨意選取，然后把N次采樣值求和，再取其平均值作為本次采樣值。均值濾波法比較適用于波動(dòng)比較小的范圍內(nèi)，削弱信號(hào)的高頻干擾。對地磁信號(hào)的N次采樣的平均為f（k），如式（2）所示。

通過調(diào)節(jié)水平天窗開啟面積改變風(fēng)機(jī)負(fù)載，對風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用2種方法對不同水平天窗開啟面積下的風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行測試，2種測風(fēng)方法的相對誤差計(jì)算公式見式(11)，2種測試方法的測試結(jié)果見表1。

k————信號(hào)的個(gè)數(shù)；

i————三個(gè)磁軸之一。

閾值的更新主要是對多次相鄰車位上車輛的干擾信號(hào)的采集，選取最大的干擾信號(hào)作為新的閾值。根據(jù)3.3節(jié)中的車輛信號(hào)的判斷方法，可以得到車輛干擾地磁信號(hào)，系統(tǒng)沒有車輛信號(hào)的情況下，不斷地把干擾信號(hào)與基線作比較，選取最大的干擾差值作為新的閾值。

5.算法流程

圖8為車輛檢測算法流程圖，包括以下步驟：首先，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)地的原始三維地磁信號(hào)，從原始三維地磁信號(hào)中獲取相應(yīng)的三維基線數(shù)據(jù)。其次，對采集到的三維地磁信號(hào)進(jìn)行濾波，并從中獲得平滑的三維地磁信號(hào)數(shù)據(jù)；然后，將三維地磁信號(hào)數(shù)據(jù)與基線數(shù)據(jù)做差值計(jì)算。再次，若三個(gè)差值中至少有兩個(gè)大于預(yù)設(shè)閾值，則將三維地磁信號(hào)判斷為有車信號(hào)，反之為無車信號(hào)。基線數(shù)據(jù)從原始三維地磁信號(hào)中獲得，且根據(jù)三維地磁信號(hào)的判斷結(jié)果對基線數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。最后，當(dāng)連續(xù)多次三維地磁信號(hào)均為有車信號(hào)，則記為有車狀態(tài)，同樣，當(dāng)檢測到連續(xù)的無車信號(hào)時(shí)，則記為檢測狀態(tài)。車流量檢測算法還能夠通過三維地磁信號(hào)的判斷結(jié)果動(dòng)態(tài)的調(diào)整基線，解決了地磁場漂移現(xiàn)象，并且對有車信號(hào)的連續(xù)多次判斷，避免了漏檢或多檢，較大的提高了檢測的精度。在信號(hào)檢測處理時(shí)，三個(gè)坐標(biāo)軸在有車輛駛?cè)霑r(shí)都有變化，至少要有兩個(gè)軸檢測出車輛，系統(tǒng)才能夠提取出車輛的信息。在信息處理過程中要進(jìn)行信號(hào)的確認(rèn)，所以系統(tǒng)有幾個(gè)數(shù)據(jù)的延遲。接收機(jī)信號(hào)處理流程如圖9所示

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理者是使用計(jì)算機(jī)的主體，對計(jì)算機(jī)的安全應(yīng)用具有重要影響，很多網(wǎng)絡(luò)安全問題的出現(xiàn)，也都是由于管理者和用戶們?nèi)狈W(wǎng)絡(luò)管理的安全意識(shí)導(dǎo)致的，因此在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行對安全問題的有效管理，需要加強(qiáng)管理者的重視，培養(yǎng)安全意識(shí)，積極參與各種措施，針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在的各種安全隱患進(jìn)行管理和防范，從而有效的減少各種安全隱患的出現(xiàn)，降低網(wǎng)絡(luò)隱患對管理者和用戶們的危害。

圖8 為車輛檢測算法流程圖

圖9 接收機(jī)信號(hào)處理流程圖

四、低功耗的設(shè)計(jì)

地磁車輛檢測器內(nèi)置電池，選用開路電壓大于3.64V的鋰亞硫酰氯電池，該類電池使用溫度范圍-55～+85℃，適合長時(shí)間微電流工作，工作年限可達(dá)8年以上。符合設(shè)計(jì)需要，電池更換周期，主要取決于檢測器的低功耗設(shè)計(jì)性能[5]。

溫氏股份在投資者互動(dòng)中表示，公司2019年商品肉豬出欄量預(yù)計(jì)約2500萬頭，2020年的出欄量預(yù)計(jì)是2900萬頭。公司仍會(huì)按照自己的既定計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)。未來是否對部分受非洲豬瘟影響嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行調(diào)整，需要進(jìn)一步的調(diào)研和論證分析再做決定。

CC430F6137的默認(rèn)耗電約小于 1.8μA、32.768kHz，所以休眠的時(shí)候設(shè)計(jì)工作在LPM4低功耗模式。實(shí)際調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)CC430F6137工作在12MHz時(shí)，休眠后功耗很低(小于4μA)，但在初始化I2C以后，功耗比較高，I2C模塊消耗的功率約200μA。因此僅當(dāng)需要與MAG3110通訊時(shí)，才可以打開I2C外設(shè)。

貴州省是旅游大數(shù)據(jù)示范省區(qū)，擁有旅游大數(shù)據(jù)示范性特質(zhì)，具備充裕的基礎(chǔ)設(shè)施和先天條件。國家旅游局和省政府及聯(lián)通公司，大家通過三方數(shù)據(jù)整合，從景區(qū)等級(jí)方面、天氣氣候方面、游玩季節(jié)方面以及客源方面進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)分析，最后得出綜合指數(shù)。期間分為景區(qū)等級(jí)指數(shù)內(nèi)容、適游季節(jié)指數(shù)內(nèi)容、景區(qū)飽和指數(shù)內(nèi)容、交通擁堵指數(shù)內(nèi)容和網(wǎng)上關(guān)注指數(shù)內(nèi)容等。

程序設(shè)計(jì)中使用計(jì)算分支和快速查表來代替程序標(biāo)志位和冗長的軟件計(jì)算，同時(shí)盡量使用單周期的CPU寄存器。CC430的內(nèi)部模塊和I/O腳狀態(tài)都會(huì)對耗電產(chǎn)生影響，所以啟動(dòng)后要及時(shí)關(guān)閉I/O的狀態(tài)。無線部分功耗較高，不發(fā)送時(shí)CPU工作于晶體震蕩器關(guān)閉的SLEEP狀態(tài)。

MAG3110的待機(jī)電流為＜2μA，休眠前先設(shè)置成待機(jī)模式，喚醒以后再將MAG3110設(shè)置成活動(dòng)模式。

五、結(jié)語

本次設(shè)計(jì)的無線地磁車輛檢測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電感線圈交通參數(shù)傳感器相比，對地面的破壞少，安裝與維護(hù)簡單，適合道路交通或大型停車場的使用。測試發(fā)現(xiàn)，無線地磁車輛檢測器在高速公路車道上使用，由于受車輛行駛速度（大于100km每小時(shí)）和車輛不走行車道或者超車道而走兩道之間的影響，檢測準(zhǔn)確率低于停車場使用效果，且功耗明顯增高。通過實(shí)際效果測試，在高速公路車道上對有車還是沒車通行的檢測判斷是可行的。

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責(zé)任編輯：王文寶

The design of vehicle detector based on geomagnetism

TAN Fu-kui WANG Jing ZHOU Jia-ping
（Xingyi Normal University for Nationalities,Xingyi,Guizhou 562400，China）

The wireless vehicle detector based on the geomagnetic induction design has obvious advantages in the application of road traffic and parking lot intelligent guidance system,which has the advantages of small size,less ground damage,convenient networking and so on.Using the RF433MHz wireless transceiver module CC430 and geomagnetic sensor design,combined with the mean and median hybrid filter,the state update algorithm,to further enhance the reliability of the vehicle detection.

Vehicle Detection;Signal Processing;Wireless Transmission

1009—0673（2016）03—0114—06

TP274

A

2016—03—20

黔西南州科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014—7）：“高速公路隧道節(jié)能照明控制系統(tǒng)LED燈具控制器研究”的階段性成果。

譚?？?966— ），男，貴州興仁人，興義民族師范學(xué)院物理與工程技術(shù)學(xué)院正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主研究方向:電路與系統(tǒng)、信號(hào)處理與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。