专利名称：使用环形传感器的车辆检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用环形传感器的车辆检测器，具体涉及一种使用环形传感器的包括检测低速车辆的频率变化检测器的车辆检测器。
以下首先对现有技术中使用环形传感器的车辆检测器进行说明。
图1是现有技术中使用环形传感器的车辆检测器的示意图。
图1中使用环形传感器的车辆检测器根据一导体经过环路(11)时所产生的由环路电感的变化所引起的谐振频率变化来检测出车辆的经过。为了检测谐振频率变化并输出车辆检测信号，这种车辆检测器使用PLL(12)和检测电路(13)。下面对PLL的操作进行说明。
图2是PLL的方框图。PLL(锁相环)是一种能够通过闭环控制跟踪输入信号的谐振器，以便防止输入信号和谐振器的输出之间的相差。因而，谐振器的输出与输入信号是同步的。该PLL包括相位检测器(21)，低通滤波器(22)，和压控振荡器(24)。首先，相位检测器(21)比较两个输入信号的相位并产生正比于这两个信号间的相差的电压，该输出的电压代表输入频率与通过低通滤波器(22)和放大器(23)之后的频率之间的差。压控振荡器(24)根据上述产生的电压输入产生输出频率，并重复进行该操作直至输出频率和输入信号之间没有频率差。
当环形传感器连接到PLL的输入和输出端口并且保持无车辆经过的通常状态时，输入和输出频率被同步为ωFR，而V1，V2和V3的值都是“0”。在此状态，如果有车辆经过传感器并由此使输入频率ωi突然增高，则产生输出电压V3，并且ω0根据压控振荡器(24)的特性而增高。该增高的频率使环路进入平衡状态。另一方面，如果输入频率降低，则V3变为负值，并且ω0根据压控振荡器(24)的特性而降低。该降低的频率使PLL再次进入平衡状态，因而进入锁相状态。
使用这种现有技术环形传感器的车辆检测器可能会将一个低速车辆识别为几个不同的车辆。当一个低速车辆进入环形传感器的范围之后并且还未离开之前，其可能在此阶段通过反复加速和减速来改变速度。低速车辆以如此方式经过环形传感器可能会使环形传感器输出几个信号，看起来象由几个高速车辆经过所产生的信号，因此不利于精确的检测。图3显示了这种错误识别的一个例子，其中将一个在经过环形传感器时反复加速和减速的低速车辆识别为几个不同的车辆。
如果车辆进入环形传感器的范围，其可以通过由车辆进入所引起的频率变化检测出来。对于低速车辆，在其离开环路前即使稍微减速，也会使重新平衡的环路停止操作，并检测到一次车辆经过。此后，如果该车辆又加速，则对该变化又进行另一次检测。对于这种速度变化的检测会一直进行，直至该车辆完全离开环路。在图3的例子中，一个低速车辆被检测为3个车辆。
因为车辆检测器在诸如车辆臃堵的恶劣交通条件下特别有用，因此对于低速车辆经过环形传感器时可引起的上述问题应从根本上加以解决。
本发明的一个目的是提供一种使用环形传感器的车辆检测器，其能够精确检测以低速经过环形传感器的车辆，以便解决现有技术存在的上述问题。
根据上述目的，本发明的使用环形传感器的车辆检测器包括环形传感器，其谐振频率根据由经过车辆所引起的环路电感变化而有所不同；PLL，用于在检测到所述环形传感器的谐振频率变化后输出车辆检测信号；频率变化检测器，与所述PLL并联连接；逻辑电路，其利用来自所述PLL和所述频率变化检测器的信号产生输出；和微处理器，其根据来自所述PLL和所述频率变化检测器的输出来确定车辆检测值。
在本发明的使用环形传感器的车辆检测器中，所述频率变化检测器可以用频率/电压变换器实现。
如果本发明使用环形传感器的车辆检测器中的频率变化检测器用频率/电压变换器实现，则所要使用的车辆检测信号是所述PLL输出信号和频率/电压变换器输出信号的逻辑OR运算或其它逻辑运算的输出。
在本发明使用环形传感器的车辆检测器中，所述频率变化检测器可以用频率计数器实现。
如果本发明使用环形传感器的车辆检测器中的频率变化检测器用频率计数器实现，则使PLL的信号成为微处理器的外部中断信号，以便使仅当有来自PLL的响应时微处理器才检查来自频率计数器的输出。
图1是现有技术中使用环形传感器的车辆检测器的结构图；图2是PLL的方框图；图3显示一个例子，其中当一辆低速车辆在经过环形传感器时由于反复加速和减速，使得其被识别为几辆不同的车辆；图4是本发明使用环形传感器的车辆检测器的示意图；图5是频率/电压变换器内部操作的电路图；图6显示对于一个以低速经过环形传感器的车辆，PLL和频率变化检测器的车辆检测结果，以及上述两个检测结果的逻辑运算结果；
图7是显示频率变化检测器的操作的示意图。
下面参考附图对本发明使用环形传感器的车辆检测器进行详细说明。
图4是本发明使用环形传感器的车辆检测器的示意图。
如图4所示，本发明使用环形传感器的车辆检测器相对于现有技术中使用环形传感器的车辆检测器，引入了频率变化检测器(45)。频率变化检测器(45)与PLL(42)和检测电路(43)并联连接，用于检测以低速经过环形传感器的车辆。将检测电路(43)和频率变化检测器(45)的输出连接至逻辑电路(46)。逻辑电路(46)可以用逻辑OR运算或其它逻辑运算实现。微处理器利用使能信号控制所述频率变化检测器(45)的操作。频率变化检测器可以用频率/电压变换器或频率计数器实现。
首先，对使用频率/电压变换器作为频率变化检测器的实施例进行说明。
图5是频率/电压变换器的内部操作的电路图。频率/电压变换器是通用电压频率变换器的操作的逆向实施。如果被加载输入脉冲，则由单触发芯片为每一个脉冲进行一次开关模式转换。如图5所示，如果开关被连接至运算放大器的输入端口，则来自一独立电流源的1mA电流从运算放大器的输入端口流至其输出端口，并且输出端口的电压由该电流流经的电阻确定。因此，输入脉冲的频率越高，单触发芯片的激活数目越大。仅当单触发芯片被激活时电流才被提供给积分电容，因此在单位时间内流入积分电容的电流与输入脉冲的频率成正比。
图6是显示对于一个以低速经过环形传感器的车辆，PLL和频率变化检测器的车辆检测结果。如图6所示，对于车辆的进入，频率变化检测器的车辆检测值的响应速度慢于PLL的车辆检测值的响应速度。但是，频率变化检测器的检测值所具有的优点在于，其对于低速车辆经过环形传感器时的加速或减速并不进行额外的检测。因此，希望将PLL用于以高速经过的车辆，而将频率变化检测器用于以低速经过的车辆。在图6的下部，显示了PLL输出信号和频率变化检测器输出信号的OR运算结果。通过利用PLL输出信号和频率变化检测器输出信号的OR运算，本发明对于经过环形传感器的高速车辆可以在频率变化检测器作出响应之前使用PLL的输出，而对于低速车辆使用频率变化检测器的输出。结果，根据本发明可以对高速车辆和低速车辆进行精确检测。
在本发明使用环形传感器的车辆检测器中，可以使用频率计数器作为频率变化检测器。
图7是说明这种频率计数器的操作的示意图。
频率计数器输出在一个时间单位内所输入脉冲的数目。例如，如果在1ms内输入100个脉冲，则频率计数器输出其结果100kHz。因为可以用逻辑电路的组合来实现频率计数器，使用频率计数器的优点在于，与使用频率/电压变换器的车辆检测器相比有可能使电路最小化和提高集成度。
为了对脉冲数目进行计数，应为频率计数器提供其频率至少比输入脉冲频率高两倍的时钟。因为在环形传感器中产生的信号的频率是大约100kHz，其频率为几MHz的频率计数器就足以精确计数脉冲的数目了。频率计数器的输出是在一个时间单位内的脉冲数目，其最终代表的是输入信号的频率，该频率检测结果以8位或16位表示，以便传送至微处理器。微处理器可以从频率计数器的输出中检测到频率的变化。
为了减轻微处理器时刻检查频率变化检测器的输出的负担，并提高车辆检测的精度，本发明将PLL与频率变化检测器一起使用。因为对进入环形传感器范围的车辆PLL比频率变化检测器响应得更快，因此希望用微处理器周期性地检查频率变化检测器的输出，或仅当PLL作出对车辆经过的响应后才使频率变化检测器执行其操作。为此目的，将来自PLL的信号用作微处理器的外部中断信号或作为频率变化检测器的使能信号。
如上所述，本发明的使用环形传感器的车辆检测器，通过利用与频率变化检测器并联的PLL的输出信号和该频率变化检测器的输出信号，得以能够精确地检测以高速和低速经过环形传感器的车辆。
权利要求
1.一种使用环形传感器的车辆检测器，包括(a)环形传感器，其谐振频率根据由经过车辆所引起的环路电感的变化而改变；(b)PLL，其在检测到所述环形传感器的谐振频率变化后输出车辆检测信号；(c)频率变化检测器，其与所述PLL并联连接；(d)逻辑电路，其利用来自所述PLL和所述频率变化检测器的信号产生输出；和(e)微处理器，其根据来自所述PLL和所述频率变化检测器的输出来确定车辆检测值。
2.根据权利要求1的使用环形传感器的车辆检测器，其中所述频率变化检测器用频率/电压变换器实现。
3.根据权利要求2的使用环形传感器的车辆检测器，其中所述微处理器使用所述PLL输出信号和所述频率/电压变换器输出信号的逻辑OR运算或其它逻辑运算的输出，作为车辆检测信号。
4.根据权利要求1的使用环形传感器的车辆检测器，其中所述频率变化检测器用频率计数器实现。
5.根据权利要求1的使用环形传感器的车辆检测器，其中所述PLL的信号被用作为微处理器的外部中断信号或所述频率变化检测器的使能信号，以便使仅在接收到所述PLL的响应后，所述微处理器才检查所述频率变化检测器的输出。
6.根据权利要求4的使用环形传感器的车辆检测器，其中所述微处理器使用所述PLL输出信号和所述频率计数器输出信号的逻辑OR运算或其它逻辑运算的输出，作为车辆检测信号。
全文摘要
本发明涉及一种使用环形传感器的车辆检测器,包括:环形传感器,其谐振频率根据由经过车辆所引起的环路电感的变化而改变;PLL,其在检测到所述环形传感器的谐振频率变化后输出车辆检测信号;频率变化检测器,其与所述PLL并联连接;逻辑电路,其利用来自所述PLL和所述频率变化检测器的信号产生输出;和微处理器,其根据来自所述PLL和所述频率变化检测器的输出来确定车辆检测值。
文档编号G08G1/042GK1262435SQ00100608
公开日2000年8月9日 申请日期2000年1月21日 优先权日1999年1月22日
发明者赵东日, 金亨振, 金成旭, 高在寅 申请人:赵东日