P89LPC932A1是增強型51處理器，指令執行時間2~4個時鐘周期，選用7.328MHz外部無源晶振作為時鐘，適用電壓范圍寬，能工作在低功耗狀態，又能獲得6倍于普通51處理器的處理速度。+3.3V直流電源供電，使用ICP在電路編程，連接VDD、VSS、P0.5、P0.4、RST，5個引腳實現編程。系統閑置時自動進入掉電模式，降低功耗。MCU配有存儲模塊、復位電路和時鐘電路。

FM24CL04是Ramtron公司的一款4KB(512B×8)的非易失性存儲器，使用兩線I2C通信協議，標準8腳封裝。地址引腳A1、A2接地，其訪問地址是0xA0或者0xA1，其中0xA0尋址前256B(一頁)，0xA1尋址后256B。P89LPC932A1的SCL、SDA是開漏輸出，這兩條線上各接一個10kΩ上拉電阻，與FM24CL04的SCL、SDA引腳連接。WP與CPU的I/O引腳相連，通過I/O控制芯片的寫保護。

1.5 射頻發射和接收模塊

PTR8000+是基于RF905射頻通信芯片的嵌入式無線通信模塊，接收、發送均可。+3.3V直流電源供電，掉電工作模式下靜態電流2.5μA，通過SPI接口連接到CPU。系統使用了四種工作模式：配置模式、SPI編程模式、發射/接收模式和掉電模式。在配置模式下，CPU通過SPI接口配置PTR8000+工作參數，然后進入發射/接收模式通過SPI接口與單片機數據通信，有CRC校驗。閑置時進入掉電模式，降低系統功耗。

2 系統程序流程圖

系統軟件功能實現由C語言編寫調試，主要實現數據的采集、分析計算以及數據的轉發顯示等功能，主程序流程圖如圖4所示。

3 試驗數據和軟件計算

傳感器采集到X、Y、Z 三維軸方向上的磁場強度，空間磁場強度可通過矢量合成公式求得：

圖5是根據一輛桑塔納轎車正向通過時分別在3m、10m遠處測得磁場數值繪制的曲線圖。隨著距離增加，磁場變化迅速減弱，所以此監測裝置適合安裝在距車輛10m以內的地方。

3.1 車速計算

從圖5中可以看到，車輛通過傳感器時磁場變化幅度并不總是相同的，地磁場畸變最大處發生在發動機通過傳感器的時刻[5]。在相距30m的同側路邊安裝兩個傳感裝置，CPU分別記錄畸變最大值的時刻，并發送給接收裝置。兩個時刻時間差值就是發動機通過30m距離所用的時間，根據ν=Δs/Δt，顯示裝置CPU計算出車輛行駛速度ν。時鐘芯片選用時間精度百分之一秒的PCF8353，通過CPU的I/O接口控制。

3.2 方向判斷

車輛分別從正向和逆向通過時，磁場擾動幅值相同，但是正向通過時磁場先減弱然后增強，逆向通過時相反，磁場先增強然后減弱。車輛駛過時地磁力線向車輛彎曲，如果車輛迎著磁軸方向駛來（逆向），地磁力線向磁軸方向彎曲，磁場增強，如圖6所示。計算時濾掉磁場本身的微小波動和遠處車輛的干擾，判斷地磁場增強還是減弱，得出車輛行駛方向。

3.3 車輛類型判斷

不同類型的車輛駛過，對地磁場的擾動各有特點[5]，例如面包車通過時，X軸磁場變化頻率低；轎車通過時，X軸磁場變化頻率較高，但是能量集中在第一個波峰和波谷，如圖7所示。將不同類型的磁場擾動模式存放到數據存儲器里，對測得的磁場數據識別、匹配，判斷通過車輛的車型。

此監測裝置靈敏度高，穩定性和可靠性良好，溫度范圍寬，能準確計算車輛速度、方向并顯示到達時間、車型等信息。設計采用低功耗元件，無工作時自動進入掉電模式進一步降低功耗，體積小巧，易安裝，可以完全替代傳統的電流線圈的探測模式。測量過程無接觸，通過無線射頻發射模塊發射數據，實現了較遠距離的監控。裝置可安裝在停車場、高速路口、街道旁邊，能實時監測車輛信息，方便智能。

參考文獻

[1] Moon Ho Kang，Byoung Wook Choi，Kyung Chul Koh，et al. Experimental study of a vehicle detector with an AMR sensor[J]. Sensors and Actuators A，2005，118(2)：278-284.
     [2] 李希勝，于廣華.各向異性磁阻傳感器在車輛探測中的應用[J].北京科技大學學報，2006，28(6)：587-590.
     [3] 裴軼，虞南方，劉奇，等.各向異性磁阻傳感器的原理及其應用[J].儀表技術與傳感器，2004(8)：26-27，32.
     [4] 喬建忠，李艷，文豐.一種各向異性磁阻傳感器在車輛探測中的應用[J].傳感器與微系統，2009，28(5)：106-108.
     [5] Jose Pelegri Sebastia，Jorge Alberola Lluch，J. Rafael Lajara Vizcaino. Signal conditioning for GMR magnetic sensors Applied to traffic speed monitoring GMR sensors[J].  Sensors and Actuators A，2007，137：230-235.