车辆检测用传感器及应用项目报告.pptx

浙江省重点科技创新团队支持项目车辆检测用传感器及应用完成单位：杭州电子科技大学2014年11月一、项目基本情况项目名称：车辆检测用传感器及应用计划编号：2012R10010-08计划类别：浙江省重点科技创新团队自主设计项目负责人：白茹总经费：45万元，其中省拨经费25万元，自筹经费15万元执行时间：2011年04月-2014年06月二、预期目标完成情况 预期目标:提交车辆监测用一维巨磁阻传感器芯片10 个，二维巨磁阻传感器芯片5个；完成基于巨磁阻传感器是检测节点的研制；完成基于磁阻传感器的智能交通信息采集示范系统一套4.发表学术论文6篇，申请发明专利3项 实际完成:完成了一维巨磁阻传感芯片和单片封装的二维巨磁电阻传感芯片；完成了基于磁电阻传感器的检测节点的研制；完成了基于巨磁阻传感器的智能车辆检测系统，通过与东方微磁科技有限公司和中船重工第七一O 研究所的合作，所研制的无线智能车位信息采集与管理系统已在武汉市等地示范应用，销售额超过3000 万元。；4.已发表学术论文10，其中SCI/EI收录5篇；申请专利6项、其中发明专利3项。 完成了项目预期目标！三、项目研究内容与研究方法 本项目研究车辆检测用传感器及其应用。主要研究内容包括：a）用于车辆监测用的巨磁阻传感器芯片的研制；b）研制基于巨磁阻传感器芯片的车辆检测传感器节点；c）完成基于磁阻传感器的无线智能车辆信息采集示范系统。图1 无线车辆检测系统的总体框图1、车辆检测用GMR传感器芯片设计与制备本项目采用的巨磁阻传感芯片共有三类：平面封装一维巨磁阻传感芯片，封装集成的二维巨磁阻传感芯片以及垂直封装的一维巨磁阻传感芯片，芯片结构及性能如下： 图2 巨磁阻传感器芯片：a）电桥结构；b）封装后芯片；c）磁场响应曲线巨磁阻传感器芯片采用由四个GMR磁敏电阻组成的惠斯通电桥结构，灵敏度高、线性度好，其灵敏度为3.67mV/V/Oe，饱和磁场约为±5Oe。通常情况下，车辆对地磁场的扰动小于0.5Oe，大约在0.2Oe，采用该巨磁阻传感器可以足够用来检测车位车辆和道路车辆信息。车辆检测用二维GMR传感器芯片设计与制备R2R1VoutR4R3 图3 巨磁阻传感器芯片：a）电桥结构；b）二维芯片封装结构；c）磁场响应曲线本项目所研制的二维GMR传感器灵敏度高、线性度好，其灵敏度为3.67mV/V/Oe，饱和磁场约为±5Oe，结合垂直封装的GMR传感芯片制成三轴传感器，可以用来检测位车辆和道路车辆信息。垂直封装结构的GMR传感器芯片设计与制备R2R1VoutR4R3 图4 巨磁阻传感器芯片：a）电桥结构；b）二维芯片封装结构；c）磁场响应曲线所采用的直插式巨磁阻传感器如图4所示，采用的是TO-94直插式垂直封装形式，测量范围± 4 Oe，灵敏度2.6 mV/V/Oe。该单轴巨磁阻传感器敏感轴方向为Z轴方向。相比于由两个一维巨磁阻传感器组成的两轴的巨磁阻传感器节点而言，三轴巨磁阻传感器节点可以进一步提高检测的精度和准确度，减少误判。2、基于GMR传感芯片的无线车辆检测系统系统总体设计车位信息的采集车位信息的传递车位信息的显示车辆检测系统总体设计图如图所示，无线车辆检测系统由协调器节点、路由器节点和数据采集节点组成，虽然它们的功能各不相同，但是硬件结构基本相似。2、基于GMR传感芯片的无线车辆检测系统基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车辆检测系统；基于三轴巨磁阻传感器节点的无线车位检测系统。2、基于GMR传感芯片的无线车辆检测系统基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车辆检测系统；基于三轴巨磁阻传感器节点的无线车位检测系统。基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；传感节点硬件框图无线车位探测器结构框图基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；硬件设计无线车位探测器结构框图无线车位探测器实物图基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；（a）网格图 （b）实体图c）磁场分布图图6 测量车辆底部磁场强度分布基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；无线车位演示系统实物图基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；上位机显示界面本项目研制的无线车位探测器可以灵敏地检测到车辆对地磁场的扰动，从而判断车位上是否有车辆停靠。该探测器体积小、安装方便、组网简单，可用于交通流量统计、车位管理等领域。2、基于GMR传感芯片的无线车辆检测系统基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车位探测系统；基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车辆检测系统；基于三轴巨磁阻传感器节点的无线车位检测系统。基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车辆检测系统；无线车辆检测系统设计框图基于两轴巨磁阻传感器节点的无线车辆检测系统；检测节点硬件总体框图软