基于HMC与NRFE的交通信息采集系统.doc

基于HMC与NRFE的交通信息采集系统(完整资料）(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）摘要智能运输系统（TS)被公认为是当前解决我国大城市交通拥挤和提高道路安全的有效手段，而交通数据采集是I最为基础的环节。本设计分析了国内外数据采集系统发展的现状和存在的问题,论证了交通数据信息采集系统的必要性,提出了交通数据采集系统的基本要求,详细论述了基于MC022磁引信的信号采集模块，其硬件电路包括磁探测电路、信号放大电路和基于RE5芯片的无线射频收发电路。通过HMC102双轴检查地磁场变化，经过适量计算转换，可有效的降低误差，再经过基于NRF5的发射和接收模块,实现远距离通讯，较以往的环形线圈感应式采集成本低，精度高，维护方便。无线发射模块采用太阳能供电更好的降低了设备的维护几率,降低了,设备维护对交通的影响。软件采用语言编写，并在KEI集成环境中编辑、编译.实验结果证明整个系统具有精度高、功耗低、使用方便和微型化的优点。关键词：磁传感器;信号采集；无线射频收发；模块设计AbstactIntelligentTranspoSystems （TS） onsderd the curet solve ty congestonnd efeciven of improving roa safy, d trafic data acquiiion i the most bsic art f theIS The design o te develpmet o omestic nteratioal ataacustion yte staus an proes traffic dat enstae the nedfor inforaton colectin system, raffidtacollection sm is prposed the basic rquiement dscussd n ei t mageicf baed HMl02 signl aquitin modu，The hadwre iuding manetc etetin ict， sign mifer nd RF chips baseNFE5 nsciver ircuit. Check through the HC1022w-ais geomanti fiedchs, afte apprpriae conveo alculati， anffcively rede t r， ndhen af NRF9E5-base anmitad rceiv modles toachievelngdistae comuicatios， hn before induction co rngolcion, low ost, hih acuray,mnenaceconvenint Solrpweredwireless tansmitr modul usng better chance of reucghe mainteance ofhe equipment， educing equpmt maineance on thtrafc。Softare using c anguage and ingtd vironment in KEI dit, omple. Experimeta ressow the system ithghprecisi， lo powr onsumpto, eas to use d the advanagesf mituizion. ey rd： mgneticseno；sgnalcsiton; rdio frequcy trncv；odule目录摘要IAbstactI1绪论11。1交通信息采集技术1.1智能交通系统41.1。2国内外交通信息采集技术的种类和特点42基于HM10与RFE的交通数据采集系统。1传感器模块621。1HMC022磁阻传感器功能62.2HM0性能及工作原理2.1。3磁传感器电路部分12.基于NRF9E5的无线收/发模块022.1 NRF95功能及工作原理202。2.2基于NRE5的无线发射模块.23基于RFE5的无线接收模块273 SI基本协议2831P基本协议2832S用户逻辑23.3SPI原理28。3.1 PI的多义性293。.2通信的SPI 概念304软件模块3641基于嵌入式的交通信息采集程序流程图6致谢37参考文献8附录1-发射模块原理图39附录2发射模块PB图0附录3-接收模块原理图4附录4-接收模块PB图421绪论近年来，随着经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，车辆保有量及交通出行量迅速攀升,而相应的交通基础设施和智能化交通管理系统的建设则相对滞后,这都对当今的交通管制提出了新的挑战。为了解决地面交通迅速发展所引发的诸多问题,智能交通系统（ntelligent rasportysem，IS）被提到了重要的位置。早在世纪0年代，以欧洲、美国和日本为代表的各发达国家已从依靠扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到利用高新技术来改造现有道路运输体系及其管理方式,从而达到提高路网通行能力和服务质量、改善环保质量、提高能源利用率的目的.而中国的智能交通建设则起步较晚,直到20世纪0年代才提出了智能交通的概念,但随着近年来我国国民经济的稳步增长与信息化水平的逐步提高,智能交通系统已经成为我国交通行业研究的热点.智能交通系统就是以缓和道路堵塞和减少交通事故，提高利用者的方便、舒适为目的,利用尖端的信息通讯技术等的交通系统的总称。它通过传播实时的交通信息使出行者对即将面对的环境有足够的了解，并据此做出正确的选择。通过消除道路堵塞等交通隐患，建设良好的交通管制系统,减轻对环境的污染.通过对智能交叉路口和自动驾驶技术的开发,提高行驶安全，减少行驶时间。当前智能交通系统的研究领域有:先进的交通管制系统、先进的交通信息服务系统、先进的公共交通系统、先进的公路交通系统、先进的车辆控制系统、先进的物流交通系统等。智能交通系统可以为交通部门及时、准确地提供诸如车流量、道路拥塞度和事故监控等交通信息,使交通部门能有效地获取有关交通状况的信息，并进行处理，从而更好地发挥交通管理系统在交通监视，交通控制、出入控制,救援管理等方面的准确性和调控性。智能交通系统的早期构想是由美国在六十年代提出的,目前,世界上已形成了美国、日本、欧盟三大ITS研究开发基地，除此之外,亚洲的韩国、新加坡和我国的香港特区ITs发展水平也较高。6年代末期,美国的G（lcrnic Rod GidanceSystem）项目开始了世界上最早的IS开发研究。之后美国集中了国内各种力量,并在政府和国会的参与下，成立了ITS的领导和协调机构，于91年制订了综合陆上运输效率化法（即所谓的冰茶法案,ISTE），并拟订了2年发展计划,总投资预算40亿美元。目前,美国在智能公共交通领域独树一帜，已建立起相对完善的车队管理（通讯系统、地理信息系统、车辆自动定位系统、乘客自动计数系统、公交运营软件系统、交通信号优先系统）、公交出行信息（出行前公交信息系统、车站，路边的公交信息系统、车上公交信息系统、综合乘客信息系统）、电子收费和交通需求管理技术等四大系统及多个子系统及技术规范标准。在视频检测领域，美国的Atooe公司无疑是其中的佼佼者.该公司开发的事故检测系统主要用于采集车辆的平均速度,数量和车道流量等信息，通过这些信息，就可以检测出高速公路上发生的事故。数据和实时视频信号经光纤传至城市交通管理中心,并由Scpeerer通讯服务器定时轮流处理每个视频处理器，最后将预测的旅行时间通过MS显示给用户;另外，该公司还充分利用了数字电路的小型化优势,将光电传输器件与计算器件集成到视频感应器中。这种集成的视频感应器通过一种全新的通讯架构与感应系统相连，并由感应管理软件进行统一的管理。感应器使用改进后的追踪与速度测量算法将大大提高车辆检测与分类上的准确性.日本的智能交通系统起步较晚，但由于政府重视，其发展和推进速度却相当快.日本城市公共交通系统智能化的发展过程经历了3个阶段:70年代末开始应用的公共汽车定位系统,即公共汽车接近显示系统:0年代初开始应用的运行管理系统,其中包括乘客自动统计、运行监视和运行控制;90年代初开始应用的综合管理系统,其中包括后勤业务改进和经营支援系统。日本组成了由四省一厅参加的全国统一智能交通系统开发组织(VERIS),并于196年制定了“推进T总体构想”.并推出了一个投资预算7。8兆亿日元,为期长达年的发展计划，包含了智能子系统部分应用、改善基础设施建设及系统和产品的研究开发.日本的IT研究与应用开发工作主要围绕三个方面进行，它们分别是：车辆信息与通信系统、不停车收费系统、先进道路支援系统。由警察厅、邮政省和建设省主持的VICS系统以向驾驶员提供道路交通信息、使道路交通安全流畅为目的,已经开始进入应用化试验的阶段。目前，装载有接收此类交通信息设施和车载路径导航装置的车辆已经超过00万辆。此外，为推广应用ITS的研究成果,引进先进技术，实现IT的多元化,发挥先进技术的优越性，日本还先后制定了artway（智能道路）计划和SatarAV（AvaceSafyhicle，先进安全型汽车）计划，以创造综合IS技术的高效、安全的通行环境。在设想中，这条道路将会有先进的通信设施，不断向车辆发送各种交通信息，所有的收费站都不需停车,能以较快的速度通行，道路与车辆可高度协调，道路提供必要信息以便车辆进行自动驾驶。欧盟对T的研究、开发也不甘落后,85年，欧共体19个成员国为主的政府与民间企业组织合并后,共同推进智能运输系统的发展,并更名为欧洲道路运输信息技术实施组织(PdCO）,总开发投入0亿美元，实施智能道路和车载设备的研究发展计划。1986年欧洲民间联合操作了欧洲高效安全交通系统计划（RMETHEU),之后在政府介入下1995年启动了POTE计划，9年月底,欧共体事务总局3局第一次公布了TTAP征集的具体74个子项目.至今，已有相当一部分的研究成果投入到实际的应用当中，并为使用者带来了可观的经济效益。比利时的Trficon公司最近开发了一种用于小型路口的，经济简单且综合性高的小型视频检测设备。这种作用于交叉:3的新型多功能、经济型检测器可以将摄像机和检测器集成在一个紧密轻巧的盒子里，并从多至四个区域内检测车辆,通过视频信号独立开放的收集器,提供数据给交通信息处理系统，最后以连续信号由485通信端口输出。该设备比其他检测设备，例如雷达、红外线、线圈等能更好更经济地调整交通信号灯的工作。”我国在智能交通领域则起步较晚。长期以来,由于我国交通资料相当缺乏，统计数据不完善,这给许多城市的交通管理、规划和控制等带来了非常大的困难，而我国在交通控制设备的研制开发上与发达国家相比还有一定差距，我国自行研制的设备在功能、可靠性等方面还有待于进一步提高。但是近年来，国民经济一直持续增长，风险投资体制逐步完善，信息化水平迅速提高，逐步与国际接轨，安全、环保意识也日益增强,这些都为我国发展智能交通提供了很好的条件。199年11月，国家智能交通系统工程技术研究中心(ITsC)正式由国家科学技术部批准建立,它以国民经济、交通运输行业和市场需求为导向，针对智能交通系统发展中存在的重大技术问题，对有市场价值的重要应用科技成果进行共性技术、关键技术的后续化、工程化、产业化以及系统集成的高新技术研发实体，是国家级的工程技术研究中心。ITS拥有国内唯一的综合性智能交通系统检测和实体实验室以及智能运输系统实验室,通过科研成果的转化应用，带动制造业和服务业的发展,增强我国在2l世纪的国际竞争力。TSC还承担着“全国智能运输系统标准化技术委员会”的工作,负责组织IT国家标准和行业标准的制订、修订和审查并代表中国参与ITS国际标准化工作。在中国，川大智胜、汉王科技和上海高德威等公司走在了智能交通领域的最前端。川大智胜的Z200车牌自动识别系统是以通过国家公安部部级鉴定的“高速行驶汽车号牌自动识别系统”为核心技术的。该产品在基于多分辨率纹理分析和模糊熵的快速定位分割、多帧图像实时融合去模糊、连续多帧图像识别结果的置信度判别等技术上有重大创新。对高速运动车辆（车速墨140kmh)识别正确率可达9。识别主机有户外型、户内型和车载型等系列产品，支持视频触发和一机多路识别，对阴雨、低温等恶劣环境有很好的适应性.应用系统可分为治安卡12系统、电子警察系统、车载识别系统、车辆旅行时间检测系统、车辆检测线及收费站应用系统等多种类型，已在北京、上海、深圳、大连、顺德、吉林等二十多个省市应用。北京汉王科技有限公司的智能交通产品嵌入式一体化车牌辨识仪(“汉王眼”)是一款基于DSP硬件运算平台的汽车牌照识别系统，它采用一体化的结构,将照明模块、采图模块、识别模块、传输模块、温控模块全部集中在一个防护罩内,能完成从采集车辆图像、识别车牌号码到传输识别结果的全部过程，通过标准RS32（或S485）串口传输方式直接输出车牌识别结果(号码字串和标准图像格式文件),根据完全公开的数据传输协议,可方便地接入到各类智能交通车辆管理系统中。汉王公司凭借其在文字识别领域的国内领先技术而专门开发的车牌识别算法，使这款产品在高速公路收费系统、城市卡口系统、超速布控系统、小区大院车辆管理系统等多个领域都得到了广泛的应用.上海高德威的GPR一99T牌照识别器系统产品，采用最新的数字图像处理和识别技术，基于嵌入式工控机SP和专用硬件电路,利用定向反射和自然光相结合的识别原理，实时地完成复杂情况下的汽车牌照的定位、分割以及识别，通过牌照二值化图像写入IC卡技术,解决了入口图像传输到出口的难题；通过摄像机二次开发和智能补光技术，确保了成像质量不受车大灯和光线明暗的影响。该产品具有很高的识别率和稳定性,已大量应用于高等级公路的收费监控系统，公安、海关车辆管理、停车场管理、封闭区域车辆管理、交通参数调查等系统中。11交通信息采集技术.1.1智能交通系统智能交通系统（ntellg rnsport Sysem 或者 tienrnsportnSystem，简称ITS)是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。智能交通系统的前身是智能车辆道路系统(Ineigent Vehicle igw ystem,VS）智能交通系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。1。1。国内外交通信息采集技术的种类和特点车辆检测技术有多种方式.目前常用的是地感线圈、雷达（微波)、超声波、红外、激光,视频等几种检测技术。在早期的交通监控系统中，欧美许多国家采用环型线圈检测器作为车辆检测装置.而日本等亚洲国家多采用超声波检测和光学探测的方法。目前常用的车辆检测器是环型线圈检测器,它能监测车辆的存在以及路段的饱和度.通过在单车道上安装多个线圈,环型线圈检测器还可以监测车辆的速度以及车辆的长度.直至今日，该技术的研究和开发历史较长,技术相对成熟、稳定，检测的精度高,而且可以工作在恶劣的天气环境下，但环型线圈检测器也有其固有的缺点：环型线圈检测器不能同时监测多个车道，对于想了解多个车道的车流量情况只能在多车道的路段上每个车道都安装一套线圈检测器。当安装或维护线圈车辆检测器时，需要阻断交通流。当两辆车过于接近时,环型线圈检测器将会误认为是一辆车。对于一些特殊路段例如立交桥桥体表面,由于厚度限制，不能埋设线圈。安装过程对可靠性及寿命有很大影响。超声波检测器利用反射回波原理制成的，微波检测器按照多普勒效应原理工作,红外检测一般采用反射式检测技术。虽然超声波检测与光学检测器不会破坏路面，但是也存在检测区域小、维护困难、容易造成二次触发等缺点。由于电磁感应线圈与光学检测器的缺点，它们未能得到更好的推广，而基于视频与图像处理的视频车辆检测技术由于具有检测区域广,维护简单等优点，使之成为了近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向。它以视频图像为分析对象，通过对设定区域的图像进行分析，从而检测、识别、跟踪车辆,并得到如：车辆速度、车流密度和车辆占有率等交通参数，是ITS的基础和前沿技术。它的研究内容相当丰富，涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、人工智能等许多学科的知识。但是基于视频与图像处理的视频车辆检测技术技术要求高，成本比较高。综合这几类技术的优缺点,基于HMC10的磁检测技术诞生了. 基于HMC02与NR9E5的交通数据采集系统.1传感器模块2。11HMC1022磁阻传感器功能MC1022这类磁阻传感器按4元件惠斯顿电桥配置它将磁场转换成差分输出电压,并能传感强度低至3高斯的磁场。类磁阻传感器为低磁场传感提供一种小型,低成本，高灵敏度，可靠的解决方案。传感器在水雷磁引信、探矿、考古、空间磁场探测、航天器飞行姿态测量、水中平台姿态测量等许多领域中得到广泛应用，它能检测弱磁场，分辨率高。Hcl022作为新一代磁传感器,具有灵敏度高（010)、响应时间快(1s)、输出频率高(1000)、体积小及固态封装等优点，利用微处理器和磁阻传感器制成的磁敏引信具有一定优势。HC122 系列传感器具有宽的磁场强度范围低的置位/复位电流性能其成本较低适用于大量应用场合双轴部分包括两台用于X和 Y-轴磁场测量的传感器单轴还包括一个 PC板安装的I 组件以形成一个3 轴的解决方案一个可直接表面安装的 SOIC 和一个陶瓷 DI 适合于高性能的军事应用和高温应用。2。1.2HC022性能及工作原理霍尼韦尔磁阻传感器是简单的电阻电桥设备(图2-1）只需要一个供电电压便可测量磁场当 010伏的电压连接到桥路上时传感器开始测量轴线内的环境磁场或施加磁场除了电桥电路外传感器的芯片上有两个磁耦合的电流带偏置电流带和置位复位电流带这些电流带是霍尼韦尔的专利它省去了外部加装线圈的需要。图1电阻电桥磁阻传感器是由在硅圆片上电积的一个薄层镍铁(或称坡莫合金或镍铁导磁合金)薄膜制成并布置成一个电阻带存在施加磁场时电桥电阻的变化使电压输出产生相应的变化通常施加在薄膜侧的外部磁场使磁力线产生旋转并改变其角度这又使电阻值发生变化（R/R）并造成惠斯通电桥的电压输出的变化这种镍铁电阻的变化被称作磁阻效应它直接与电流的方向和磁化矢量有关制造过程中敏感轴（磁场方向）被设置为沿薄膜长度的方向这样可使施加在镍铁薄膜的磁场导致电阻值的最大变化但是沿敏感轴的强磁场（大于1高斯）的影响会扰乱或翻转薄膜磁化的极性改变传感器的特性针对这样的扰动磁场为了恢复或置位传感器的特性必须短暂地施加一个强的恢复磁场这种做法被称作施加置位脉冲或复位脉冲电桥输出信号的极性取决于此内部薄膜的磁化方向并且与零磁场输出相对称当直流电流在偏置电流带内通过时偏置电流带允许多种工作模式可减去不必要的磁场可将电桥偏置设置为0电桥输出可驱动偏置电流带来消除闭环配置内的测量磁场接到命令时桥路增益可在系统内自动校准置位复位(S/R)电流带可以用高电流进行脉动从而达到以下目的强迫传感器以高灵敏度模式工作翻转输出响应曲线的极性在正常工作期间进行循环以提高线性度减少垂直轴的影响和温度影响图2-内显示的输出响应曲线说明R脉冲的影响当置位电流脉冲I置位被加到S+引脚上时输出按照正斜率线作出响应当复位电流脉冲复位被加到-引脚上时输出按照反斜率线作出响应除两个偏置影响之外这些曲线是原始脉冲的镜像在垂直轴向上图2内显示的电桥偏置约为5mV这是由于制造过程中电阻匹配不当造成的这种偏置可通过多种方法调整为零最直接的方法是在电桥的一端上加一个分流（并联）电阻强迫两个输出的电压相同这必须在零磁场环境下进行通常在零高斯室内进行图2-2内显示的水平方向的偏置在此被称作外部偏置这可能是由于附近的金属物体或者不希望有的磁场干扰了被测磁场而造成的偏置电流带内的直流电流可以将此偏置调整为0也可以使用其他的方法如屏蔽不必要的磁场将外部偏置调整为0置位复位脉冲形成的输出响应曲线可以反映出这两种偏置。图22 输出电压响应曲线主要性能数据图2-3在置位或复位后传感器输出与磁场强度曲线图4输出在磁场强度范围20 O内可重复时传感器输出对磁场强度曲线图传感器噪声对频率曲线图2供电电压恒定时灵敏度对温度曲线图2-7电桥电阻对温度曲线图2-8置位/复位脉冲变化效应噪音特性图2-9所示为典型磁阻(MR)传感器的噪音密度曲线1/f 斜率具有接近 1的角频率并变平到8/Hz这约等同于一个85电阻的约翰逊噪音(白噪音)典型的电桥电阻若要使图3内的噪音密度电压与磁场发生关系则要使用下列表达式：对于供电=5和灵敏度=3。2V/V/高斯，电桥输出响应 16 m/高斯或 6 nV/高斯1Hz时的噪音密度0nV/ 相当于1。8高斯z 对于噪音成分使用下列表达式1f 噪音（0110Hz)= 30 *(（10/1)） nV 4n （rms） 高斯(rs） 2高斯（pp） 白噪音（B=1kHz)= 38*BWnV120 n （rs) 高斯（pp)图2-9典型磁阻(MR）传感器的噪音密度曲线偏置电流带特定大小的电流流过偏置电流带可以消除任何环境磁场这对消除地球磁场的杂散硬铁(tryhard io）失真影响非常有用例如减少汽车罗盘应用中车体对地球磁场的影响如果磁阻传感器在汽车中的位置固定则汽车对地球磁场的影响可以近似地看作为此磁场内的位移或者偏置如果此偏置可以确定那么利用偏置电流带施加一个相同的且相反的磁场可以进行补偿偏置电流带的另一种用途是可以驱动电流通过电流带将精确地抵消测量磁场这被称作闭环结构电流反馈信号是所施加磁场的直接度量磁场偏置电流带(偏置+和偏置）将生成一个与正被测量的施加磁场相同方向的磁场 H1001 的电流带每通过0mA 电流可提供 Oe 的磁场HMC1021 的电流带每通过 5A 电流可提供 1Oe 的磁场 (注空气中 1 高斯=1Oe)例如如果 5m的电流从HMC1012 的偏置+引脚到偏置-引脚则任何被测环境磁场将加上一个 0。5高斯的磁场同样 -25mA的电流将从环境磁场内减去 0.5 高斯偏置电流带看起来像是一个在偏置+和偏置引脚间的标称电阻偏置电流带可以用作闭环电路内的反馈元件利用电流反馈环路内的偏置电流带可以测到期望值若要达到此目的要将电桥放大器的输出端连接到驱动偏置电流带的电流源利用环路内的高增益和反向反馈这将使磁阻桥路输出为 (输出+=输出)这种方法可以给出极佳的线性度和温度特性始终以平衡的电阻模式操作磁阻电桥即无论测量什么样的磁场通过偏置电流带的电流都会将之消除电桥始看到一个零磁场条件用来消除施加磁场的合成电流是此磁场强度的一个直接度量并且可以被转换成磁场值在应用的同时偏置电流带还可以被用来自动校准磁阻电桥它对偶尔校对轴的电桥增益或在大的温度摆动范围内作调整是非常有用的它可以在上电或者正常操作期间的任何时候进行其原理非常简单沿一线路取两点并确定该线的斜度即增益当电桥正在测量稳定的施加磁场时输出将保持恒定记录稳定磁场的读数称之为 H此时施加特定电流通过偏置电流带然后记录该读数并称之为 H 通过偏置电流带的电流将导致磁阻传感器测量的磁场的变化称之为施加磁场增量 （ H) 磁阻传感器增益可如下计算噪音密度（n/Hz） 磁阻（MR）增益=(H2H1）/ H除了以上所述外偏置电流带还有许多其它用途关键是环境磁场和偏置磁场可以简单地相互叠加被磁阻传感器作为单一磁场进行测量。置位/复位电流带大多数低磁场传感器会受到大的磁场干扰(-20高斯）的影响可能导致输出信号的衰变为了减少这种影响和最大化信号输出可以在磁阻电桥上应用磁开关切换技术消除过去磁历史的影响置位复位电流带的目的就是把磁阻传感器恢复到测量磁场的高灵敏度状态这可以通过将大电流脉动通过 S/R 电流带实现 S/ 电流带看起来像加在 R+ 和 SR引脚之间的一个电阻此电流带与偏置电流带不同因为它是以垂直轴或不敏感的方向磁耦合到磁阻传感器上的一旦传感器被置位（或复位)可实现低噪音和高灵敏度的磁场测量在下面的讨论中术语置位即指置位电流或者指复位电流当磁阻传感器暴露于干扰磁场中传感器元件会分成若干方向随机的磁区域从而导致灵敏度衰减峰值电流高于最低要求电流的脉冲电流（置位）通过置位/复位电流带将生成一个强磁场此磁场可以重新将磁区域对准统一到一个方向上这样将确保高灵敏度和可重复的读数反向脉冲（复位）可以以相反的方向旋转磁区域的方向并改变传感器输出的极性如果不出现干扰磁场这种磁区域的状态可以保持数年。图2-0镍铁合金（NiFe）电阻芯片内的S/R应通过脉冲电流来重新对准或翻转传感器内的磁区域此脉宽可短至 2 微秒连续脉冲时平均耗电少于1m(C)可选定为每50m有一个2脉宽的脉冲或者更长以节电唯一的要求是每个脉冲只在一个方向上施加即,如果+3。5 A 的脉冲被用来置位传感器则脉冲衰减不应低于 0 电流任何负(低于额定电流)电流脉冲信号都会导致无法置位传感器并且不会得到最佳的灵敏度利用 S/ 电流带可以消除或减少许多影响包括温度漂移非线性错误交叉轴影响和由于高磁场的存在而导致信号输出的丢失这可通过下列过程实现电流脉冲 置位可从 SR+引脚施加到S/-引脚以实现“置位条件然后可测量电桥输出并作为Vut(置位)储存起来在 S/引脚内施加相等但相反的另一个脉冲可实现 “复位”条件然后可测量电桥的输出并作为 Vout(复位)储存起来电桥输出 out 可以表达为Vout Vout(置位） Vout（复位）/2 此方法可以消除由电子器件以及电桥温度漂移导致的偏置和温度影响设计置位/复位脉冲电路的方法有多种图214所示为一简单的置位复位电路.设计置位/复位脉冲电路的方法有多种图211所示为一简单的置位/复位电路。图211置位复位电路置位/复位脉冲电流的幅值取决于系统磁噪音的灵敏度如果给定的应用场合HC101/2 的最小可测磁场约50高斯那3(最小值)的脉冲就足够了如果最小可测磁场低于100高斯那么就要求4A（最小值）的脉冲生成 S 脉冲的电路应置于靠近磁阻传感器处并且电源和接地连接良好霍尼韦尔磁传感器上的置位复位电流带标有R 和 S- 未指明极性因为它只是一个金属带电阻。低功率对于电源低至3。3V 的低功率应用可使用图-6所示的电路这些低阈值 FET 在VGS=2.7V 时提供低的接通电阻(03 欧姆） 置位复位脉冲不需要连续产生为省电一开始可施加SET(置位）脉冲随后施加 RESE（复位)脉冲偏置(）可按下列公式计算： OS=（Vset+rs)2 该偏置项包括传感器电桥和接口电子器件的C 偏置以及传感器电桥和接口电子器件的温度漂移保存好此偏置值并在以后所有的电桥输出读数中减去此值一旦电桥被 ET(复位) 它将保持该状态持续数年-或直至外加一个 2 高斯的干扰磁场为止计时器可设置为每 分钟定期更新偏置项该过程用图21所示的程序框图和图213所示的计时电路图加以说明。图21更新偏置程序框图图2-3更新偏置电路23磁传感器电路部分HMC022封装SOIC（mal Otie Iegred Crcuit Pke)小外形集成电路封装 指外引线数不超过8条的小外形集成电路,一般有宽体和窄体两种封装形式。其中具有翼形短引线者称为SL器件,具有型短引线者称为OJ器件。OIC是表面贴装集成电路封装形式中的一种，它比同等的DIP封装减少约50%的空间，厚度方面减少约7。与对应的IP封装有相同的插脚引线。对这类封装的命名约定是在IC或后面加引脚数.例如，14pi的401的封装会被命名为SOIC-或S-4HM122原理图M04放大器介绍AMP04是一款单电源仪表放大器,工作电源电压范围为+5V至5V.它实现了高精度、低功耗、宽输入电压范围和出色增益性能的完美组合。该器件通过一个外部电阻设置增益，增益范围为至100。输入共模电压范围允许AMP04以最高精度处理地电压至正电源1 范围内的信号。输出摆幅可以达到正电源的1 V范围内。增益带宽超过700 kHz。AMP0不仅易于使用，而且电源电流仅700 A。对于高分辨率数据采集系统，经过激光调整的低漂移薄膜电阻可以将输入失调电压限制在150 以下，因此该器件可以提供0.00的增益非线性和30 pm/C的增益温度系数。专有输入结构将输入失调电流限制在 nA以下,且漂移仅8A/C，因此该器件能够直接连接高阻抗传感器和其它信号源。AM04的额定温度范围为40至+8C工业温度范围,并提供塑封和陶瓷IP以及8表贴封装。AMP04原理图放大电路介绍电容C8滤波作用，电压放大倍数为200倍（2000/10）。磁阻传感器采样模块接收模块电路图说明:此模块由稳压电路,电源指示电路,和接收电路组成。OUT+,OUTA,UB,OUTB,分别引出经AMP04放大1500倍，可满足NRF9E5芯片D口所要求的电压值。2。2基于NRFE5的无线收/发射模块2.2. NR95功能及工作原理NRE5功能介绍nFE5是Nrdic VSI 公司于2004 年 月5 日推出的系统级RF 芯片,其内置nRF905 433/68/915MHz收发器、80 兼容微控制器和 输入0 位80ps A/ 转换器,是真正的系统级芯片。内置n0 收发器与nRF905 芯片的收发器一样，可以工作于ShockBrst(自动处理前缀、地址和RC）方式。内置电压调整模块,最大限度地抑制噪音,为系统提供13。6V 的工作电压,QN5m 封装,载波检测。nRF95符合美国通信委员会和欧洲电信标准学会的相关标准。由于R05 功耗低，工作可靠，因此很适用于无线数据传输系统的设计。NR95原理图1 RF9E 硬件（1）微控制器nR5 的片内微控制器与标准01 兼容，指令时序与标准8051 稍有区别。典型的区别是：nRF9E5的片内微控制器的指令周期为4 到 个指令周期。中断控制器支持5 个扩展中断源：AC 中断、SPI 中断、RADI 中断、RADIO2 中断和唤醒定时器中断。片内控制器还有3 个与8052 相同的定时器.1 个和01 相同的串口，可以用定时器 和定时器 来作为异步通信的波特率产生器。此外,还扩展了2 个数据指针,以方便于从XAM 区读取数据。微处理器中有26B 的数据RM 和512B的ROM。上电复位或软件复位后,处理器自动执行ROM引导区中的代码.用户程序通常是在引导区的引导下，从EERO 加载到1 个KB 的AM中，这个KB的AM 也可作存储数据用。NR9E5 的大部分寄存器和标准051 相同，只是增加了一些特殊功能寄存器，如RADO（P）、ADCO、ADCDATA、ACDAAL、ADCIC、WON、PWMDUTY、AP2L、CP2H、KLFCO 等.nFE中的P0、P1 和P2 口寄存器地址和标准8051 中的相同,都是0x0、x0、0xA，但功能和标准805 中的有所不同。（2）CKF时钟、T 唤醒定时器、GPIO 唤醒和WTDRF5 内有一个低频的时钟CKF,该时钟常开。当晶振开始工作后,KL 频率为4Hz；晶振不工作时，CKF 是一个低功耗RC 晶振器，只要VDD1。8V，其连续工作。RTC 唤醒定时器、WT（看门狗)和GI唤醒全都工作在CK频率,以保证芯片功耗工作时能够完成这三个功能。RT 唤醒定时器是一个24 位可编程控制的递减计数器,WTD 则是一个16位可编程控制递减计数器.RTC 唤醒定时器和WT 的循环周期一般在300sms，默认为1ms.C唤醒定时器也能作GP 的输出源,也就是说，当RC 唤醒定时器初始化时间发生溢出时，能够产生一个用作GPO输出的程序脉冲。（3)SPI接口和A/D转换器SPI(串行外设接口）的接口引脚有MISO(接收EROM的SDO 送来的数据)、SCK（给EPRM 的SCK提供时钟信号）、MOSI（送数据到EEPRM 的SDI）、EECN(给EPROM 的CSN 送使能信号）。SP 口的IS、SCK和MOSI 与P1口的低 位重用,通过寄存器SP_CTR 控制来控制功能间的撤换。SPI 硬件不产生任何片选信号，可以用GPIO口来进行片选。通常，系统上电时，SPI自动和片外530 相连。当程序加载完成后，MISO（P1）、MOI(P1。0）可能会用作其它用途，比如其它的SPI 器件或GIO.nRFE5 片内有1位AC,A转换参考电压可以通过软件设置在REF 和1。2V 之间(内部参考电压）.A/D 转换器的 个输入可通过软件进行选择，通道03 可以把对应引脚IN0AI3 上的电压值分别转换为数字值,通道4 用于对F9E 工作电压的监控.A/ 转换器默认工作于1 位方式，可通过软件使其工作于 位、8 位或12 位方式。