IRS21智能路面路況傳感器研究.pdf

1、路面?zhèn)鞲衅髟诠方煌I(lǐng)域很有重要的應(yīng)用，如可以為公路氣象站服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控特定地點(diǎn)，全天候、方便、快速、準(zhǔn)確的提供路面路況信息。路面環(huán)境狀況的全面評(píng)估可以大大提高交通安全系數(shù)。隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的推進(jìn)，路面?zhèn)鞲衅魇袌?chǎng)前景廣闊。國(guó)外有很多致力于路面?zhèn)鞲衅鞣矫娴难芯?，某些傳感器已?jīng)商業(yè)化生產(chǎn)。目前我國(guó)路面?zhèn)鞲衅魇袌?chǎng)主要被國(guó)外企業(yè)壟斷，為致力實(shí)現(xiàn)路面?zhèn)鞲衅鲊?guó)產(chǎn)化的目標(biāo)，本課題在逆向研制LUFFT公司IRS21傳感器的基礎(chǔ)上，研制出適合我國(guó)國(guó)情

2、的、新的路面檢測(cè)系統(tǒng)。路面檢測(cè)系統(tǒng)的核心元件是功能傳感器，本論文的主要內(nèi)容是解析IRS21四個(gè)功能傳感器的工作原理。一旦我們的系統(tǒng)研制成功，就可以替代市場(chǎng)上同類的國(guó)外產(chǎn)品。
　　 IRS21是一款性能優(yōu)秀的智能路面?zhèn)鞲衅?，檢測(cè)完畢后，輸出包括3個(gè)溫度值、鹽度和冰點(diǎn)值、路面狀態(tài)、水膜厚度，具有精度高、耐磨損和可靠性好、數(shù)字化輸出等優(yōu)點(diǎn)。IRS21中包含四個(gè)傳感器，分別是溫度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、水膜厚度傳感器和多頻冰、水分辨?zhèn)鞲衅?/p>

3、。微控制器根據(jù)各傳感器的檢測(cè)結(jié)果，分析計(jì)算后得出精確的路面信息。本論文首先熟悉IRS21的使用，對(duì)照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完成對(duì)其性能的檢測(cè)。IRS21功能傳感器原理的解析和研究是本論文的重點(diǎn)，本文逐步對(duì)IRS21進(jìn)行解析，分別詳細(xì)介紹這四個(gè)傳感器的工作原理，并分別給出它們的電路原理圖。在隨后的工作中，利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件，制作出一臺(tái)樣機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)IRS21的基本功能。系統(tǒng)控制器采用C8051F350微控制器。系統(tǒng)電路的PCB使用Protel

4、 99SE設(shè)計(jì)制作。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)流程，主要包括了微控制器C8051F350的程序設(shè)計(jì)以及各個(gè)功能模塊的程序設(shè)計(jì)。軟件的開發(fā)采用了Silicon Laboratories IDE集成開發(fā)環(huán)境，使用Keil Cx51語(yǔ)言進(jìn)行程序編譯。
　　 本課題的最終目標(biāo)是研制利用基于MEMS工藝的路面?zhèn)鞲衅鳎诼访鏅z測(cè)領(lǐng)域引入微系統(tǒng)或稱微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的概念，從而構(gòu)成了微型路面檢測(cè)微系統(tǒng)。它具有體積小、重量輕、可靠性高、