智能车辆宽高检测系统电路模块设计

　　为实现高速公路车辆超宽超高治理工作的自动化、智能化，设计了一种基于激光脉冲测距技术的智能车辆宽高检测系统。系统采用LMS二维激光测距传感器，在新型高性能微处理器的控制下，对车辆轮廓进行高速动态扫描，将所接收到的实时数据进行分析处理，实现对行进车辆的宽高检测和超限声光报警。实验结果表明，系统测量精度为±0．15m，测量准确率达到95％，系统性能满足高速公路管理部门对于车辆宽高超限检。

　　硬件电路

　　智能车辆宽高检测系统电气控制部分以基于ARMCortex-M3内核的LM3S8962处理器作为控制核心，按功能可划分为以下模块：电源模块，主控制器模块、时钟模块、数据通讯模块、键盘输入模块、液晶显示模块、继电器控制模块等，以下对3个部分作较详细介绍。

　　主控制器电路模块

　　采用ARM Cortex-M3内核的微控制器LM3S8962作为系统控制核心。Cortex-M3内核采用ARMv7-M架构，它紧凑地结合Thumb-2指令集，采用哈佛处理器架构，与ARM7TDMI相比，比Thumb指令每兆赫的效率提高了70％，比ARM指令提高35％。由于Thumb-2指令是 Thumb指令的扩展，16位和32位指令共存于同一模式下，复杂性大幅下降，代码密度和性能均得到提高。LM3S8962时钟频率高达50 Hz，多达36个中断源具有8个优先等级，提供系统时钟，256 kB的FALSH，64 kB的SRAM，休眠模块，通用异步收发器，通用定时器，PC接口以及其他丰富的外设接口，可方便的对各种现场设备进行有效控制。图3为LM3S8962 的外设接口及其外围电路（时钟、复位、UART接口等）。

　　数据通讯电路模块

　　将激光传感器扫描得到的极值坐标信号通过通用异步收发器（UART）传送给微控制器，选用了MAX232进行RS232电平转换，如图4所示。

　　LM3S8962具有两个串行接口UART0和UART1。本系统选用UART1用于RS232通信使用。UART是一种应用广泛的短距离串行传输接口，通信双方只要采用相同的帧格式和波特率，仅用两根信号线（Rx和Tx）就可以完成通信过程，有独立的发送FIFO和接收FIFO。有可编程的波特率发生器，允许速率高达460．8 kb／s。系统中通过UART传送的数据高速存储于SRAM存储器内供微控制器进行实时快速计算。

　　输入输出电路模块

　　系统设置了4个按键，用于设置车辆的限宽限高值，设置及修改系统时间等，实现了随时修改信息的功能。为了便于工作人员查看过往车辆的宽度和高度，采用了 LCD显示。选用青云创新公司生产的LCD液晶显示模块LCM192642，它是汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字和图形。模块工作电源为5 V；改变变位器W1的值可以调节LCD屏的显示对比度；整个LCD屏被均分为三部分16～18是选屏信号线，可以选择其中任一部分显示。系统中设置了2个 12V继电器，当行驶车辆经检铡超过了标准的宽度和高度时系统会通过继电器分别接通警灯和室外扩音器的电源而产生声光报警，一方面提示现场工作人员进行处理，另一方面告知司机该车超限需停车接受处理。如下图5所示为输入输出模块原理图。

　　针对高速公路车辆超限超载这一问题，设计了基于激光测距技术的宽高检测系统，可实现对行进车辆进行实时动态测量。本系统在实验期间，工作可靠稳定，功耗低，计算速度快，测量精度高，抗干扰能力强，实验误差符合高速公路管理部门对于行进车辆宽高超限检测的要求。通过反复实验验证，该设计有效可行，为下一阶段进入现场进行实地调试作了充分准备。