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毫米波雷達(dá)技術(shù)在道閘的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2020-11-18 來(lái)源:Amelie Zheng 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】隨著汽車(chē)的保有量逐年上升,對(duì)區(qū)域出入口的車(chē)輛管理有了更高的要求,從而促進(jìn)了智能停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)快速發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)高效施工、布設(shè)道閘設(shè)備、準(zhǔn)確感知車(chē)輛、順暢安全出入,對(duì)車(chē)輛檢測(cè)傳感器提出了更高要求。
 
車(chē)輛檢測(cè)傳感器技術(shù)一覽
 
目前市面上常見(jiàn)的道閘防砸技術(shù)介紹如下:
 
●    地感道閘防砸技術(shù)
 
該技術(shù)通常需要在停車(chē)場(chǎng)的出入口預(yù)埋兩道地感線圈,用于檢測(cè)車(chē)輛,原理一致,但作用不同,分別為觸發(fā)線圈以及防砸線圈。觸發(fā)線圈,埋設(shè)于收費(fèi)站前,當(dāng)檢測(cè)到有車(chē)輛通過(guò)時(shí),發(fā)出信號(hào)給道閘里的車(chē)輛檢測(cè)器,抬桿放行;防砸線圈,埋設(shè)于閘桿正下方,當(dāng)檢測(cè)到有車(chē)輛時(shí),發(fā)出信號(hào)給道閘里的車(chē)輛檢測(cè)器,阻止閘桿下落砸到車(chē)輛,信號(hào)消失才會(huì)落桿。
 
線圈防砸技術(shù)應(yīng)用較多,但缺點(diǎn)也很明顯:只能防砸車(chē),不能防砸人;易受雨雪、金屬和強(qiáng)電干擾;檢修費(fèi)事;施工繁瑣。
 
●    紅外線道閘防砸技術(shù)
 
該技術(shù)是在進(jìn)出口道閘兩側(cè)安裝紅外線對(duì)射裝置,在道閘桿下落過(guò)程中,如果有車(chē)輛駛?cè)?,紅外線受阻,道閘桿就會(huì)自動(dòng)升起,反應(yīng)比較迅速。不過(guò)紅外線的對(duì)射范圍小,而且很容易受到雨雪天氣的干擾。
 
紅外線防砸技術(shù)的缺點(diǎn)在于受震動(dòng)影響較大,易導(dǎo)致兩側(cè)光柵無(wú)法對(duì)焦,另外紅外線的對(duì)射范圍小,而且很容易受到雨雪天氣的干擾。
 
●    毫米波雷達(dá)道閘防砸技術(shù)
 
跟地感防砸技術(shù)有點(diǎn)類(lèi)似,道閘雷達(dá)也分為兩個(gè)部件:觸發(fā)雷達(dá)和防砸雷達(dá),前者安裝于攝像機(jī)箱體上,后者安裝于自動(dòng)閘桿的箱體上。當(dāng)車(chē)輛要通過(guò)自動(dòng)道閘時(shí),它會(huì)先駛?cè)?ldquo;觸發(fā)雷達(dá)”的微波范圍內(nèi),觸發(fā)道閘攝像機(jī)抓拍車(chē)牌,并控制自動(dòng)閘桿升起。之后,車(chē)輛駛?cè)?ldquo;防砸雷達(dá)”的微波范圍,直到完全駛離,自動(dòng)閘桿才會(huì)放下。期間“防砸雷達(dá)”如果識(shí)別到自動(dòng)閘桿范圍內(nèi)有車(chē)或行人的存在,便會(huì)保持閘桿的抬起狀態(tài),避免砸到車(chē)或人。
 
道閘雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)十分突出:除去安裝、維護(hù)更加方便之外,還能識(shí)別出人和非機(jī)動(dòng)車(chē),有效避免“砸人”事件發(fā)生。此外,毫米波雷達(dá)道閘防砸相比于傳統(tǒng)的防砸技術(shù),環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng),不受其他因素影響,有效減少誤操作和故障率。
 
所以后面我將重點(diǎn)展開(kāi)TI在毫米波雷達(dá)道閘防砸技術(shù)中的方案介紹。
 
將毫米波雷達(dá)應(yīng)用于道閘方案
 
作為毫米波雷達(dá)芯片以及電源芯片的戰(zhàn)斗機(jī),TI精挑細(xì)選,推出了以下一整套道閘方案,系統(tǒng)框圖如下圖所示,主要包括表中的四顆芯片:
 
毫米波雷達(dá)技術(shù)在道閘的應(yīng)用
 
該方案的特點(diǎn)在于,僅用四顆器件實(shí)現(xiàn)了整套的道閘方案,LMR33630將輸入電壓轉(zhuǎn)成3.3V為PMIC供電,PMIC可輸出3路電源軌,分別為1.24V、1.8V以及5V。為節(jié)省成本,這里去掉了從PMIC出來(lái)之后將1.24V轉(zhuǎn)成1V的外部LDO,改用簡(jiǎn)單的LC 濾波網(wǎng)絡(luò),使能IWR6443內(nèi)部的LDO為RF1跟RF2提供電源。當(dāng)然,由于去掉外部的LDO,該方案需要通過(guò)軟件的方式去除開(kāi)關(guān)頻率的噪聲影響。
 
下面簡(jiǎn)單介紹用到的四顆器件的基本情況以及參數(shù)。
 
毫米波雷達(dá)技術(shù)在道閘的應(yīng)用
 
LMR33630
 
LMR33630 SIMPLE SWITCHER® 穩(wěn)壓器是一款簡(jiǎn)單易用的同步降壓DCDC,可提供業(yè)界先進(jìn)的效率,適用于條件嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用。 LMR33630 支持高達(dá) 36V 的輸入電壓以及高達(dá) 3 A 的負(fù)載電流,以極小的尺寸提供出色的輕負(fù)載效率和輸出精度,并且支持輕載高效。LMR33630 采用 8 引腳 HSOIC 封裝和具有可濕性側(cè)面的 12 引腳 3mm × 2mm VQFN 封裝。該器件還具有符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的版本。
 
●    輸入電壓范圍:3.8V 至 36V。
●    輸出電壓范圍:1V 至 24V。
●    輸出電流:3A。
●    溫度范圍為 –40°C 至 +125°C。
●    低 EMI 和低開(kāi)關(guān)噪聲。
●    電源正常狀態(tài)標(biāo)志PG和精密使能端ENABLE。
 
LP87702-Q1
 
LP87702-Q1 有助于滿足汽車(chē)?yán)走_(dá)和工業(yè)雷達(dá)應(yīng)用的電源管理要求。該器件包含兩個(gè)降壓DCDC和一個(gè) 5V 升壓DCDC。為支持安全應(yīng)用,該器件還集成了兩個(gè)用于外部電源的電壓監(jiān)控輸入和一個(gè)窗口看門(mén)狗。
 
●    符合面向汽車(chē)應(yīng)用的 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn),溫度范圍為–40°C 至 +125°C。
●    兩個(gè)高效降壓DCDC:最大輸出電流 3.5A / 輸出電壓范圍為 0.7V 至 3.36V。
●    具有旁路模式選項(xiàng)的 5V 升壓DCDC,最大輸出電流 600mA。
●    支持外部時(shí)鐘輸入,用于同步。
 
IWR6443
 
IWR6443是基于FMCW雷達(dá)技術(shù)的集成單芯片mmWave傳感器,能夠在60GHz至64 GHz頻段內(nèi)工作。它采用TI的低功耗45納米R(shí)FCMOS工藝制造,并以極小的外形實(shí)現(xiàn)了前所未有的集成度。該器件是低功耗,自我監(jiān)控,超精確雷達(dá)系統(tǒng)的理想解決方案。支持三發(fā)四收,發(fā)射功率可達(dá)12dBm。下圖為IWR6x43的框圖,跟IWR6843相比,IWR6443最主要的區(qū)別在于裁剪了DSP。
 
毫米波雷達(dá)技術(shù)在道閘的應(yīng)用
 
THVD1450
 
THVD14xx 是一系列抗噪 RS-485收發(fā)器,專(zhuān)用于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行。這些器件的總線引腳可耐受高級(jí)別的 IEC 電氣快速瞬變 (EFT) 和 IEC 靜電放電 (ESD) 事件,從而無(wú)需使用其他系統(tǒng)級(jí)保護(hù)組件。
 
其中的每個(gè)型號(hào)均是通過(guò) 3V 至 5.5V 的單電源供電運(yùn)行。該系列中的器件具有擴(kuò)展共模電壓范圍,因此這些器件適用于長(zhǎng)電纜上的 應(yīng)用 長(zhǎng)線纜THVD14xx 系列器件可提供小型 VSON 和 VSSOP 封裝,適用于空間受限的 應(yīng)用。這些器件在自然通風(fēng)環(huán)境下的額定溫度范圍為 –40°C 至 125°C。
 
綜上所述,跟傳統(tǒng)的車(chē)輛檢測(cè)傳感器相比,毫米波雷達(dá)方案因體積小、易安裝、適用多種桿型、自動(dòng)人車(chē)識(shí)別、經(jīng)久耐用,逐漸成為智能停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的重要傳感器。而TI的整套毫米波的方案性?xún)r(jià)極高,可極大助力于您開(kāi)拓廣闊的道閘紅海市場(chǎng)!
 
 
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