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- devlog: 新增 V2.6 架构简化章节 + 两阶段基线策略 - release-notes: V2.5→V2.6, 更新 M4 优化表(双路→单路 IIR) - product-manual: V2.5→V2.6 + 版本历史 - technical-spec: §4.2 重写为单路 IIR ALFA_CAP1=79 @10ms, §4.3.2 去除 CAPVD_fast 引用, §4.4.3 两阶段基线表, §15 新增 V2.1 修订记录
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DLD154V4B 产品手册
单路线圈车辆检测器 | 型号: DLD154V4B | 版本: V2.6
适用于停车场、收费站、交通卡口等场景的车辆到达/离开检测
1. 产品概述
DLD154V4B 是一款基于 ARM Cortex-M4 微控制器的单通道环形线圈车辆检测器。通过实时监测埋地线圈的 LC 振荡频率变化，精确检测车辆的存在与离开。产品采用专利级平坦性离开判定算法（CN200910309382），有效解决大车通行时频率多峰导致的误触发问题。
1.1 核心特性
- 高精度频率测量：自适应窗口脉冲计数，归一化基线 ≈ 131072，保留全部采样精度
- 专利离开判定：频率 + 一阶导数 + 二阶导数三条件平坦性判定，防大车误检
- 上电稳定期：128ms 线圈振荡稳定窗口，避免上电误判
- 线圈重连保护：断开期间保持有车状态，重连后快速恢复，误判率极低
- 诊断黄灯：断开/重连次数编码闪烁，现场故障一目了然
- 灵敏度 4 级可调：通过 DIP 开关配置，0.015% ~ 0.33% 频率变化检测
- 双输出模式：存在输出 / 脉冲输出可选
- 宽频率范围：支持 30 ~ 200 kHz 线圈频率
1.2 适用场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 道闸控制 | 车辆到达触发抬杆，离开触发落杆 |
| 车位检测 | 实时监测车位占用状态 |
| 流量统计 | 配合上位机统计车流量 |
| ETC/收费站 | 触发抓拍、计费 |
| 红绿灯触发 | 感应线圈触发信号灯相位切换 |
2. 技术参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 产品型号 | DLD154V4B |
| 微控制器 | AT32F421F8P7 (ARM Cortex-M4) |
| 主频 | 120 MHz |
| Flash | 64 KB |
| SRAM | 16 KB |
| 线圈通道数 | 1 路 |
| 工作电压 | DC 12V / 24V（宽压） |
| 功耗 | < 2W |
| 线圈电感范围 | 50 ~ 1000 μH（推荐 100 ~ 300 μH） |
| 频率测量范围 | 30 ~ 200 kHz |
| 频率测量精度 | 优于 0.01% |
| 灵敏度等级 | 4 级（拨码可调） |
| 响应时间 | < 10 ms（进入检测） |
| 进入防抖 | 500 ms |
| 离开防抖 | 500 ms（SW_4=ON）或 0（SW_4=OFF） |
| 脉冲输出宽度 | 500 ms |
| 继电器输出 | 2 路（主输出 + 辅助输出） |
| 继电器触点容量 | AC 250V / 3A |
| 调试接口 | TTL 电平 Tx |
| 工作温度 | -40°C ~ +85°C |
| 存储温度 | -55°C ~ +125°C |
| 防护等级 | IP65（封装后） |
| 外形尺寸 | 标准 DIN 导轨安装 |
| 重量 | 约 120g |
3. 硬件接口
3.1 端子定义
| 端子 | 标识 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | V+ | 电源正极 | DC 12V / 24V |
| 2 | GND | 电源地 | — |
| 3 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
| 4 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
| 5 | RLY1-NO | 继电器 1 常开 | 主输出（存在 / 脉冲） |
| 6 | RLY1-COM | 继电器 1 公共 | — |
| 7 | RLY1-NC | 继电器 1 常闭 | — |
| 8 | RLY2-NO | 继电器 2 常开 | 辅助输出 |
| 9 | RLY2-COM | 继电器 2 公共 | — |
| 10 | Tx | TTL 调试输出 | 调试信息输出 |
3.2 指示灯
| 指示灯 | 颜色 | 引脚 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 红灯 | 红色 | PB1 | 系统运行指示（PWM 呼吸灯） |
| LEDA | 绿色 | PA9 | 车辆检测指示 / 自检 |
| LEDC | 黄色 | PA10 | 故障诊断指示 |
4. 功能说明
4.1 检测原理
环形线圈埋于路面下，与检测器内部电容构成 LC 谐振回路。当金属物体（车辆）经过线圈上方时，线圈电感发生变化，导致谐振频率上升。检测器通过高精度输入捕获实时监测频率偏移，当偏移量超过灵敏度阈值时，判定为有车。
频率-检测映射：
线圈频率 f₀ (无车基线) → 车辆进入 → f ↑ (频率上升)
↓
f - f₀ > 阈值 → 判定"有车"
↓
车辆离开 → f ↓ → f ≈ f₀
↓
平坦性三条件确认 → 判定"无车"
4.2 灵敏度配置
通过 DIP 开关 SA_1、SA_2 设置 4 级灵敏度：
| SA_2 | SA_1 | 灵敏度 | 频率变化阈值 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| ON (1) | ON (1) | 低 | 0.33% | 大车 / 高底盘车辆 |
| ON (1) | OFF (0) | 中 | 0.16% | 普通轿车 |
| OFF (0) | ON (1) | 高 | 0.055% | 摩托车 / 小轿车 |
| OFF (0) | OFF (0) | 最高 | 0.015% | 高灵敏度场景 |
注：DIP 拨向 ON = 1。灵敏度越高，检测越灵敏，但也越容易受环境干扰。建议从"中"灵敏度开始调试。
4.3 DIP 开关完整配置
| 引脚 | DIP | 功能 | ON | OFF |
|---|---|---|---|---|
| PA0 | SA_1 | 灵敏度 bit0 | — | — |
| PA1 | SA_2 | 灵敏度 bit1 | — | — |
| PA2 | SW_3 | 输出模式 | 脉冲输出 | 存在输出 |
| PA3 | SW_4 | 离开延时 | 500ms | 无 |
| PA4 | SW_5 | 安全复位 | 触发复位 | 正常运行 |
4.4 输出模式
存在输出（SW_3 = OFF）：
- 有车时 RLY1 持续吸合
- 无车时 RLY1 释放
- 配合 OUT_DELAY 离开延时（SW_4 控制）
脉冲输出（SW_3 = ON）：
- 车辆确认进入时 RLY1 吸合 500ms 后释放
- 适用于触发道闸抬杆等需要单次脉冲的场景
离开延时（SW_4 = ON）：
- 车辆离开后等待 500ms 再触发脉冲
- 适用于需要延时落杆的场景
- SW_4 = OFF 时不延时，离开立即输出
4.5 安全复位
当 SW_5 拨向 ON 时，检测器进入安全复位模式：
- 所有继电器输出关闭
- 频率基线清空，重新学习
- 绿灯慢闪等待线圈稳定
- 约 4 分钟后自动恢复正常（或手动拨回 OFF）
⚠ 安全复位仅在维护或更换线圈后使用，正常运行时请保持 SW_5 = OFF。
5. 指示灯行为
5.1 正常状态
| 状态 | 红灯 (PB1) | 绿灯 (LEDA/PA9) | 黄灯 (LEDC/PA10) |
|---|---|---|---|
| 上电自检中 | 呼吸 | 慢闪 (200ms) | 快闪 (200ms) |
| 正常运行，无车 | 呼吸 | 灭 | 灭 |
| 正常运行，有车 | 呼吸 | 亮 | 灭 |
5.2 故障状态
| 故障类型 | 红灯 | 绿灯 | 黄灯 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 线圈断开（当前） | 呼吸 | 灭 | 快闪 (200ms) | 检查线圈连接 |
| 线圈重连，断开 1 次 | 呼吸 | 正常 | 1 短闪 + 1.2s 灭 | 发生过 1 次断开，已恢复 |
| 线圈重连，断开 2 次 | 呼吸 | 正常 | 2 短闪 + 1.2s 灭 | 发生过 2 次断开，已恢复 |
| 线圈重连，断开 3+ 次 | 呼吸 | 正常 | 3 短闪 + 1.2s 灭 | 多次断开，建议检查接头 |
- 快闪：200ms 亮 / 200ms 灭
- N 短闪：N × (80ms 亮 + 200ms 灭)，循环间隔 1.2s
- 呼吸：PWM 渐变，系统运行指示
提示：上电后如果黄灯快闪且绿灯慢闪，说明线圈未连接或已断开；接好线圈后黄灯灭、绿灯正常工作。
6. 安装指南
6.1 线圈安装
- 线圈尺寸：推荐 1m × 2m 矩形，绕 3 ~ 4 匝
- 埋设深度：地表下 3 ~ 5 cm
- 线圈电感：100 ~ 300 μH（推荐值）
- 引线：双绞屏蔽线，长度 < 100m
- 防水处理：线圈和接头做防水密封
6.2 检测器安装
- 固定在 DIN 导轨或机柜内
- 远离强电磁干扰源（变频器、大电机等）
- 线圈引线独立走线，勿与强电线并行走线
- 确保良好接地
6.3 上电调试
- 确认线圈正确连接后上电
- 观察绿灯：慢闪 ~1s 后熄灭（无车状态），表示稳定就绪
- 金属物体（铁板或车辆）靠近线圈 → 绿灯应亮起
- 根据实际灵敏度调整 SA_1/SA_2
- 选择输出模式（SW_3）和延时（SW_4）
7. 故障排查
| 现象 | 可能原因 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 黄灯快闪，绿灯灭 | 线圈断开或未连接 | 检查线圈接头、引线通断 |
| 绿灯常亮不灭 | 灵敏度太高 / 线圈频率漂移 | 降低灵敏度 / 检查线圈 |
| 绿灯从不亮 | 灵敏度太低 / 线圈 Q 值过低 | 提高灵敏度 / 更换线圈 |
| 红灯不亮 | 电源故障 | 检查供电电压 |
| 频繁误触发 | 电磁干扰 / 灵敏度太高 | 降低灵敏度 / 屏蔽干扰源 |
| 大车通过时多次触发 | 旧版固件 / 平坦性未开启 | 升级 V1.4+ 固件 |
| 安全复位后不恢复 | 线圈频率异常 | 检查线圈电感是否在范围内 |
8. 版本历史
| 版本 | 日期 | 说明 |
|---|---|---|
| V1.0 | 2026-06-22 | 初版，基于 M1H / TLD-110 参考实现 |
| V1.1 | 2026-06-23 | 精简重构，代码量 -40% |
| V1.2 | 2026-06-23 | 去掉 <<6/>>6 精度浪费，TIM3 DIV_2 分频 |
| V1.3 | 2026-06-23 | 指示灯行为规范化，上电稳定期，线圈重连保护 |
| V1.4 | 2026-06-23 | 移植 CN200910309382 平坦性离开判定 |
| V1.5 | 2026-06-23 | Origin 基线污染保护，USE_FLATNESS_EXIT 编译开关 |
| V1.6 | 2026-06-24 | 时序修正：OUT_DELAY/PULSE_DELAY→500ms；RS485→TTL Tx |
| V2.0 | 2026-06-26 | M4 核心优化：双路 IIR + 斜率限幅 + 进入确认 |
| V2.2 | 2026-06-26 | 稳定期绕过 IIR/斜率限幅，基线收敛更准确 |
| V2.3~2.5 | 2026-06-29 | 基线冻结超时自动恢复（10s），含稳定性检查 |
| V2.6 | 2026-06-29 | 架构简化: 单路 IIR ALFA_CAP1=79, WINDOW_ORIGIN=500 |
9. 订购信息
| 型号 | 说明 |
|---|---|
| DLD154V4B | 单路环形线圈车辆检测器，AT32F421 |
技术规格书（算法详情、IO 分配、电气参数等）请参阅 技术规格书