wangfq/DLD154V4B
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DLD154V4B/docs/product-manual.md
T
wangfq 0f8a0d6fbd fix(V4B): V4.36.42 — 低Q 临界悬停自激根治 (进/出参考统一 + 释放带夹紧 + 最小保持) 
用户反馈: 金属板缓慢接近时判据乱跳; 35µH(128kHz)/46µH(112kHz) 线圈同样现象(46µH 在设计窗内且无告警)。

根因(三段链条, 现场日志与代码逐值吻合):
 ① 无车态 dlt_ORG=进表 49 ⇒ vac_ref() 门控 1×49; Origin−EMA=32~34 ≯49 ⇒ 参考=Origin ⇒ 进入线=Origin−49
 ② 进车瞬间 dlt_ORG 切成释表 23 ⇒ 同一 gap > 1×23 ⇒ vac_ref() 改用 EMA(低 32~34 counts)
 ③ 释放线 = EMA−1.8×23 ⇒ 比进入线还浅 ⇒ 深度 50~58 的静止凹脉冲"进门即满足释放"
   ⇒ 进入确认 5 + 释放确认 5 = 10 样本 = 100ms 周期自激(日志实测 ~30 组/3s)

实现:
 - G1 新增 vac_gate_dlt()(状态无关进表 dlt)供 vac_ref() 门控 (TaskLoop.c:297/307) ⇒ 进/出同一参考
 - G2 低Q 释放带夹紧 _band ≤ vac_gate_dlt()-1 (TaskLoop.c:339) ⇒ 只作未来兜底; 180(=41@SENS3, V4.36.28 现场值)一字未动
 - G3 REL_MIN_HOLD_TICKS=30 有车后 300ms 禁释放 (TaskLoop.h:69 + TaskLoop.c 调用点) ⇒ 只挡释放不延迟检出

单测: 新增场景 7 现场参数逐位复现 —— 22µH 悬停 300/300 → 1/0; 35µH 300/300 → 1/0; 撤板 1/1; V4.36.28 回摆仍释放; 非低Q 同深度不自激; 全套 8/8 全绿
文档: devlog V2.79(+条目) / spec 文档头 V2.61 / manual 表 V2.18 / cmcng.h 4.36.41→4.36.42 REV 42
待现场: 上板复测 + 锁死侧三线圈实验 (devlog 条目内 [ ] 占位)
2026-09-11 16:59:26 +08:00

16 KiB
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DLD154V4B 产品手册

单路线圈车辆检测器 | 型号: DLD154V4B | 版本: V2.18
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。离开判定采用滞回阈值 + 连续确认防抖，可选平坦性离开判定算法（CN200910309382，默认关闭）。

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
  • 离开判定：滞回阈值 + 连续 3 次确认防抖，可选平坦性算法（CN200910309382，默认关闭）
  • 上电稳定期：绿灯闪烁表示基准学习中；Origin 窗口均值漂移 ≤0.1%×连续 2 窗（约 2~5s，5s 硬兜底）后才进入检测，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，0.032% ~ 0.46% 频率变化检测
  • 双输出模式：存在输出 / 脉冲输出可选
  • 看门狗自恢复：硬件 IWDT（超时≈1.64s），系统异常自动复位，现场免维护
  • 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
                                   ↓
                    滞回 + 连续 3 次防抖确认 → 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 0.46% 大车 / 高底盘车辆
ON (1) OFF (0) 中 0.09% 普通轿车
OFF (0) ON (1) 高 0.049% 摩托车 / 小轿车
OFF (0) OFF (0) 最高 0.032% 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。

离开释放：各档位离开阈值与进入联动（0.092%/0.049%/0.032%/0.021% 频率变化，对齐 PD132T 出厂默认 SENUP=OFF 释放手感），车辆离开线圈后快速释放。

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

SW_5 = ON 时：车辆（金属）持续压线超过 4 分钟（LC_HOLD_TIME=4×1200×50ms） 触发安全复位（维护/更换线圈场景；正常短时停车不受影响）：

  • 基线重学：LC_Reset 置位、g_loop_stable=0，Origin 重新学习当前环境值
  • 继电器不释放：复位期间 RLY 刷新被挂起（保持当前输出状态）， 待车辆离开/下一辆车进入（Car_In 清除 LC_Reset）后恢复正常刷新
  • 指示灯：绿灯=V4.36.4 起镜像默认继电器（RLY2）状态 → 复位期间继电器 保持吸合则绿灯保持亮（不会像旧版绿灯灭提示复位）
  • 复位后若 Origin 学成"压板值"：金属板离开会触发故障补偿流程 （黄灯预判→环境学习把基线拉回空场，总 ~15s）

⚠ SW_5=ON 的 4 分钟自动复位仅限维护/更换线圈场景； 车辆长时间停留请保持 SW_5 = OFF（不触发自动复位）。 V4.36.4 绿灯改镜像继电器后，安全复位的"进行中"指示观感与旧版不同 （绿灯不灭）——机制不变，以继电器动作/过车恢复为准。

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，已接线圈 呼吸 慢闪 (200ms)，基准值稳定后停止 (约2~5s) 灭（自检归绿灯）
上电自检中，未接线圈 呼吸 慢闪 (200ms) 快闪 (200ms)
正常运行，无车（继电器释放） 呼吸 灭 灭
正常运行，有车（默认继电器 RLY2 吸合） 呼吸 亮（=RLY2 默认继电器状态） 灭
线圈断开，断开前有车（继电器保持 1s） 呼吸 亮（默认继电器未释放） 快闪
线圈断开，继电器已释放/无车断开 呼吸 灭 快闪

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。断开前有车：继电器保持 RELAY_HOLD_MS=1000ms 后仍断才释放（防瞬时断开误释放，宏可调）。重连后无车判稳门控：值稳定(600ms 无漂移)且回带内才放行检测，判稳期黄灯保持快闪，Origin 自动对齐新空场
电感量短路级（L<20µH，f>171kHz，V4.36.37/39） 呼吸 灭 快闪 (200ms，与断开同款) 匝间短路/线圈损坏级。宏 COIL_UNDER_MIN_AS_OPEN 默认=1：等同断开完全态（继电器保持释放+绿灯不亮+判定停，恢复=f 回窗≤171k 连续 5s）；=0 可关（仅快闪，判定照常）。检查线圈是否短路、核对匝数（43nF 档真短路阈 20µH）
电感量可用级（L 20~24µH，156<f≤171k，V4.36.37/38） 呼吸 灭（无车） 一长两短（900ms亮/300ms灭/100ms亮/300ms灭/100ms亮/700ms灭 循环） 低于下限但可用：判定/继电器照常，仅提示电感偏低。与一长一短(出窗)/快闪(断开/短路)区分
线圈电感量出合理窗（V4.26/V4.36.25） 呼吸 灭（无车） 一长一短 (900ms亮/300ms灭/100ms亮/700ms灭 循环) 空场频率出合理窗 18125kHz（43nF）：f<18k → L 偏大(>1.15mH)；125k<f≤156k → L 偏小(2438µH，出窗但高于下限)；检查线圈匝数/尺寸。f>156k 为下限以下（分级），见上行两行
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

5.3 环境校准（V4.24 新增）

状态 红灯 绿灯 黄灯 说明
环境校准学习中 呼吸 灭（无车） 常亮 检测到永久环境变化（如旁置金属板被移走使基准被学低）：高位持续 2 s 黄灯预判锁存常亮，累计 7 s（V4.31 起，V4.26 曾 10s、更早 60s）后自动学习新基线并替换，恢复灵敏度

  • 线圈旁金属等目标在上电时在场会把空车基准学低；目标移走后检测高度会明显变低（V4.22 及以前需断电重上电或等基线慢跟恢复）。V4.24 起自动恢复；V4.31 起节奏：约 2s 预判 → 累计 7s 触发学习 → 13s 替换 → 空闲 2s 恢复确认后灭（总 ~15s）。触发幅度（2026-09-04 量化）：dev 超过 +4×进入带回（SENS=3 ≈ CAPVD 高于基线 0.15%，约等效电感量上升 0.31%；SENS=0 ≈ 2.06%/4.11%，分档表见技术规格）且持续不回落

  • 黄灯常亮（锁存）= 环境异常预判/学习中：一旦点亮，目标移走/回摆不会立即灭灯——需环境恢复正常（空闲）且稳定 ~2 s 才解除。请勿在黄灯常亮期间移动线圈附近的金属目标（铁块静止 7 s+ 也会被学入）

  • 黄灯优先级（V4.26）：断开快闪 > 故障补偿（环境预判/学习）常亮 > 线圈电感量不合理一长一短 > N 短闪（断开史）> 灭

  • 快闪：200ms 亮 / 200ms 灭

  • N 短闪：N × (80ms 亮 + 200ms 灭)，循环间隔 1.2s

  • 一长一短（V4.32 起）：300ms 亮 + 100ms 灭 + 100ms 亮 + 700ms 灭，循环（线圈电感量不合理）

  • 呼吸：PWM 渐变，系统运行指示（周期≈2.6s，V4.23 起对齐 vd960Loop 观感）

  • 绿灯慢闪（上电自检）：200ms 亮/灭，持续至基准值稳定（连续窗口 Origin 漂移 ≤0.1%）才停止 (V4.23)

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

  1. 线圈尺寸：推荐 1m × 2m 矩形，绕 3 ~ 4 匝
  2. 埋设深度：地表下 3 ~ 5 cm
  3. 线圈电感：100 ~ 300 μH（推荐值）
  4. 引线：双绞屏蔽线，长度 < 100m
  5. 防水处理：线圈和接头做防水密封

6.2 检测器安装

  1. 固定在 DIN 导轨或机柜内
  2. 远离强电磁干扰源（变频器、大电机等）
  3. 线圈引线独立走线，勿与强电线并行走线
  4. 确保良好接地

6.3 上电调试

  1. 确认线圈正确连接后上电
  2. 观察绿灯：慢闪 ~1s 后熄灭（无车状态），表示稳定就绪
  3. 金属物体（铁板或车辆）靠近线圈 → 绿灯应亮起
  4. 根据实际灵敏度调整 SA_1/SA_2
  5. 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（200ms），绿灯灭 线圈断开/未连接，或电感量 <20µH（f>171kHz 短路级，宏=1 时绿灯灭） 检查线圈接头、引线通断；小线圈核对匝数（43nF 档真短路阈 20µH）
黄灯一长两短 电感量 2024µH（156171kHz 可用级）——线圈偏低但可用 可继续使用；如需消除提示核对匝数（43nF 档可用下限 20µH）
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 灵敏度太高 / 环境干扰 降低灵敏度 / 排除干扰源；必要时固件开启平坦性判定（USE_FLATNESS_EXIT=1）
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
V2.7 2026-06-30 验收标准 + 发展路线图文档
V2.8 2026-08-27 灵敏度最高档 SENS=3 阈值 10→20、离开 9→14（防误触发）
V2.9 2026-08-28 平坦性离开判定默认关闭（现场实测不理想），切回简单防抖
V2.10 2026-08-28 新增 IWDT 硬件看门狗（超时≈1.64s，双保险喂狗）
V2.11 2026-08-28 灵敏度 0/1 档对齐 PD132T（216/108→300/60），客户现场替换平滑交付
V2.12 2026-09-02 指示灯/自检描述更新（固件 V4.23：红灯呼吸≈2.6s、绿灯自检闪烁至基准稳定）
V2.13 2026-09-04 黄灯行为全面同步 V4.3036：一长一短 300/100/100/700ms、频率窗 20115kHz(f>115k 告警)、环境校准 2s/7s/2s(总~15s)、铁块 7s+ 学入
V2.14 2026-09-08 电感分级降级（固件 V4.36.37 方案A）：f>156k 拆分——156~171k 可用级(恒判车)、f>171k 短路级快闪200ms(宏=1 等同断开)；真短路阈 20µH
V2.15 2026-09-08 可用级黄灯改一长两短（固件 V4.36.38）：900/300/100/300/100/700ms 循环，与一长一短(出窗)/快闪(断开)区分
V2.16 2026-09-08 短路级宏默认=1（固件 V4.36.39，用户拍板）：L<20µH 出厂即等同断开；=0 可关恢复仅指示
V2.18 2026-09-11 边界悬停不再反复跳变（固件 V4.36.42）：金属板缓慢接近、或车辆停在环线边缘时，此前会出现"有车/无车"以约 100ms 周期连续反复（流量计数会重复计数）；本版进入/离开判定改用同一参考，并增加进入后 300ms 最小保持（离开判别最多晚 300ms）
V2.17 2026-09-11 环境重校准后灵敏度恢复（固件 V4.36.41）：黄灯常亮故障补偿结束后，进入判定参考与基准同步；此前会残留"旧真空参考" ⇒ 金属板进入触发高度偏低、需断电重启才恢复

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

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