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断开前 VD_FLAG=1(有车) → RLY 保持不释放: 500ms 内重连+有车→无缝续持, 重连+无车→vd1_task 判离释放, 超时仍断→强制释放(hold_done 防抖); 无车断开立即释放不变. ISR 5ms 计时, 宏可调(RELAY_HOLD_MS) 审查修复: done 后不加 !hold_done 会 100Hz 继电器抖动 语法0 error, 4测试全绿; spec V2.19 / manual 断开行 / devlog V2.37
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13 KiB
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# DLD154V4B 产品手册
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> 单路线圈车辆检测器 | 型号: DLD154V4B | 版本: V2.12
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> 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
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## 1. 产品概述
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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）。
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### 1.1 核心特性
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- **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
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- **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）
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- **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
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- **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
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- **诊断黄灯**：断开/重连次数编码闪烁，现场故障一目了然
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- **灵敏度 4 级可调**：通过 DIP 开关配置，0.032% ~ 0.46% 频率变化检测
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- **双输出模式**：存在输出 / 脉冲输出可选
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- **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
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- **宽频率范围**：支持 30 ~ 200 kHz 线圈频率
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### 1.2 适用场景
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| 场景 | 说明 |
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| 道闸控制 | 车辆到达触发抬杆，离开触发落杆 |
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| 车位检测 | 实时监测车位占用状态 |
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| 流量统计 | 配合上位机统计车流量 |
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| ETC/收费站 | 触发抓拍、计费 |
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| 红绿灯触发 | 感应线圈触发信号灯相位切换 |
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## 2. 技术参数
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| 项目 | 参数 |
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| 产品型号 | DLD154V4B |
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| 微控制器 | AT32F421F8P7 (ARM Cortex-M4) |
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| 主频 | 120 MHz |
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| Flash | 64 KB |
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| SRAM | 16 KB |
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| 线圈通道数 | 1 路 |
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| 工作电压 | DC 12V / 24V（宽压） |
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| 功耗 | < 2W |
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| 线圈电感范围 | 50 ~ 1000 μH（推荐 100 ~ 300 μH） |
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| 频率测量范围 | 30 ~ 200 kHz |
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| 频率测量精度 | 优于 0.01% |
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| 灵敏度等级 | 4 级（拨码可调） |
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| 响应时间 | < 10 ms（进入检测） |
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| 进入防抖 | 500 ms |
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| 离开防抖 | 500 ms（SW_4=ON）或 0（SW_4=OFF） |
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| 脉冲输出宽度 | 500 ms |
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| 继电器输出 | 2 路（主输出 + 辅助输出） |
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| 继电器触点容量 | AC 250V / 3A |
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| 调试接口 | TTL 电平 Tx |
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| 工作温度 | -40°C ~ +85°C |
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| 存储温度 | -55°C ~ +125°C |
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| 防护等级 | IP65（封装后） |
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| 外形尺寸 | 标准 DIN 导轨安装 |
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| 重量 | 约 120g |
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## 3. 硬件接口
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### 3.1 端子定义
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| 端子 | 标识 | 功能 | 说明 |
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| 1 | V+ | 电源正极 | DC 12V / 24V |
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| 2 | GND | 电源地 | — |
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| 3 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
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| 4 | LOOP | 线圈端子 | 接环形线圈两端 |
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| 5 | RLY1-NO | 继电器 1 常开 | 主输出（存在 / 脉冲） |
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| 6 | RLY1-COM | 继电器 1 公共 | — |
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| 7 | RLY1-NC | 继电器 1 常闭 | — |
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| 8 | RLY2-NO | 继电器 2 常开 | 辅助输出 |
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| 9 | RLY2-COM | 继电器 2 公共 | — |
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| 10 | Tx | TTL 调试输出 | 调试信息输出 |
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### 3.2 指示灯
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| 指示灯 | 颜色 | 引脚 | 功能 |
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| 红灯 | 红色 | PB1 | 系统运行指示（PWM 呼吸灯） |
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| LEDA | 绿色 | PA9 | 车辆检测指示 / 自检 |
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| LEDC | 黄色 | PA10 | 故障诊断指示 |
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## 4. 功能说明
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### 4.1 检测原理
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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。
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**频率-检测映射：**
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```
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线圈频率 f₀ (无车基线) → 车辆进入 → f ↑ (频率上升)
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↓
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f - f₀ > 阈值 → 判定"有车"
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↓
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车辆离开 → f ↓ → f ≈ f₀
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↓
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滞回 + 连续 3 次防抖确认 → 判定"无车"
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```
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### 4.2 灵敏度配置
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通过 DIP 开关 SA_1、SA_2 设置 4 级灵敏度：
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| SA_2 | SA_1 | 灵敏度 | 频率变化阈值 | 适用场景 |
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|------|------|--------|-------------|----------|
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| ON (1) | ON (1) | **低** | 0.46% | 大车 / 高底盘车辆 |
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| ON (1) | OFF (0) | **中** | 0.09% | 普通轿车 |
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| OFF (0) | ON (1) | **高** | 0.049% | 摩托车 / 小轿车 |
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| OFF (0) | OFF (0) | **最高** | 0.032% | 高灵敏度场景 |
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> **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。
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> **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。
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### 4.3 DIP 开关完整配置
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| 引脚 | DIP | 功能 | ON | OFF |
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| PA0 | SA_1 | 灵敏度 bit0 | — | — |
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| PA1 | SA_2 | 灵敏度 bit1 | — | — |
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| PA2 | SW_3 | 输出模式 | 脉冲输出 | 存在输出 |
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| PA3 | SW_4 | 离开延时 | 500ms | 无 |
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| PA4 | SW_5 | 安全复位 | 触发复位 | 正常运行 |
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### 4.4 输出模式
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**存在输出（SW_3 = OFF）：**
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- 有车时 RLY1 持续吸合
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- 无车时 RLY1 释放
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- 配合 OUT_DELAY 离开延时（SW_4 控制）
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**脉冲输出（SW_3 = ON）：**
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- 车辆确认进入时 RLY1 吸合 500ms 后释放
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- 适用于触发道闸抬杆等需要单次脉冲的场景
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**离开延时（SW_4 = ON）：**
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- 车辆离开后等待 500ms 再触发脉冲
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- 适用于需要延时落杆的场景
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- SW_4 = OFF 时不延时，离开立即输出
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### 4.5 安全复位
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当 SW_5 拨向 ON 时，检测器进入安全复位模式：
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- 所有继电器输出关闭
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- 频率基线清空，重新学习
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- 绿灯慢闪等待线圈稳定
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- 约 4 分钟后自动恢复正常（或手动拨回 OFF）
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> **⚠ 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。**
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## 5. 指示灯行为
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### 5.1 正常状态
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| 状态 | 红灯 (PB1) | 绿灯 (LEDA/PA9) | 黄灯 (LEDC/PA10) |
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| 上电自检中 | 呼吸 | **慢闪** (200ms)，基准值稳定后停止 (约2~5s) | 快闪 (200ms) |
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| 正常运行，无车 | 呼吸 | 灭 | 灭 |
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| 正常运行，有车 | 呼吸 | **亮** | 灭 |
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### 5.2 故障状态
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| 故障类型 | 红灯 | 绿灯 | 黄灯 | 说明 |
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| 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=500ms 后仍断才释放**（防瞬时断开误释放，宏可调） |
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| 线圈电感量不合理（V4.26/V4.33） | 呼吸 | 灭（无车） | **一长一短** (300ms亮/100ms灭/100ms亮/700ms灭 循环) | 空场频率出 20~115kHz（默认低频档）：L偏大(f<20k)/L偏小(f>115k)，检查线圈匝数/尺寸 |
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| 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 |
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| 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 |
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| 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 |
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### 5.3 环境校准（V4.24 新增）
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| 状态 | 红灯 | 绿灯 | 黄灯 | 说明 |
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| 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 |
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- 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）**
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- **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）
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- 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
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- **快闪**：200ms 亮 / 200ms 灭
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- **N 短闪**：N × (80ms 亮 + 200ms 灭)，循环间隔 1.2s
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- **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）
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- **呼吸**：PWM 渐变，系统运行指示（周期≈2.6s，V4.23 起对齐 vd960Loop 观感）
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- **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)
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> **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。
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## 6. 安装指南
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### 6.1 线圈安装
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1. **线圈尺寸**：推荐 1m × 2m 矩形，绕 3 ~ 4 匝
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2. **埋设深度**：地表下 3 ~ 5 cm
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3. **线圈电感**：100 ~ 300 μH（推荐值）
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4. **引线**：双绞屏蔽线，长度 < 100m
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5. **防水处理**：线圈和接头做防水密封
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### 6.2 检测器安装
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1. 固定在 DIN 导轨或机柜内
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2. 远离强电磁干扰源（变频器、大电机等）
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3. 线圈引线独立走线，勿与强电线并行走线
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4. 确保良好接地
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### 6.3 上电调试
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1. 确认线圈正确连接后上电
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2. 观察绿灯：慢闪 ~1s 后熄灭（无车状态），表示稳定就绪
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3. 金属物体（铁板或车辆）靠近线圈 → 绿灯应亮起
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4. 根据实际灵敏度调整 SA_1/SA_2
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5. 选择输出模式（SW_3）和延时（SW_4）
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## 7. 故障排查
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| 现象 | 可能原因 | 处理方法 |
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| 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 |
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| 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 |
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| 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 |
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| 红灯不亮 | 电源故障 | 检查供电电压 |
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| 频繁误触发 | 电磁干扰 / 灵敏度太高 | 降低灵敏度 / 屏蔽干扰源 |
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| 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） |
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| 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 |
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## 8. 版本历史
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| 版本 | 日期 | 说明 |
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| V1.0 | 2026-06-22 | 初版，基于 M1H / TLD-110 参考实现 |
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| V1.1 | 2026-06-23 | 精简重构，代码量 -40% |
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| V1.2 | 2026-06-23 | 去掉 <<6/>>6 精度浪费，TIM3 DIV_2 分频 |
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| V1.3 | 2026-06-23 | 指示灯行为规范化，上电稳定期，线圈重连保护 |
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| V1.4 | 2026-06-23 | 移植 CN200910309382 平坦性离开判定 |
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| V1.5 | 2026-06-23 | Origin 基线污染保护，USE_FLATNESS_EXIT 编译开关 |
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| V1.6 | 2026-06-24 | 时序修正：OUT_DELAY/PULSE_DELAY→500ms；RS485→TTL Tx |
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| V2.0 | 2026-06-26 | M4 核心优化：双路 IIR + 斜率限幅 + 进入确认 |
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| V2.2 | 2026-06-26 | 稳定期绕过 IIR/斜率限幅，基线收敛更准确 |
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| V2.3~2.5 | 2026-06-29 | 基线冻结超时自动恢复（10s），含稳定性检查 |
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| V2.6 | 2026-06-29 | 架构简化: 单路 IIR ALFA_CAP1=79, WINDOW_ORIGIN=500 |
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| V2.7 | 2026-06-30 | 验收标准 + 发展路线图文档 |
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| 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） |
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| 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 |
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| V2.10 | 2026-08-28 | 新增 IWDT 硬件看门狗（超时≈1.64s，双保险喂狗） |
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| 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 |
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| 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） |
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| V2.13 | 2026-09-03 | 黄灯行为全面同步 V4.30~36：一长一短 300/100/100/700ms、频率窗 20~115kHz(f>115k 告警)、环境校准 2s/7s/2s(总~15s)、铁块 7s+ 学入 |
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## 9. 订购信息
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| 型号 | 说明 |
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| DLD154V4B | 单路环形线圈车辆检测器，AT32F421 |
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> **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](technical-spec.md)
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