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DLD154V4B 产品发布说明

固件版本 V2.5 | 发布日期 2026-06-29
单路线圈车辆检测器 · ARM Cortex-M4 · M4 核心优化 + 自适应基线

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产品定位

DLD154V4B 是一款面向道闸控制、车位检测、ETC 收费站等场景的单通道环形线圈车辆检测器。基于 AT32F421 (Cortex-M4, 120MHz) 平台，继承 M1H、TLD-110 两代产品的检测经验，并引入三项关键创新，形成自主技术路线。

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核心特性

1. 全精度频率测量

传统方案存在 <<6 … >>6 的精度陷阱——开大测量窗口累积 437 个样本，然后右移 6 位丢弃精度，等效仅用 ~7 个样本。

DLD154V4B 取消全部右移操作，自适应窗口直接归一化到 MEASUREMENT_BASE = 131072：

指标	传统方案	DLD154V4B
有效精度 / 窗口	~6 样本	54 样本
测量窗口	~17.5ms	~1ms
频率分辨	< 0.1%	< 0.01%

线圈直连 MCU (PA7/TIM3_CH2)，无 CD4060 分频芯片，120MHz 主频下中断率 < 3% CPU。

2. 专利级离开判定

基于专利 CN200910309382（中山大学），采用频率 + 一阶导数 + 二阶导数三条件同时满足才确认离开：

① |f - f_b| < 频率阈值     — 频率回归基线
② |f'|     < 动态 Δ2       — 一阶斜率近零
③ |f''|    < 动态 Δ3       — 二阶曲率近零

Δ2、Δ3 从车辆第一上升坡面动态计算，跟随每辆车的实际频率特征。大车通行时的多峰、负波峰不再触发误离开。

编译开关 USE_FLATNESS_EXIT 一行切换回传统 cnt_release 防抖，方便现场对比。

3. 智能诊断指示灯

三 LED 提供完整现场诊断信息：

灯	颜色	模式	含义
红	红	PWM 呼吸	系统运行中
绿	绿	慢闪 / 亮 / 灭	自检中 / 有车 / 无车
黄	黄	快闪 / 1~3 短闪 / 灭	当前断开 / 历史断开N次 / 正常

黄灯编码比传统均匀闪烁提供更丰富的故障信息——快闪=当前故障需立即处置，N 短闪=历史故障判断偶发还是劣化。

4. 线圈重连保护

断线时不丢有车状态，重连时首个样本直锁 IIR（跳过预热），三场景均正确：

断开前	断开期间	重连后	检测结果
有车	车仍在	车仍在	VD_FLAG=1，绿灯恢复 ✓
有车	车离开	无车	cnt_release→3 → VD_FLAG=0 ✓
无车	车进入	有车	正常进入检测 ✓

5. M4 核心优化（V2.0+）

利用 Cortex-M4 @120MHz 的算力优势，相比 8051 时代设计做了系统性改进：

改进项	8051 旧设计	M4 优化	效果
tick 周期	50ms	10ms	响应密度 5×
双路 IIR	单路 α=79/256	慢速 τ=135ms (基线) + 快速 τ=28ms (检测)	基线跟踪/检测解耦
斜率限幅	无	单次变化 >5% 截断	过滤 EMI/闪电尖峰
进入确认	单次阈值	连续 3 次 + 快速 IIR	进入响应 ~530ms，误触发大幅降低
基线冻结超时	无（永久冻结）	稳定 10s 后自动更新	环境变化免复位
冻结稳定性检查	—	±2% 窗口验证	防止波动值被判为新常态

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技术规格速览

参数	值
MCU	AT32F421F8P7 (Cortex-M4, 120MHz, 64KB Flash, 16KB SRAM)
线圈通道	1 路，30~200kHz
灵敏度	4 级（DIP），0.015% ~ 0.33%
tick 周期	10ms (M4 优化)
进入防抖	500ms + 3 次连续确认
离开防抖	500ms（SW_4=ON）或 0（SW_4=OFF）
脉冲宽度	500ms
输出模式	存在 / 脉冲（SW_3）
继电器	2 路，AC 250V/3A
调试口	TTL 电平 Tx (9600,8N1)
供电	DC 10~30V 宽压，< 2W
温度	-40°C ~ +85°C
CPU 占用	< 5% @120MHz
基线冻结超时	10s（稳定后自动恢复）

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DIP 开关一览

开关	功能	OFF	ON
SA_1 / SA_2	灵敏度	见下表	—
SW_3	输出模式	存在输出	脉冲输出
SW_4	离开延时	无延时	500ms 延时
SW_5	安全复位	正常	触发复位

SA_2	SA_1	灵敏度	阈值
ON	ON	低	0.33%
ON	OFF	中	0.16%
OFF	ON	高	0.055%
OFF	OFF	最高	0.015%

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版本历程

版本	日期	里程碑
V1.0	06-22	初版，基于 M1H/TLD-110 参考分析
V1.1	06-23	精简重构：1177→706 行（-40%），删除死代码
V1.2	06-23	去掉 <<6/>>6 精度陷阱，MEASUREMENT_BASE=131072，TIM3 DIV_2
V1.3	06-23	指示灯规范化、上电稳定期 128ms、线圈重连状态保持
V1.4	06-23	移植 CN200910309382 平坦性离开判定（整数化适配）
V1.5	06-23	Origin 基线污染保护（4×阈值冻结），USE_FLATNESS_EXIT 开关
V1.6	06-24	时序修正：OUT_DELAY/PULSE_DELAY 统一 500ms；RS485→TTL Tx
V1.7	06-26	vTaskDelay 10→50ms 修正，基线更新 1s→5s
V2.0	06-26	M4 核心优化：双路 IIR + 斜率限幅 + 进入确认，tick 10ms
V2.1	06-26	CAPVD_fast 初始化修复
V2.2	06-26	稳定期绕过 IIR/斜率限幅，直接用 Value 收敛基线
V2.3	06-29	基线冻结超时自动恢复（持续偏离后强制更新 Origin）
V2.4	06-29	冻结超时增加稳定性检查（CAPVD 需连续稳定在 ±2% 窗口内）
V2.5	06-29	冻结超时 30s→10s，加快环境变化响应

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文档导航

文档	面向	内容
产品手册	用户	安装、配置、故障排查
技术规格书	工程	算法、IO、电气、调试接口
开发日志	开发	设计决策、版本演进
参考分析	研究	M1H/TLD-110 完整逆向分析

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知识产权

类型	编号	说明
专利（引用）	CN200910309382	防误检环形线圈车辆检测器（平坦性离开判定）

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DLD154V4B — 从 8051 到 Cortex-M4，从 2003 到 2026，三代积累，一朝发布。