wangfq/DLD154V4B
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DLD154V4B/docs/product-manual.md
T
wangfq b4aa7402a5 feat(V4B): V4.36.39 — COIL_UNDER_MIN_AS_OPEN 默认 0→1 (用户拍板) 
L<20µH(f>171k) 短路级出厂即等同线圈断开完全态:
判车暂停 + 继电器保持释放 + 绿灯不亮 + 黄灯快闪(断开同款)
恢复: coil_monitor_recover 无条件监测 f 回窗≤171k 连续5s 实时置档
=0 可编译期关(仅快闪提示仍判车)
spec V2.57 / manual V2.16 / devlog V2.75
语法0 error, 4测试全绿
2026-09-09 10:45:09 +08:00

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# DLD154V4B 产品手册
> 单路线圈车辆检测器 | 型号: DLD154V4B | 版本: V2.12
> 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) | 接线圈确认后黄灯灭；判稳完成绿灯停闪（黄灯时长 ≤ 绿灯） |
| 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 18~125kHz（43nF）：f<18k → L 偏大(>1.15mH)；125k<f≤156k → L 偏小(24~38µH，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。
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## 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 20~24µH（156~171kHz 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 V4.30~36：一长一短 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 |
| 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 |
---
## 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](technical-spec.md)
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