技术特征：
1.一种基于射频无线充电的地磁车辆检测系统，其特征在于，包括：多个终端设备、多个路由设备、协调器、多个能量发射机、网关、路由器、互联网服务器、管理监控终端、云服务器和数据库；
所述多个路由设备分别与多个能量发射机和多个路由设备无线连接；所述多个路由设备的相邻路由设备之间互相无线连接，其还均与协调器无线连接；所述协调器还与网关无线连接；所述网关与路由器通信连接；所述路由器通过互联网服务器分别与管理监控终端、云服务器和数据库连接。
2.根据权利要求1所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测系统，其特征在于，所述终端设备包括：电池模块、射频能量接收模块、能量收集模块、传感器模块、处理器模块和无线通信模块；
所述电池模块的供电端分别与处理器模块和无线通信模块电连接；所述射频能量接收模块的输出端通过能量收集模块与传感器模块连接；所述处理器模块分别与传感器模块和无线通信模块连接。
3.根据权利要求2所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测系统，其特征在于，所述电池模块：充电管理单元、锂电池、电流过流保护单元和dc-dc单元；
所述充电管理单元的输入端与锂电池连接，其输出端与电流过流保护单元的输入端连接；所述电流过流保护单元的输出端与dc-dc单元的输入端连接；所述dc-dc单元的输出端作为电池模块的供电端；
所述充电管理单元的锂电池管理芯片型号为sw6008；
所述传感器模块包括：地磁传感器和ac/dc单元；
所述地磁传感器的输出端与ac/dc单元的输入端连接；所述ac/dc单元的输出端与处理器模块连接。
4.根据权利要求2所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测系统，其特征在于，所述射频能量接收模块包括：接收天线、射频匹配单元和射频信号整流单元；
所述接收天线与射频匹配单元的输入端连接；所述射频匹配单元的输出端与射频信号整流单元的输入端连接；所述射频信号整流单元的输出端作为射频能量接收模块的输出端；
所述射频信号整流单元包括：变压器t1、电容c1、整流二极管d1、整流二极管d2和电容c2；
所述变压器t1的原边作为射频信号整流单元的输入端；所述变压器t1的副边的一端与电容c1的一端连接；所述电容c1的另一端分别与整流二极管d1的正极和整流二极管d2的负极连接；所述电容c2的一端与整流二极管d2的正极连接，并作为射频信号整流单元输出端的一端；所述电容c2的另一端分别与整流二极管d1的负极和变压器t1的副边的另一端连接，并作为射频信号整流单元输出端的另一端。
5.根据权利要求1所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测系统，其特征在于，所述终端设备固定于车道的方式为：在一条包括左车道和右车道的道路上，在左车道的入口设置一对平行的终端设备，该对终端设备中的其中一个位于左车道和右车道的中线上，其另一个设置于左车道的边缘；
在右车道的入口设置一对平行的终端设备，该对终端设备中的其中一个位于左车道和右车道的中线上，其另一个设置于右车道的边缘；
再在右车道的一对平行的终端设备和左车道的一对平行的终端设备之间均匀设置多个四边形终端设备组；
所述四边形终端设备组包括：位于右车道的边缘的2个终端设备、位于左车道的边缘的2个终端设备、以及位于右车道的边缘的2个终端设备和左车道的边缘的2个终端设备构成的四边形的中心点处的终端设备。
6.一种基于射频无线充电的地磁车辆检测方法，其特征在于，包括以下分步骤：
s1、构建并求解误差模型，消除地磁传感器的软磁效应和硬磁效应误差，得到地磁传感器数据的校准值；
s2、根据地磁传感器数据的校准值，对地磁传感器进行基线校准，得到校准后的地磁传感器；
s3、将校准后的地磁传感器输出的数据进行滤波处理，得到滤波数据；
s4、记录车辆经过时间段内的滤波数据，取相邻地磁传感器的各自滤波数据的最大值，再取相邻地磁传感器的各自滤波数据的最大值之间的差值，并基于该差值计算车速。
7.根据权利要求6所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测方法，其特征在于，所述步骤s1中误差模型为：
其中，
8.根据权利要求6所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下分步骤：
s21、构建包括初始化状态s0、有车状态s1、无车计数状态s2和基线更新状态s3的基线漂移更新状态机；
s22、初始化基线漂移更新状态机，得到初始化状态s0，在初始化状态s0下，无车辆经过，进入无车计数状态s2；
s23、在无车计数状态s2下，计算出当前环境中的磁场强度信号的平均值；
s24、判断地磁传感器输出的数据是否超过平均值，若是，则记录超过平均值的数据量，若否，则跳转至步骤s23；
s25、判断数据量是否超过设定阈值，若是，则地磁传感器的基线发生了漂移，并跳转至步骤s26，若否，则地磁传感器的基线无需校准，结束分步骤；
s26、判断当前是否有车经过，若是，进入有车状态s1，停止对地磁传感器数据的校准值的更新，等待车辆离开，并跳转至步骤s27，若否，并跳转至步骤s27；
s27、进入基线更新状态s3，对地磁传感器数据的校准值进行更新，得到更新后的地磁传感器数据的校准值；
s28、根据更新后的地磁传感器数据的校准值，对地磁传感器进行基线校准，得到校准后的地磁传感器。
9.根据权利要求6所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测方法，其特征在于，所述步骤s3中进行滤波处理的公式为：
其中，m(i)为采集校准后的地磁传感器输出的第i个数据，a(i)为采集校准后的地磁传感器输出的第i个数据的平均值，n为均值滤波窗口的长度，o(i)为第i个微分滤波数据，ω为处理窗的长度，k为采集的数据的数量，len为微分滤波窗口长度。
10.根据权利要求6所述的基于射频无线充电的地磁车辆检测方法，其特征在于，所述步骤s4中计算车速的公式为：
其中，v为车速，f为采样频率，l为两个地磁传感器之间的距离，x为两个地磁传感器各自滤波数据的最大值之间的差值，×为乘法运算。
技术总结
本发明公开了一种基于射频无线充电的地磁车辆检测系统及方法，其系统采用射频能量接收模块和能量收集模块为地磁传感器持续提供电量，保证终端设备长时间无需更换电池，并通过终端设备、路由设备、协调器和能量发射机进行自由组网，可灵活增加终端设备的数量；其方法通过消除地磁传感器的软磁效应和硬磁效应误差，将地磁传感器数据进行校准后，再根据地磁传感器数据的校准值，对地磁传感器进行基线校准，保证地磁传感器本身输出数据的精确，再次对地磁传感器输出的数据进行滤波处理，降低噪声的影响，并且保留了数据的峰值，达到噪声的影响减弱，却不影响有效数据的目的；本发明解决了现有检测车辆速度技术存在检测精度不足的问题。
技术研发人员：武畅;阿天仁;魏学麟;张莹;吴鹏;俞浩然;黄肖曼;陈阳
受保护的技术使用者：电子科技大学;成都畅联众智科技有限公司
技术研发日：2021.05.11
技术公布日：2021.08.13
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