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基于IAP15F2K61S2的智能交通系统

高工
2014-03-21 11:36:14    评分

作者:重庆邮电大学 王富奎 徐超 郭雪原

指导老师:吕霞付 仇国庆

 

作品简介:

  本作品是一套基于IAP15F2K16S2为主控芯片的智能交通模拟系统,其中分为两个子系统,第一部分是一个关于货车的不停车收费系统,将收费系统安装到货车上,并且通过上位机终端模拟收费终端来进行实时跟踪与统计,因为目前国内很多收费站都已实行客车和小轿车的不停车收费,但是货车还处于必须停车收费的阶段,所以我们从这一起点出发,设计这一系统;第二部分是高速路交叉路口的车流量统计系统,并且将相应的统计的结果显示到交叉路口,供司机参考,选择哪条路走不容易造成交通拥堵,有益于解决交通堵塞问题。

  我们使用黑线来模拟高速道路,用智能循迹小车代替货车来展示整个过程。小车的主要架构是由一块IAP15F2K16S2核心板为主控板,外加循迹模块,电机驱动模块,光电测速模块,NRF24L01无线通信模块,与12864显示屏组成。在高速路收费站处,我们使用电阻应变片式压力传感器作为称重工具,用51系列的单片机最小系统进行数据采集,并且用HX711AD模块进行模数转换,得到真实的压力值,同时,带有NRF24L01无线传输模块。(相关图片见本文末尾压力传感器相关图片集)

  当货车经过收费站的时候会自动进行称重检测,并且通过无线传输模块将测得的压力值返回给货车。同时,货车上的计速和计程系统开始工作,12864上显示出本车的重力值,当前速度和行驶路程,在货车收到数据的同时,车上的无线传输模块将这些数据全部传送给收费站计费终端,并且实时传送自己当前的速度和路程。当货车行驶过全部路程,下站时开始显示全程收费数据。包括计费方式,为每吨每公里两元,车重与路程,最后算出总的费用。数据与上位机的数据保持一致。

  车流量统计系统主要由四个红外对射模块组成,当有车驶入此条道路时,红外模块触发,数码管显示值加一,当车驶出此条路段时,红外模块触发,数码管减一。

 

 

平台选型说明:

  我们选择的是IAP15F2K61S2开发板作为主控平台,增强型的8051

  单片机,速度是普通51单片机的8到12倍,2K打字节SRAM,八路十位

  AD,两组异步串口通信端,6个定时器/计数器,3个十六位可重装载计

  数器,可编程时钟输出功能,硬件看门狗,61KFLASH,内置RC时钟电路

  与复位电路。有足够多的资源与IO供我们使用。本系统使用到单片机的

  可选择时钟频率,五个定时器,一路AD与一路串口通信,并且用到开发

  板12864接口,非常方便。这是一款非常实用以及高效的单片机。

 

设计说明:

  本作品是一套基于IAP15F2K16S2为主控芯片的智能交通模拟系统,其中分为两个子系统,第一部分是一个关于货车的不停车收费系统,将收费系统安装到货车上,并且通过上位机终端模拟收费终端来进行实时跟踪与统计,因为目前国内很多收费站都已实行客车和小轿车的不停车收费,但是货车还处于必须停车收费的阶段,所以我们从这一起点出发,设计这一系统;第二部分是高速路交叉路口的车流量统计系统,并且将相应的统计的结果显示到交叉路口,供司机参考,选择哪条路走不容易造成交通拥堵,有益于解决交通堵塞问题。

  我们使用黑线来模拟高速道路,用智能循迹小车代替货车来展示整个过程。小车的主要架构是由一块IAP15F2K16S2核心板为主控板,外加循迹模块,电机驱动模块,光电测速模块,NRF24L01无线通信模块,与12864显示屏组成。在高速路收费站处,我们使用电阻应变片式压力传感器作为称重工具,用51系列的单片机最小系统进行数据采集,并且用HX711AD模块进行模数转换,得到真实的压力值,同时,带有NRF24L01无线传输模块。(相关图片见本文末尾压力传感器相关图片集)

  当货车经过收费站的时候会自动进行称重检测,并且通过无线传输模块将测得的压力值返回给货车。同时,货车上的计速和计程系统开始工作,12864上显示出本车的重力值,当前速度和行驶路程,在货车收到数据的同时,车上的无线传输模块将这些数据全部传送给收费站计费终端,并且实时传送自己当前的速度和路程。当货车行驶过全部路程,下站时开始显示全程收费数据。包括计费方式,为每吨每公里两元,车重与路程,最后算出总的费用。数据与上位机的数据保持一致。

  车流量统计系统主要由四个红外对射模块组成,当有车驶入此条道路时,红外模块触发,数码管显示值加一,当车驶出此条路段时,红外模块触发,数码管减一。

  一下介绍系统硬件软件流程图以及系统主要电路结构:

 

 

 

  货车循迹模块中,探头发射红外线,如果遇到黑线,红外线被吸收,不返回,货车产生相应的转弯;电路如下:

 

循迹探头电路如下:

  货车电机驱动模块采用L293驱动芯片做驱动电路,一块芯片能驱动2个电机,

  并控制正反转,一共使用两个驱动芯片,电路如下

  在车流量统计系统中,红外对管中的一个探头发射红外线,若有车辆通过,红外线返回,另一个探头接收到,触发产生信号;电路如下:

  光电测速模块电路图如下:

  压力传感器部分电路结构:

  本作品创新点:

  技术的创新点

  采用红外测速模块可以精确的测得小车行驶距离

  采用红外循迹模块可以高效的循迹

  采用nrf24L01无线模块,可以在2.4开源频段进行无线传输

  数据,并采用多机通信原理可以运用到多个小车系统,收费站

  系统

  采用应变式的压力传感器把采集到的重量通过AD转化为精确数据

  采用C++的上位机编程,可以模拟收费终端进行计费并且

  录数据到数据库,这样司机只要一年缴费一次就可以了

  采用红外对管技术运用到道路车辆数的大概记录,就可判断交通拥不拥堵

  思想创新点

  高速路传统的计费只是人工收费或刷卡消费,我们的收费是采用物联网

  的思想,用我们的终端实时记录车行驶的路程和位置就可以记录司机的

  费用。只要做到数据安全性的保障,肯定是一个不错的新的计费方法。

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13496




关键词: IAP15F2K61S2     智能交通     红外    

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