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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。

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