3基于物联网的智能交通控制系统设计doc.docx
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3基于物联网的智能交通控制系统设计doc.docx
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3基于物联网的智能交通控制系统设计doc
摘要
本文主要是针对智能交通系统的一个子系统——公交车自动报站系统进行设计。
该设计主要应用了RFID(射频识别)技术。
系统由本地模块和网络模块组成,本地模块主要由电子标签、阅读器、单片机、语音播放及电子显示屏组成;网络模块主要由网关及上位机组成。
整个系统的工作原理是当携带阅读器的公交车通过装有电子标签的公交站点时,识别出相应的站点信息传送给单片机并通过网关利用网络传输到公交监控中心。
同时单片机解码后播放并显示站点信息,解决了公交车不能自动报站及公交监控中心不能实时得到公交车到站信息的问题。
关键词:
物联网智能交通RFID自动报站
Abstract
Thisarticleisasubsystemforintelligenttransportsystems-designedbusautomaticstationsystems.ThedesignofthemainapplicationsofRFID(radiofrequencyidentification)technology.Systemconsistsofalocalmoduleandnetworkmodule,localmoduleoftheelectronictags,readers,SCM,voicebroadcastandelectronicdisplaycomposition;networkmoduleofthegatewayandthehostmachine.Whenthesystemworksisthatwhenthebuscarryingthereaderthroughthebusstationequippedwithelectronictagstoidentifytheappropriatesiteinformationtransmittedtothemicrocontrolleranduseofthetransmissionnetworkthroughagatewaytothebusmonitoringcenter.Atthesametimethemicrocontrollerdecodeandplaybackanddisplaystationinformation,tosolvetheproblemisnotautomaticallythebusstopsandbusmonitoringcentercangetreal-timebusarrivalinformation.
KeyWords:
TheInternetofthingsIntelligentTransportationRFIDAutomaticstation
摘要……………………………………………………………………………………I
Abstract…………………………………………………………………………………II
目录…………………………………………………………………………………
引 言……………………………………………………………………………………1
1绪论………………………………………………………………………………………3
1.1课题研究目的和意义…………………………………………………………………3
1.2课题研究背景和现状…………………………………………………………………3
1.3课题研究内容和结构…………………………………………………………………3
2RFID模块设计……………………………………………………………………………5
2.1射频识别技术…………………………………………………………………………5
2.2射频识别选型…………………………………………………………………………6
2.3射频识别模块设计……………………………………………………………………9
3硬件电路设计…………………………………………………………………………10
3.1单片机的选择………………………………………………………………………10
3.2语音播放硬件的选择………………………………………………………………11
3.3LED显示屏幕的选择…………………………………………………………………13
3.4系统电路原理图……………………………………………………………………14
4网络传输模块设计…………………………………………………………………15
4.1网络的选择…………………………………………………………………………15
4.2网关的选择…………………………………………………………………………15
4.3上位机的选择………………………………………………………………………17
5软件程序设计………………………………………………………………………20
5.1主程序流程图设计…………………………………………………………………20
5.2语音播放流程图设计………………………………………………………………21
5.3屏幕显示流程图设计………………………………………………………………21
结 论…………………………………………………………………………………23
致谢…………………………………………………………………………………24
参考文献…………………………………………………………………………………25
引言
对于人们来说,衣食住行是生活中不可或缺的元素。
行更是人们互相往来的重要途径。
随着社会的日益发展,科学技术的不断进步,发达城市的人流也越来越密集。
随之而来的是一些交通问题:
私家车越来越多,不断完善的道路建设并不能满足城市的道路拥堵问题。
当出现的问题越来越多,交通控制系统也正在一步步向智能化、自动化发展。
国内外更是针对智能交通系统进行深入的研究与实现。
比如:
IPA车牌图像自动泊车系统、ETC不停车收费系统、公交车自动报站系统等等。
我们的出行方式有很多:
公交、地铁、私家车、自行车、电动车等等,而公交和地铁更是政府鼓励的出行方式,也是更多人所选择的。
不仅仅是因为价格便宜、环保。
更多的是减少了私家车的出行而避免拥堵,以便减少出行路途上的时间。
很多城市还没有地铁,与此同时,公交车的作用更显得尤为重要。
在我们的日常生活中,最重要的代步工具就是公交车了。
尤其是在城市中,公交车更是不可或缺的一部分,乘坐公交车不仅减少交通拥堵,更为环境的保护增添一份贡献。
每当公交车在到达任何一个站点时候,都要播放或显示所到达的站点信息,以便乘客到站下车。
然而当前使用的公交车报站系统的自动化程度还不够全面,以至于需要司机手动按键进行报站。
人工操作不仅浪费时间,往往会疏忽而漏报站导致乘客不能及时收到到站信息。
同时如遇突发状况公交监控中心不能实时得到公交车所在有效信息。
在网络普及的今天,公交车也需要通过物联网来完善整个城市交通系统。
本文主要就是对智能交通系统中的子系统——公交车自动报站系统进行设计。
绝大多数的人们都坐过公交车,而我们在公交车上总会注意到一个问题:
听报站。
熟悉地理位置的人们可能不需要聆听报站就能知道所在位置,然而还有很多对此处陌生的人们,他们只有得到公交车所报站点的信息才能知道此时所在。
与此同时还会有很多意外情况:
比如说司机忘记了按键报站,此时乘客就不知道所到站点,不知道什么时候应该下车,导致坐过站或未到站下车。
这不仅给乘客带来了麻烦,耽误了乘客的时间,同时也为公交系统增添了负担。
还有一个重要的问题就是有的时候公交车遇到突发状况:
车辆故障、与他车发生事故等等,此时公交司机只能把车停在事发场地等候,这样就严重影响了正常行驶的车辆并极有可能导致当地的拥堵。
我认为造成以上问题有两个:
当前公交车自动报站为人为按键报站;公交车监控中心不能及时到达车辆所在位置以至于公交车停在道路上时间过长。
本文正是基于以上两个问题进行设计:
利用RFID(射频识别)技术实现自动报站,将电子标签安装在公交站牌上,当带有阅读器的公交车进入车站后自动识别到电子标签的信息后,传输到单片机通过解码进行语音报站与显示。
这样一来,公交车司机不用做任何事情,只需要认真开车就可以了,乘客也能准确的接收到到站信息准备下车。
与此同时单片机将信息利用网络通过网关传输到公交监控中心。
这样一来,当公交车遇到突发状况不能移动时,公交监控中心可以及时查询到公交车大致地理位置赶去营救。
1绪论
1.1课题研究目的和意义
研究目的:
充分的发挥物联网技术在现代的交通中的作用,保证交通内的车辆实现细致化的管理,给交通运行智能化、自动化、高科技化、安全性创造条件,为用户提高更方便、更迅捷的交通。
研究意义:
社会随着经济的发展,城市的车流量急剧增加。
采用合适的控制方法,最大限度的利用城市道路,缓解道路的交通阻塞状况。
1.2课题研究背景和现状
智能交通控制系统的研究和推进在我们国家还处于起步阶段,但是ITS的重要性已经得到了国家相关部门的高度重视,其中“十二五”的规划更加突出了物联网智能交通的地位。
而且当前的智能交通领域,走在我国前列的城市是北京和广州。
北京市的智能交通系统的建设已经取得了初步的成果,其中公共交通管理的规划中:
在动物园地区建成了公交枢纽的运营管理和乘客信息服务系统,公交区域运营组织与调度系统,BRT智能管理系统和公交抢修救援调度系统。
针对公交车报站系统,更是有着举足轻重的作用。
从以前的售票员口语报站到现在的人工按键电子语音报站,更是见证了我国交通控制系统的飞速发展。
当前公交车采用的报站系统具有语音和电子屏显示的基本功能,主要有两种设计系统:
GPS(全球定位系统)自动报站系统。
现在在一些城市已经在使用,价格昂贵且只是处于试验阶段,并且已经发现此系统的一些不足,比如树木遮挡、阴雨问题等接收不到GPS信号,就需要其他辅件来帮助定位。
它的原理是通过GPS技术确定地理位置,再自动报出车辆所在站名并且可以监控到公交地理信息。
还有一种是基于单片机的车路自动报站系统,主要是利用单片机AT89C51为CPU在中断处理程序中对外来脉冲计数,利用语音单元ISD4004和LED显示屏来实现报站。
主要用法就是公交车司机手动加减按键即可报站。
如果在使用中出现错报,手动调整就可以了。
此设计价格低廉操作简单自动化程度高。
但是在增加站台或者改变线路等其他情况时,后期修改程序就比较复杂。
尤其是遇到突发情况的时候该系统很可能不能正常运作并且无法监控到公交所在地理信息。
本文设计正是基于已有方案进行设计,既避免了GPS接收不到信号,又免去人工手动操作报站,同时还能监控到公交车地理信息。
1.3课题研究内容和结构
随着城市现代化程度的提升和人口数目的增长,交通拥堵成为城市交通一大难问题,人们在弃私家车改乘公交的同时,对公共交通系统的质量提出了更高的需求,公交车作为交通系统的重要组成部分必须从安全性,便捷性,舒适性,节能环保等方面进行完善。
然而现在的公交报站设施已经不能完全满足公众的需求。
在人们乘坐公交车的时候,公交车司机每到一站都需要人为按键报站,由于人为的疏忽,常常忘记按键或不按键报站,给很多乘客带来不便。
即使有售票员报站,也会因为有地方口音而使外来乘客带来不必要的误解。
同时若公交车遇到突发状况:
车辆故障、与他车发生事故等等,此时公交司机只能把车停在事发场地等候,这样就严重影响了正常行驶的车辆并极有可能导致当地的拥堵。
本文正是基于以上几个问题进行设计:
这个系统的组成部分有RFID模块,控制核心单片机,语音播放与显示单元和网络传输与接收等四个部分。
RFID模块是由电子标签和阅读
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