（农业电气化与自动化专业论文）山路盲区弯道会车提示系统的设计.pdf

l 目录 中文摘要l 英文摘要i i i 1 引言1 1 1 研究的目的与意义：1 1 2 国内外研究动态趋势2 1 - 3 本课题的主要研究内容。4 1 4 本章小结4 2 系统的总体设计方案5 2 1 系统实现的功能5 2 2 短距离无线通信方案的选定5 2 3 系统的设计规划7 2 4 本章小结8 3 系统硬件设计9 3 1 系统硬件总体设计9 3 2 系统硬件各部分组成和功能。- 9 3 2 1 微控制器单元9 3 2 2 单片机外围及通信接口电路1 2 3 2 3 车辆检测电路的设计- 。1 4 3 2 4 无线通信模块的选择1 8 3 2 5 液晶显示模块2 3 3 2 6 电源解决方案2 4 3 3 本章小结。2 6 4 系统软件设计2 7 4 1 主程序设计。2 7 4 2 系统的初始化。2 9 4 3n r f 9 0 5 发送和接收流程2 9 4 3 1n r f 9 0 5 发送流程2 9 4 3 2n r f 9 0 5 接收流程3 1 4 4 本章小结3 2 5 系统调试及实验数据3 3 5 1 硬件调试3 3 5 2 软件调试3 4 5 3 实验数据3 5 5 4 本章小结3 7 6 | 吉论3 8 致 射3 9 一 东北农业大学1 = 学硕i ：学位论文 参考文献4 0 附录4 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文4 4 ， c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i e n g l i s ha b s t r a c t i i i 1i n t r o d u c t i o n 1 1 1p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo ft h er e s e a r c h 1 1 2t h ed e v e l o p m e n t sa n dt r e n d so fd o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c h 2 1 3t h em a i nc o n t e n to ft h er e s e a r c h 4 1 4b r i e fs u m m a r yo ft h i sc h a p t e r 4 2g e n e r a ld e s i g no f t h es y s t e m 5 2 1f u n c t i o no fs y s t e m 5 2 2c h o o s i n go fs h o r t - d i s t a n c ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns c h e m e 5 2 3g e n e r a ld e s i g nr e q u i r e m e n t 7 2 4b r i e fs u r m n a r yo ft h i sc h a p t e r 8 3s y s t e mh a r d w a r ed e s i g n 9 3 1g e n e r a ld e s i g no fs y s t e mh a r d w a r e 9 3 2c o n s t i t u t i o na n df u n c t i o ni n t r o d u c t i o no fe a c hp a r to ft h eh a r d w a r e 9 3 2 1m i c r o c o n t r o l l e ru n i t 9 3 2 2m i c r o c o n t r o l l e rp e r i p h e r a l sa n dc o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i t s 1 2 3 2 3d e s i g no fv e h i c l ed e t e c t i o nc i r c u i t 1 4 3 2 4c h o o s i n go fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nm o d u l e 1 8 3 2 5d e s i g no fd i s p l a yc i r c u i t 2 3 3 2 6p o w e rs u p p l ym e a n s 2 4 3 3b r i e fs u m m a r yo ft h i sc h a p t e r ：1 6 4s y s t e ms o f t w a r ed e s i g n 2 7 4 1m a i np r o g r a md e s i g n 2 7 4 2s y s t e mi n i t i a l i z a t i o n 2 9 4 3n r f 9 0 5t r a n s m i t t i n ga n dr e c e i v i n gp r o c e s s e s 2 9 4 3 1n r f 9 0 5t r a n s m i t t i n gp r o c e s s e s 2 9 4 3 2n r f 9 0 5r e c e i v i n gp r o c e s s e s 3 1 4 4b r i e fs u m m a r yo ft h i sc h a p t e r 3 2 5d e b u g g i n ga n de x p e r i m e n td a t a 3 3 5 1d e b u g g i n go ft h eh a r d w a r e 3 3 5 2d e b u g g i n go ft h es o f t w a r e 3 4 5 3e x p e r i m e n td a t a 3 5 5 4b r i e fs u m m a r yo ft h i sc h a p t e r 3 7 6c o n c l u s i o n 3 ； a c k n o w l e d g e m e n t 3 9 r e f e r e n c e s 4 0 a p e n d i x 4 2 a c a d m e m i c p a p e rp u b l i s h e dd u r i n gt h em a s t e rd e g r e e 4 4 研究生学位论文独创声明和使用授权书 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 洼! 垫逡直墓丝霞塞挂型应明的：奎拦卫窒2 或其他教育机构的学位或证 书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 一魏费) 高均日姒删年加尸日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解 密后适用本授权书) 学位敝储龆女1 秀 需奇吼山湃呵日 铷一：孙萄 日期：姻奔钿罗日 摘要 摘要 智能交通就是借助计算机技术、电子技术和现代通讯技术，使车辆和道路智能化，以实 现安全快速的道路交通，从而达到缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境， 节约交通能源的功效。 智能交通设备已经得到了广泛应用，如危险地段提示系统、汽车黑匣子、车速限制系统 和智能车速选择系统、电子号牌系统以及间接影响交通安全的不停车收费系统等。智能交通 设备的应用能够有效地维护道路交通秩序，提高通行效率，预防和减少交通事故，保护人身 安全，对于车辆、司机、行人以及道路安全起着至关重要的作用。根据智能交通设备的用途 和原理，可以将其设置在道路两侧或嵌入路面之下作为道路基础设施，对车辆进行检测、控 制或提供车辆行驶状态参数，也可以将其设置在车辆车身上作为车辆的一部分，即车载智能 设备，对驾驶员进行信息提示以及对车辆的行驶状态进行自动控制。本文所设计的山路盲区 弯道会车提示系统是属于安装在道路两侧的智能交通管理系统，它是保证山区行车安全、降 低事故率的有效手段。 本文首先阐述了山路盲区弯道会车提示系统实现的功能，在此功能的要求下，提出系统 的总体设计方案，并从硬件、软件两个方面详细阐述了系统的设计思想。该系统采用激光发 射器和硅光电池接收器组成的车辆检测装置检测车辆，以微处理器s t c 8 9 c 5 2 作为核心控制 芯片，协调系统各部分的运行情况，以挪威n o r d i c 公司推出的单片射频收发器n r f 9 0 5 无 线通信模块作为系统的无线收发装置，用于两个单片机之间的数据无线传输，并由微处理器 的i o 口驱动l e d 进行弯道交通信息的显示发布。在硬件设计中，详述了所使用芯片的选型、 特点以及外部接口设计。在软件设计中，采用c 语言作为编程语言，建立了清晰的系统主程 序流程图以及n r f 9 0 5 无线通信模块接收数据和发送数据流程图。最后对系统的软、硬件进 行综合调试，对模拟实验进行了数理统计，并提出了系统的优化方案。 本系统n r f 9 0 5 无线通信模块传输数据稳定可靠，k = d 模块数据显示准确，具有较高的 车辆检测率，达到了设计的要求。 关键词智能交通；会车提示；n r f 9 0 5 ；s t c 8 9 c 5 2 a b s t r a c t t h e d e s i g no nt r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf o r s h a r pt u r n i n gp o i n t o nt h em o u n t a i nr o a d a b s t r a c t i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ni s t om a k eu s eo f c o m p u t e rt e c h n o l o g y , e l e c t r o n i ct e c h n o l o g ya n d m o d e mc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g yt oe n a b l ev e h i c l e sa n dr o a d st ob ei n t e l l i g e n ti no r d e rt o a c h i e v ef a s ta n ds a f er o a dt r a f f i c ，t h e r e b ye a s et r a f f i cc o n g e s t i o n ，r e d u c et r a f f i ca c c i d e n t s ，i m p r o v e r o a dt r a f f i ce n v i r o n m e n t ，s a v i n gt r a n s p o r t a t i o ne n e r g ye f f i c i e n c y i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e n th a s b e e nw i d e l yu s e d ，s u c ha s d a n g e r o u sl o c a t i o n i n f o r m a t i o ns y s t e m ，c a rb l a c kb o x ，s p e e dl i m i ts y s t e m s ，a n di n t e l l i g e n ts p e e ds e l e c t i o ns y s t e m ，t h e e l e c t r o n i cl i c e n s ep l a t es y s t e m ，a n dn o n p a r k i n gs y s t e m sw h i c h i n d i r e c t l ya f f e c tt h et r a n s p o r t a t i o n s a f e t y t h ea p p l i c a t i o no fi n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e n tc a l lb ee f f e c t i v ei nm a i n t a i n i n go r d e r o fr o a dt r a f f i c ，i m p r o v i n gt r a f f i ce f f i c i e n c y ，p r e v e n t i n ga n dr e d u c i n gt r a f f i ca c c i d e n t s ，s oi tp l a y sa l l i m p o r t a n tr o l et os a f e t yo fv e h i c l e ，d r i v e ra n dp e d e s t r i a n i na c c o r d a n c ew i t hi t sp u r p o s e sa n d p r i n c i p l e s ，i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e n tc a l lb es e to nb o t hs i d e so ft h er o a do re m b e d d e d u n d e rt h er o a da sr o a di n f r a s t r u c t u r et od e t e c tv e h i c l e so rp r o v i d ev e h i c l e ss t e e r i n gs t a t ep a r a m e t e r s i no r d e rt om a k ec o n t r o la n di n f o r m a t i o nr e l e a s e ，i tc a l la l s ob es e ti nv e h i c l ea sp a r to ft h ev e h i c l e 。 w h i c ha r ec a l l e dv e h i c l ei n t e l l i g e n td e v i c e s ，t oi n f o r md r i v e r si n f o r m a t i o na sw e l la sm a k e a u t o m a t i cc o n t r o lo fv e h i c l e t r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf o rs h a r pt u r n i n gp o i n t so nt h em o u n t a i n r o a dd i s c u s s e di nt h i sp a p e ri ss e to nb o t hs i d e so ft h er o a dt oi n f o r md r i v e r so ft r a f f i ci n f o r m a t i o n ， a n di tb e l o n g st oi n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m s ，s oi ti sa ne f f e c t i v em e a n st o e n s u r es a f ed r i v i n ga n dr e d u c ea c c i d e n tr a t e t h i sp a p e rp r e s e n t e dp e r f o r m a n c eo ft r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf o rs h a r pt u r n i n gp o i n t so nt h e m o u n t a i nr o a d ，t h e ne s t a b l i s h e dt h eo v e r a l ld e s i g np r o g r a mo ft h es y s t e mu n d e rt h i sp e r f o r m a n c e ， a n dt h e np r e s e n t e dt h es y s t e mr e a l i z a t i o nw i t hh a r d w a r ea n ds o f t w a r e v e h i c l e sw e r ed e t e c t e db y v e h i c l ed e t e c t i o ne q u i p m e n tc o m p o s e db yl a s e rt r a n s m i t t e r sa n ds i l i c o np h o t o v o l t a i cc e l l sr e c e i v e r , a n dm i c r o p r o c e s s o rs t c 8 9 c 5 2c o o r d i n a t e do p e r a t i o no ft h ev a r i o u sp a n so fs y s t e ma sc o r e c o n t r o l l e r , as i n g l e c h i pr a d i ot r a n s c e i v e rn r f 9 0 5w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nm o d u l ei n t r o d u c e db y n o r d i cc o m p a n yo fn o r w a yt r a n s m i t t e da n dr e c e i v e dd a t ab e t w e e nt w om c ua n dl e dd r i v e nb y i oo fm c u d i s p l a y e da n dr e l e a s e dt r a f f i ci n f o r m a t i o nd a t ai nt h es h a r pt u r n i n gp o i n t i nt h ep a r to f h a r d w a r e ，c h o o s i n gc h i p s ，c h a r a c t e r i s t i ca n dd e s i g n i n gi n t e r f a c e sw e r ee x p a t i a t e d i nt h ep a r to f s o f t w a r e ，cl a n g u a g ew a su s e di np r o g r a m m i n g t oe s t a b l i s hac l e a rs y s t e m ，t h em a i np r o g r a m f l o wc h a r t ，d a t ar e c e i v ea n dd a t at r a n s m i s s i o n p r o g r a mf l o wc h a a so fn r f 9 0 5w i r e l e s s i i i 东北农业大学t 学硕：l ：学位论文 ! - - 一 i , i 詈i ! 皇! 詈兰 c o m m u n i c a t i o nm o d u l ew e r ee s t a b l i s h e dc l e a r l y f i n a l l y , t h es y s t e ms o f t w a r ea n dh a r d w a r ew e r e d e b u g g e d ，a n dt h r o u g hs i m u l a t i o ne x p e r i m e n t s ，o p t i m i z a t i o np r o g r a mw a sp r o p o s e d t r a f f i ci n f o r m a t i o nd a t aw a st r a n s m i t t e d s t e a d i l y a n d a c c u r a t e l yb y n r f 9 0 5w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o nm o d u l ea n dd i s p l a y e de x a c t l yb yl c dm o d u l e ，a n dt h es y s t e mh a dh i g h e rv e h i c l e d e t e c t i o nr a t ea n dm e tt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t s ： k e yw o r di n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o n ；t r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ；n r f 9 0 5 ；s t c 8 9 c 5 2 c a n d i d a t e ：l i uy a n h u i s p e c i a l i t y ：e l e c t r i f i c a t i o na n da u t o m a t i o no fa g r i c u l t u r e s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f d o n gg u i j u i v 引言 1 引言 1 1 研究的目的与意义 近年来，伴随着汽车工业的飞速发展、道路交通基础设施的不断完善，居民出行的便捷 程度有了大幅度的提高，人们在充分享受现代交通便利和舒适的同时，也受到了各种交通问 题的困扰，其中尤为突出的就是交通安全问题。自1 9 7 8 年起，我国道路交通死亡人数一直 高居世界各国首位，仅2 0 0 7 年全国就发生道路交通事故3 2 7 2 0 9 起，造成8 1 6 4 9 入死亡、3 8 0 4 4 2 人受伤，直接财产损失1 2 亿元，其中，公路上发生交通事故导致6 0 2 5 6 人死亡，其中二级、 三级公路事故死亡人数分别占2 6 9 和1 7 6 ( 项乔君，2 0 0 8 ) 。在山区的二级、三级公路 事故中，主要表现为坡道事故、弯道事故、窄道事故和雨雪道路事故四种，其中盘山公路或 半山公路的弯道又多又急，常常是上坡带转弯或下坡带转弯，经常出现特大交通事故( 裴玉 龙，2 0 0 4 ) 。我国公布的特大交通事故中，山区丘陵公路上发生的比例占6 0 以上。由此可 见，如果不能有效地控制山区道路上重特大交通事故的发生，那么必然影响山区及周边地区 经济的发展，因此当务之急是解决山区道路的交通安全问题( 程越，1 9 9 6 ) 。那么，如何采 用智能化交通系统的理念与先进技术进行即时动态的侦测、警告、引导和管制，实现交通安 全的目标便成为十分重要的研究课题( 邹文端，2 0 0 6 ) 。 由于地势的原因，我国很多省区多山，山区公路地势不平，坡陡弯急，临崖傍山，路幅 狭窄，转弯半径小，视线盲区大，这些都给安全行车带来不良的影响。在山区公路上，很多 地方是盲区弯道。所说的盲区弯道，就是指看不到出1 ：3 的弯道。在山路上驾驶汽车，尤其是在 盲区弯道处，由于大山的阻挡，看不到对面来车，有的司机贪快，怀着侥幸心理在弯道处也 不减速，当发现的时候已经太迟了，经常出现两车相撞的事故，造成人员生命财产的损失。 所以山路的盲区弯道是车祸的高发地点。 除了驾驶员的主观因素外，南方雨雾天气，北方雨雪天气等自然条件为事故的客观原因 之一。这种雨雾、雨雪天气，使驾驶员的驾驶任务急剧加重。在通过盲区弯道时，只要信息 采集、信息反馈、信息处理的任何一个环节出现失误，就会引发交通事故，所以雨雾天气增 加了在山区公路上行车发生车祸事故的危险性。另外，夜间行车由于不能见到道路两旁的景 观，对驾驶员兴奋性刺激小，因此最易产生驾驶疲劳。当夜间疲劳行车时，人体中枢神经受 到抑制，激活功能降低，人体觉醒程度下降，从而延长驾驶人判断时间，增加判断和操作失 误，很容易发生事故( 刘云，2 0 0 6 ) 。夜间行车只能通过灯光来辨认车辆，但有的盲区弯道， u 型弯特别急，如果来不急辨认出对面来车的灯光，车祸很容易发生。在这种情况下，确保 山路弯道会车安全，减少车祸事故发生率，增加山路行车安全就显得十分必要。 从交通事故的原因分析中不难发现，事故的发生是很多因素共同作用的结果，但从技术 的角度提高道路交通安全设施的性能，改善我国山区公路交通安全的“不安全”现状，是技 东北农业大学工学硕士学位论文 术人员应重点考虑的问题。从以上的叙述可知，如果能够设计出一种盲区弯道会车提示系统， 能够将对面驶入盲区弯道的汽车的数量信息及时传递给另一侧驶入盲区弯道进行汽车交会 的司机，从而使对方及时做出正确的判断，迅速地进行动作反应，就会大大提高山路盲区弯 道车辆交会的安全性，避免事故的发生。山路盲区弯道会车提示系统正是要解决这一问题， 及时将车辆数量信息通知给山路会车的司机，尽早地给予提示，增加山区公路盲区弯道会车 的安全性，避免事故的发生。 1 2 国内外研究动态趋势 智能交通发展过程中，除了各种新型设备的应用以外。数据收集、传输、处理、储存与 发送技术的发展和应用起到了关键作用。新型的监测器，包括使用录像机和进行图像处理， 为人们提供了大量的时变的数据，新型的通讯技术，包括光纤通讯技术，使人们能迅速地传 递这些数据，而新型的计算机，则能进行高速数据处理与存储。这些现代化技术与控制理论、 现代化科学管理方法相结合，使智能交通得以实现并日益完善。 智能交通在发达国家已经得到了广泛的应用，欧美国家许多大城市交通路口信号机已经 采用了s c o o t 系统，也就是绿信比、周期和相位差优化系统( 安实，2 0 0 5 ) 。s c o o t 系统 是一种两极结构，上一极为中央计算机，下一极为路口信号机。配时方案在中央计算机上完 成，信号控制、数据采集、处理及通信在信号机上完成。通过安装在路口上游交叉口出口处 的车辆检测器每秒4 次采样获得交通数据，以此为依据建立交通模型，通过模型制定信号机 绿信比、相位差和周期，很大程度上减小了延误和停车次数，并尽可能地减小了交通阻塞。 此系统具有公交车辆和紧急车辆优先通过的功能，同时，还能提供延误、停车次数和阻塞数 据，为交通管理和规划服务。 加拿大的4 0 7 高速公路和墨尔本环城高速公路采用了电子自动收费系统，电子自动收费 系统是指通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短程通讯，在不需要司机停车和其他收费 人员采取任何操作的情况下，自动完成收费处理全过程( 薛亮，2 0 0 4 ) 。当车辆到达收费站 时，车辆按照给定限速通过电子收费车道。车辆探测器识别出该车辆所属类型，报告给车到 控制器。信号处理器通过天线与车载单元进行双向通信，收费的操作在通信过程中同时完成。 收费操作的具体步骤包括根据车型按照收费规则确定收费额，核对余额、账号信息，有关结 果通知对方等。如果一切无误( 剩余金额充足、账号有效) ，则正常结束收费操作。否则车 道控制器则启动自动栏杆或违章车摄像机，将车辆拦下或记录其车牌号码，令其停行交费或 以后催缴罚款。收费操作通常在车辆控制器进行，有时可以在车上处理单元完成，也有时还 要收费站计算机、甚至中央计算机参与完成。电子收费系统取代传统的停车收费系统，有以 下经济效益和社会效益：( 1 ) 消除收费口的瓶颈效应，疏解公路的交通堵塞，从而减少交通 延误损失。( 2 ) 减少车辆行车时间，从而缩短旅行者旅行时间和货车周转时间，提高运输效 率。( 3 ) 提高单位时间的道路交通量，从而提高公路的利用率。( 4 ) 减少停车次数和停车时 间，从而减少燃油消耗和汽车部件损耗，降低运输成本。( 5 ) 采用电子货币，不必为缴纳通 行费携带现金和硬币，极大地方便了司机。( 6 ) 收费过程自动化，极大地提高了收费站的工 2 引言 作效率( 陈红，2 0 0 3 ) 。 日本北部的青森县冬季风雪猛烈，常常使视野完全丧失，就是在青森市内，一个冬天也 有4 、5 次视界几乎为零的状况发生。当地称这种现象叫“地吹雪”，它对道路旅行者的安全 构成极大的威胁。作为引导驾驶员前进的道路分界线、护栏、路面标识，以及为帮助辨认而 在路侧设置的雪球或埋设型的自发光式中心线都无法被看清，在急转弯和交叉口常出现非常 危险的情况，也经常出现车辆闯出车道的事故，为了解决这个问题，青森县研制了路侧诱导 系统。为此，青森县在道路的两侧设置了特别的激光照射装置，这种激光照射装置使用氦作 为激光光源发射红光，设置在高于路面l l m 处，照射范围8 0 m 。黑暗中或强烈的风雪中， 在激光装置的强烈照射下，不仅道路路缘线清晰可见，而且红色的激光照射在雪地上，经发 射就像是一面透明的墙，使司机容易辨认道路设施，从而保证了在猛烈的风雪中也能安全地 通行，很大程度地减少了事故的发生( 陈旭梅，2 0 0 7 ) 。 日本全国在公路路边，特别是在边远地区的公路要塞设立了许多所谓的“道路车站”。 这些道路车站是人、货、信息的聚集地，在整个系统中作为一个个信息基地，是汽车的必经 之地。以山形县为例，山形县是一个多山地区，冬季多雪。月山道路是连接山形市和酒田市 的1 1 2 号公路的一段山路。这个路段的最厚积雪记录为7 m 。1 9 8 1 年至1 9 8 8 年此路段冬季和 夜间禁止通行。如今在这段路上安装了5 0 部摄像机，在重要地点埋设了路面冻结感知器， 设置了气象( 风向、风速、气温、雨量、积雪) 观测传感器、视程计，将可变化的信息通过 光缆传送到信息控制室。通过信息传送技术，司机可以从月山道路信息站和月山道路车站终 端上及时得知这些信息，有了这个系统后，公路可以全年不间断地开放。并且，虽然冬季交 通流量加大了，但交通事故却减少了( 陈旭梅，2 0 0 7 ) 。 亚洲国家中，韩国具有全世界为数不多的全国车辆牌照号码自动识别系统。该系统包括 车辆检测器、照相机、监视部分、便携式通信设备、服务器计算机。车辆检测器用来检测车 辆的存在或经过；照相机用来为行驶中或停车时的对象车辆的牌照信息拍照；监视部分用来 根据通过照相机拍照得到的数据提取对象车辆的牌照号；便携式通信设备用于通过通讯网 络，传送从监视部分提取的对象车辆的牌照号码：服务器计算机根据提取的对象车辆牌照号 验证对象车辆是否有问题。当有车辆从道路通过时，车辆检测器提供脉冲给架设在道路上方 的照相机，照相机摄下通过车辆的车牌号码，传送到与之相连的计算机上，计算机将对象车 辆的牌照号与数据库中存储的车辆信息相比较，用于确认对象车辆是否是犯罪车辆，如果确 认该车辆为犯罪车辆，警察会在下游8 0 0 米处进行拦截，从而抓获罪犯( 徐明，2 0 0 7 ) 。 在我国大中型城市中，智能交通技术得到了广泛应用，一系列的智能交通产品也已经生 产并投入使用，如道路交通监视系统、交通诱导系统、语音费额显示器、闯红灯自动记录系 统、无线公交电子站牌等( 刘镇阳，2 0 0 5 ) 。以杭州无线公交电子站牌为例，它是基于g p s 技术，融合数字通讯、计算机等项技术开发而成的高科技产品，它主要由无线信号接收器、 显示控制器、光带式车辆位置显示器和l e d 时间显示单元、电源及防护外壳、支架以及有 源或无源的i d 码发射器( 仅在需要区间节点定位时采用) 等几部分组成。电子站牌实时接 收各个车辆目标，并经过内部的处理器进行处理转换，判断出离本站最近的车辆行驶的进程 ( 位置) ，并用l e d 显示出来。另外定时接收g p s 信息，对内部时钟进行校正，通过l e d 显示时间信息。电子站牌能动态显示时间、离本站最近的车辆行驶的进程( 位置) 、到站所 东北农业大学工学硕士学位论文 需的时间，还有电子语音提示，预报车辆位置信息。 这些智能产品绝大部分应用到我国大城市的各大交通路口以及高速公路入口的车流疏 导、监控调度、信息提示上，在中小城市和乡镇几乎没有应用，在多山省区的山区公路上更 是没有应用，在山区公路u 型弯较陡的盲区弯道上，人们甚至只能放置凸透镜，靠凸透镜的 反射来解决盲区弯道的车辆交会问题，然而司机要想通过这种会车提示方式得到信息提示， 首先必须将车辆行驶到距离凸透镜很近才能够看到凸透镜反射的对侧车辆的情况，不能够提 前得到提示而做好判断和反应。同时，在雨雾天气和夜间行车，受自然环境的影响，凸透镜 不能够很好地工作，司机很难通过凸透镜的反射辨认出对面来车。另一方面，凸透镜也很容 易损坏，而且在狭小的弯道转弯处也不利于放置。本文研究的山路盲区弯道会车智能提示系 统正是要解决这一山路盲区弯道会车的问题，广义上讲，它属于智能交通中的交通安全范畴， 目的是增强山区公路盲区弯道会车的可靠性和安全性，减少事故发生率。如果能将此山路盲 区弯道会车提示系统应用于山区公路，不仅扩展了智能交通的应用范围，而且填补了智能交 通在乡村山区应用的空白。 1 3 本课题的主要研究内容 本文主要论述了山路盲区弯道会车提示系统硬件研究、设计与软件实现方案。 首先对系统的结构特点、系统组成、关键技术的应用进行了详细的研究和分析，在系统 实现过程中结合无线通信模块的特点利用微处理器实现和协调整个系统。 其次详细阐述了山路盲区弯道会车提示系统的硬件和软件设计。在硬件设计中介绍了系 统所采用的无线通信模块的特点、通用型单片机、以及单片机和无线通信模块的接口方式， 对系统内芯片之间对不同工作电压的要求进行了合理的硬件电路设计。同时，阐述了单片机 与无线通信模块接口的通信方式和显示屏显示功能。软件设计中根据硬件的特点合理地进行 了系统初始化以及无线数传模块的端口配置，设计了无线通信模块的收发程序及显示屏显示 程序。 最后基于软、硬件设计原理对系统软、硬件进行综合调试，通过模拟实验，对实验结果 进行了分析，提出了进一步完善系统的方案，最终实现了整个系统。 1 4 本章小结 本章首先介绍了智能交通的特点及应用，随后阐述了本文研究的目的与意义。分析了国 内国外在智能交通方面的研究状况，最后提出了本文的主要研究内容。 4 系统的总体设计方案 2 系统的总体设计方案 2 1 系统实现的功能 山路盲区弯道会车提示系统最终实现的功能是进入弯道入口的司机能够提前得到弯道 中的交通信息，也就是能够在进入弯道一侧入口前就清楚的知道驶入弯道令一侧入口的车辆 的数量，从而及时做出判断和反应，或是减速慢行或是停车避让等待。基于此功能，首先要 求本系统的车辆检测装置能够准确的识别出驶入弯道的车辆和驶出弯道的车辆，因为车辆驶 入弯道和驶出弯道会使弯道内车辆数量发生增减变化。其次，要求系统将弯道入口车辆的数 量信息准确地传送到弯道出口一侧，传送的过程要迅速，以便弯道入口的司机在进入弯道会 车之前，就能得到对侧来车数量信息。再次，要保证显示屏显示的弯道对侧来车数量信息准 确无误。显示屏是最终司机获得信息的窗口，显示屏要随着弯道内交通信息的变化实时更新 显示，以便司机获得弯道内对侧来车的实时信息。 2 2 短距离无线通信方案的选定 由于大山的阻挡，在弯道一侧的信息传输到弯道另一侧这一环节，不能采用有线通信的 方式，而只能采用无线通信的方式。根据弯道的入口和出口之间的距离，一般为几十米的距 离，所以采用短距离无线通信方式。短距离无线通信方案目前有蓝牙技术( b l u e t o o t h ) 、 i e e e 8 0 2 1 l b ( w i f i ) 、z i g b e e 、红外通信技术i r d a ( 1 n f r a r e d d a t a a s s o c i a t i o n ) 和无线单片技 术。 下面就这几种技术进行简单的介绍和对比。 ( 1 ) 蓝牙技术( b l u e t o o t h ) 蓝牙