公路收费站车流量统计系统的研制开题报告

01毕业设计的主要内容、重点和难点等研究内容车流量统计是智能交通领域的重要研究课题之一，是实现交通智能化管理的重要环节。本课题任务是研制一套用于高速公路收费站的车流量统计系统。随着我国经济的快速发展交通安全的有效保障显得尤其重要,并且对交通管理的要求越来越高。与此同时各种各样的道路监控设备也应运而生。雷达监控系统视频监控系统地表传感系统激光检测系统等相继应用。由此计算机科学与现代通信等高新技术运用于交通监控管理与车辆控制以保障交通顺畅及行车安全。而实时获取交通车流量的车辆检测技术是是进行交通管理必不可少的一个步骤。随着我国城市车辆使用的增多道路状况同时也变得复杂如何对道路车流量进行实时监控对统计、预测道路交通状况十分重要并且同时这也是对道路车辆运行情况高效调度的一项十分的重要参考依据。而且当前对道路监测多使用视频方法有事还可能采用人工计数方法此方法对每条公路在某个时间段车辆行驶情况不容易做到长时间、高效的统计。因此我们需要进行一种低成本、高准确率的智能识别装系统的设计由此促进对高速路口交通情况的检测水准。本课题主要研究一下几个方面（1）研究车流量统计理论；（2）研究车流量统计的基本原理；（3）研究如何利用红外线采集信号、单片机检测、输出数据等。（4）研究如何排除行人的计数误差。（5）研究车流量统计系统系统的硬件。研究重点及难点重点1车流量统计系统的硬件设计，使基本硬件电路能满足统计要求和误差要求。2选择合适的红外线传感器，并且设计出合理的数据采集电路模块。3正确写出计数程序，精度满足要求，并且尽可能使程序简单化、界面简洁化的硬件。难点1如何设计红外线发射和接收的放大电路，使之能够符合单片机采集数据要求的同时能够满足统计要求；2如何设计单片机程序，使系统可以准确计数并且显示。3如何排除行人带来的计数误差。12准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）研究概况及趋势智能交通系统ITS是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通管理而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。交通检测系统是智能交通系统的重要环节，负责采集有关道路交通流量的各种参数。交通环境的车辆检测研究可以追溯到20世纪70年代，1978年，美国JPT加州帕萨迪纳市的喷气推进实验室首先提出了运用机器视觉来进行车辆的检测的方法，指出其是传统检测方法的一种可行的替代方案。1991年，美国加州理工大学对在高速公路上运用视频方法的检测技术进行了评估，在评估报告中对当时采用的不同的视频车辆检测技术详尽地进行了分类。1994年MN/DOT明尼苏达运输部为FHWA美国联邦公路局进行了更详尽严格的测评，结果表明视频检测器的检测准确性和可靠性可以达到令人满意的程度。同时随着车辆检测技术的发展，人们已不满足于仅仅通过视频检测车流量，虽然FHWA已进一步利用此技术来提取交通参数，如交通流量，十字路口的车辆转向信息等。国内关于交通视频检测的研究滞后于国外，技术基础较弱，但也有不少公司做出了产品，如清华紫光的视频交通流量检测系统VS3001，深圳神州交通系统有限公司开发的VIDEOTRACETM，厦门恒深智能软件系统有限公司开发的HEADSUNSMARTVIEWERII视频交通检测器等。当然这些产品的功能比较单一，与国外产品相比有一定差距。事实上，与其它几种车辆检测方法相比，基于红外线检测的方法具有直观、可监视范围广、精度高、成本低可获取更多种类的交通参数以及费用较低等优点，因而可广泛应用于交叉道口和公路干线的交通监视系统中。车辆检测和算法处理是红外线检测的主要部分，交通参数是通过对车辆的检测和跟踪来获取的，因此车辆检测和跟踪的算法对红外线检测系统至关重要。车辆检测，车辆检测的目的判断是否有车经过检测区，并建立一个与之对应的跟踪对象，主要提供车流量等信息。减少车辆检测算法的计算量和提高实时性是一对矛盾，解决这对矛盾是提高系统检测准确度和稳定度的关键，然而实际中光照的变化、背景混乱运动的干扰、运动目标的影子以及运动目标的自遮挡和互遮挡现象的存在，这些都会影响车辆检测和分割的精度，必须在算法中考虑这些因素的影响及其去除的方法。主要参考文献1丁元杰单片微机原理与应用M机械工业出版社,19942余发山单片机原理及应用技术M中国矿业大学出版社,200323梁森,王侃夫,黄杭美自动检测与转换技术M北京机械工业出版社20074杨刚,龙海燕等现代电子技术M电子工业出版社,20045余永权单片机应用系统的功率接口技术M北京北京航空航天大学出版社，19916缴瑞山，韩全立主编单片机控制技术及应用M北京高等教育出版社，20037杨凌霄微型计算机原理及应用M中国矿业大学出版社,20048李广弟单片机基础M北京航空航天大学出版社19949张毅坤,陈善久,裘雪红单片微型计算机原理及应用M西安电子科技大学出版200610孙传友，李涛测控系统原理与设计M北京航空航天大学出版社，2014现有设备和实验条件个人计算机、51单片机开发板、示波器、直流稳压电源、数字万用表，开放实验室。33、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料实施方案本课题是一个综合性很强的课题，其中有几个问题要解决，包括系统整体设计、系统程序设计及简单样机制作等。其中整体设计可以查阅相关资料书籍并且借鉴工业成品来实现，系统程序设计可以结合大学四年所学知识和相关资料来编写，制作样机及调试可以结合我们的金工实习经历来进行。这个过程难免会遇到各种问题，所以，要在指导老师的建议和指导下进行，并且多和同学讨论研究。具体方案如下本系统是基于单片机为设计核心的统计系统，当有车辆经过过道时，会挡住两个发射和接收红外线传感器之间的传感信号，这样就能根据车量的流动情况对流量进行检测并且统计数量。系统的总体设计如下图所示4本系统采用红外线传感器作为采集信号对车流量进行检测，红外线传感器采集到信号之后，经电源电路和滤波放大电路之后，再传到单片机进行处理，单片机再将处理结果由LCD显示在银频上。如果采集到的信号是低电平的话就会显示是“0”，反之高电平的话就是“1”。系统会通过出现低电平的次数来统计车流量。进度实施计划第一阶段（20151230至20160113）分析毕业设计题目，阅读理解任务书内容，确定实施计划方案。第二阶段（20160114至20160305）查阅相关文献和资料，了解真空开关永磁机构原理并画出原理结构框图，提交毕业设计开题报告，并翻译4万字外文文献。第三阶段（20160306至20160415）确定可实行方案。设计电路，画PCB图，做出样机电路板。提交PCB图源文件一份。第四阶段（20160416至20160501）调试硬件，设计程序。软件编程并与硬件进行调试，完成制作的样机。第五阶段（20160502至20160519）撰写并完善毕业设计论文。预期提交的毕业设计资料1、撰写两万字以上的毕业设计说明书（兼附15篇以上的参考文献）；2、在毕业设计说明书中应包括300500个单词的英文摘要及关键词；3、完成与课题相关英文资料的翻译（