电子信息工程专业毕业论文.doc

毕业设计论文 智能交通闸口安全监控系统设计 系 别：理学院 专业名称：电子信息科学与技术 学 号：0811121215 学生姓名： 指导老师： 完成时间：2012年5月22日 毕业设计（论文）任务书学 院理学院指导教师谭保华职 称副教授学生姓名兰涛专业班级08信科2班学 号0811121215设计题目智能交通闸口安全监控系统设计设计内容目标和要求（设计内容目标和要求、设计进度等）设计要求：完成一个智能交通闸口安全监控系统的设计。采用单片机为核心，采用光电和压力等传感器，智能监控交通闸口前的车辆情况，自动获得车辆的速度、重量、高度和宽度参数，若不超过闸口设定的安全值，则自动放行；若超过闸口设定的临界值，系统就提前自动报警拦停车辆，防止对交通闸口产生安全影响。要求完成对系统的全部软硬件设计，并经过仿真调试通过。设计内容：1) 前期完成阅读40篇专业相关参考文献，其中英文占1/3，并翻译一篇4000字左右的英文文献，英文文献内容不做专门指定，可以自己选择与专业相关的内容，但要经过老师审核确认；2) 完成硬件选择，熟悉所选择硬件的参数；3) 绘制出必要的系统结构图和原理图；4) 智能交通闸口安全监控系统原理及其实现；5) 基于Protel的PCB电路图（电气调试通过）；6) 必要的C语言和汇编程序，并调试通过；7) 程序或硬件正确的运行结果；8) 基于设计基础上的毕业论文。设计进度：2012年1月10日，下发设计任务书，明确设计任务；2012年1月11日-3月上旬，查阅资料，准备开题报告，前期设计工作；2012年3月上旬，开题答辩；2012年4月-5月，毕业设计过程；2012年5月底，毕业答辩。指导教师签名：2012年 1 月 8 日基层教学单位审核学 院审 核 基于单片机的智能交通闸口设计摘 要 智能交通闸口是现在交通系统当中非常重要的一部分，交通部门或者企业个人可以通过一个智能闸口检测通过闸口的汽车的参数，系统会将采集到的数据与设定的安全值作比较，并通过外围设备，比如报警器或者栅栏来阻止不达标准的车辆通过。它广泛应用于交通管理以及仓库货物进出口等，能够减少人工劳动量，并有效降低车辆超载对道路的损害。本文详细阐述了通过单片机，将压力传感器和光电传感器采集到的数据进行处理，与系统设定的值作比较，如果不符合，系统将会通过报警器来提示。需要检测的数据包括汽车的速度，高度，吨位。关键字：智能闸口；单片机；多传感器Intelligent Transportation Gate Based on MCUAbstractIntelligent transportation gate plays a very important role in modern transportation, Traffic department or enterprise s can use an intelligent detection to measure some parameters of the cars which passed through the gate. The system will compare the datas which were collected with the setted security value and stop some cars which cannot meet the requirements by Peripheral equipment such as alarm and fence. It is widely used in traffic management and the import and export of warehouse goods, etc. It can reduce artificial Labour, and reduce the overloaded vehicles damage to roads effectively.This paper states that the system deals with the datas collected by pressure sensor and photoelectric sensor through single chip microcomputer, and compare the datas which were collected with the setted security value.It will make an indication through alarms if cars cannot meet the requirements. The datas needed to detect including the speed, height and tonnage of cars .The characteristics of this design is to use the simple sensor and the parameters of cars measured by single-chip microcomputer .It requires the system can be operated easily and be more cheaper , measured accurately,has more superior performance.Keywords: Intelligent gate, multi-sensor, MCU目录 第一章 绪论 1.1智能交通闸口的发展现状1.2智能交通闸口的组成 1.2.1 闸口的基本结构 1.2.2 闸口的基本原理 1.2.3 闸口的性能分析 1.3 本设计思路第二章 系统方案论证和选型 2.1 控制器部分 2.2 数据采集部分 2.2.1 传感器的选择 2.2.2 放大电路的选择第三章 硬件设计 3.1 总体规划 3.2 主控制器电路 3.3 传感器放大电路第四章 软件设计 4.1 系统应用程序组成4.2 主程序流程图 绪 论1.1智能交通闸口的发展现状 交通是国民经济的基础产业，也是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，中国自古以来把衣食住行列为人们生存的四大要素。而在当今社会，交通运输的发达程度更是衡量一个国家现代化程度的标志之一。随着国民经济的快速发展，特别是社会主义市场经济的发展，对交通运输的需求明显增长，交通运输与社会经济生活的联系也越来越密集，使得交通基础设施建设和交通运输成为经济生活中最活跃的因素之一，导致车和路的矛盾、交通和环境的矛盾过早地降临到发展中的中国。智能交通系统也就在这种经济高速发展的条件下在中国得到应用和发展。智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统。ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。我国的学者是在90年代初开始关注国际上ITS的发展的，他们通过各种方式将ITS介绍到中国。其实，中国的ITS前身或基础工作早在70年代末已经开始，当时交通部公路科学研究所与北京市公安局合作首次在中国进行计算机控制交通信号的工程试验，80年代初国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”，首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统。在1986年1995年期间国家在交通管理系统方面开展了一系列科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统等方面取得多项科研成果，并开发生产了车辆检测器、可变情报板、可变限速标志、紧急电话、分车型检测仪、通信控制器、监控地图板等专用设备，制定了一系列的标准和规范，无疑这些工作是我们今天进行ITS研究和开发的基础。而智能交通闸口是智能交通系统中非常重要的部分，它的发展也是与交通系统息息相关的，从最早期的人工开关闸口，到现在的全 自动闸口关闭，从早期的简单的帮助拦截检查过往的人和物，到现在帮助控制交通流量，实现交通资源的合理利用，从早期的完全人工操作模式，到现在的智能模式，它的发展也是时代发展的结果。目前交通闸口不再是局限于交通道路的管理，还应用于仓库，码头等。目前主流的智能闸口系统主要是由电子系统构成的，通过外围的监控，检测，报警等设备对车辆实现数据采集和处理。在2011年，全球十大集装箱港之一的迪拜港采用了最先进的的闸口自动化系统技术，实现了将集装箱卡车的平均通关时间由3分钟减少到只需 30 秒钟。该系统采用了高度发达的技术，包括光学字符识别 (OCR) 阅读集装箱号码和无线射频识别 (RFID) 跟踪卡车。该射频技术可以越过港口的码头1和2的26个自动门的轨道。它能够处理在高峰期每小时2000辆以上的卡车的通过，以及一天内20,000辆的卡车的造访。这一进程的核心是一个门禁系统，在这个系统下，每辆车被配置一个信号来调节卡车交通流量。它设计为每闸口每工时卡车移动数量从10辆提高到20辆，将闸口峰值系数降低25%，削减闸口周转时间的 5%。目前这样的闸口系统也被我国的部分港口采用，比如天津港。由此也可见，闸口在交通系统中的作用，随着社会的发展，人们对交通的要求也越来越高，智能闸口也会不断得到发展的。1.2智能交通闸口的组成1.2.1 闸口的基本结构智能交通闸口是以传感器采集车辆数据，以单片机作为核心控制部件，再辅以必要的电路，如放大电路等，将处理完的结果通过外围设备表现处理，比如报警器。它的基本结构可以分为以下几部分：（1） 传感器传感器是一种物理装置或者生物器官，能够探测、感受外界信号、物理条件（如光、热、湿度）或者化学组成（如烟雾），并能将探知的信息传递给其他装置或器。在本设计中，我们采用的是称重传感器和光电传感器。称重传感器是将非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、卢表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。本系统采用的是TC称重传感器。 光电传感器是将光信号转换成电信号的元件光电传感器是采用光电元件作为检 测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。在测量汽车速度的时候本系统采用的是对射型光电传感器，在实际操作的时候8