车辆检测识别系统的设计

本科毕业论文（设计）   题 目 车辆检测识别系统的设计       姓 名 董其涛 学号 201310529008   二级学院 机电工程学院   专 业 电子信息工程   指导教师 刘延春 职称 讲师 齐鲁理工学院教务处制       目  录 摘要    1 关键词    1 Abstract    1 Key words    1 1 绪论    2 1.1 研究背景及意义    2 1.2 关于智能交通系统的介绍    2 1.3 国内外研究现状    3 2  车辆检测识别系统的设计    3 2.1      3 2.2  车辆检测识别系统可行性研究    4 2.3  红外遥控系统特点及原理    4 3 系统的硬件设计    5 3.1 红外发射系统    5 3.2 红外接收系统    10 3.3  系统单片机选择    13 3.3 无线发射部分    13 3.5 无线接收部分    14 3.5.1  YCJSl00系列的无线接收模块    14 3.5.2 连接AVR单片机系统和无线接收模块    15 3.6 AVR单片机系统和微机的串行联网及通信    16 3.7  无线数据传输的实现    17 4 结论    17 参考文献    18 致谢    19 附录A  系统总电路图    20 附录B  发射程序    21 附录C  接受程序    23 车辆检测识别系统的设计 电子信息工程专业学生    董其涛 指导教师    刘延春 摘要：车辆检测识别系统是现在社会对车辆管理不可或缺的技术。本车辆检测识别系统的设计以AVR(AT90S8515)单片机为控制器。系统包括红外传输和无线传输两个部分。红外传输由稳态电路、编译码器、振荡电路等组成，完成红外信号的发射和接收。无线传输是单片机收到触发指令后把车辆的信息通过无线传输的方式发送到接收部分的单片机上，最后通过串行口到达检查人员的微机上。 检查人员利用系统快速准确的获得车辆的信息。 关键词：单片机  无线传输  红外传输  车辆检测识别    The Design of Vehicle Detection Identification System Student majoring in electronic information engineering    Dong Qitao Tutor    Liu Yanchun  Abstract: Vehicle detection and identification system is now an indispensable technology for vehicle management. The vehicle detection and identification system design to AVR (AT90S8515) single-chip microcontroller for the controller. The system includes both infrared transmission and wireless transmission. Infrared transmission from the steady-state circuit, codec, oscillation circuit, etc., to complete the infrared signal transmission and reception. Wireless transmission is a single chip microcontroller to receive the trigger command after the vehicle's information through the wireless transmission of the way to receive part of the single-chip microcontroller, and finally through the serial port to reach the inspectors on the computer.Inspectors use the system to quickly and accurately obtain vehicle information. Key words:Single-Chip Microcontroller;Wireless transmission;Infrared transmission;Vehicle detection identification. 1 绪论 1.1 研究背景及意义 当今社会，人们的生活富裕殷实，精神文明在某种程度上也得到了极大提高，社会经济水平更是突飞猛进，反应到数据上便是我国机动车保有量的增长。从《2015年中国机动车污染防治年报》可以看出[1]，到2014年全国机动车保有量从2010年的1.90亿增加到2.46亿，年均增长高达6.6%，其中汽车保有量由原来的7.72千万增加到现在的1.45亿，年均增长17.0%。截至2014年，汽车占机动车总量的58.8%，远远超过摩托车并占主导地位，其中柴油车和燃气车占15.3%，汽油车占84.7%。 但是，看似欣欣向荣的美好景象背后却给人们的身体、生活甚至方方面面带来了诸多隐患。现阶段由于汽车保有量的上升，加之城市交通道路设施不够完善，导致了道路拥堵的情况与日俱增。但是我们看到它对于现今日益繁重的交通压力已然是捉襟见肘了。造成现阶段这些问题的主要原因，一方面是由于老的城镇道路规划不够合理，而现今若想拆除重建困难重重；另一方面汽车驾驶者中一些违规乱停乱放，不遵守交通规则的行为加重了城市道路的负担。可见智能交通系统在当今尤为重要。 1.2  关于智能交通系统的介绍 智能交通系统ITS(Intelligent Transport Systems)结合了数据通信传输技术、当今发达的科学技术、信息计算机技术以及人性化的管理服务，促使它在当代交通上更广泛高效地应用[1]。最终造成的优良结果是促使道路、人、车辆有机的结合在一起，高效合理运转。交通运输效率得以提高，交通安全事故发生有效减少，还达到保护生态环境的目的。ITS现阶段没有更加权威合理的解释，但它所包括的系统必然包括交通管理控制中心系统、电子收费系统 、通信系统、信息显示服务系统、应急管理系统、重点车辆监护系统、高效客货运输系统、车辆需加装的电子设备。 智能交通系统(Intelligent Transport Systems)其中就包括车辆检测识别系统。车辆检测识别系统可以非常方便的调出你所需要的有关车辆的任何信息，这样的操作借助互联网科技就可以实现。大大的提高了管理者的工作监管效率[2]。这次设计提到车辆检测识别系统，检测站的工作人员若想获得被检车辆的基本信息(诸如V1N码)只需要通过遥控器的按钮按动，这里运用了无线电的有关发出和接受信息的原理，这样的话工作人员可以在直接和车载微机系统取得联系之后，随即可以在接收站的微机显示屏上看到所需的一切详尽信息。 1.3  国内外研究现状 美国最早在本世纪60年代就已经开始了ITS有关方面的探讨，紧跟其后的是日本、欧洲。经历几十年的蓬勃发展有关ITS的研究形成了美日欧三足鼎立的局势，同时亚洲的一些发达国家对ITS的研究也初具规模[3]。我国的智能交通系统起步稍微晚些，最早也是从70年代才开始从国外引进了一些有关ITS的项目，并随即进行了有关其或类似其的基础的项目研究。直到九十年代初期，诸如上海、北京等一些特大城市引进了并且消化了智能交通系统，而且在现代城市交通运输中有了可观的进步和发展。 2 车辆检测识别系统的设计 2.1  方案 车辆检测识别系统设定有效范围，每当车辆驶入该范围之际，按动遥控按钮，红外检测信号随即产生，该信号传递至车载机并被解译，随之发出高电平脉冲，并用此触动引发单片机，单片机对于无线发射有控制作用，其被触发后随即将车载机中VIN码发出，由无线接收装置（位于检测站的）接收，再由AVR系统（检测站内）解译编码，最后把VIN码送到检测站，此时工作人员对车辆具体信息了如指掌[4]。 系统：检测站部分、车载机部分。如图2.1所示。 图2.1 车辆识别系统示意 被检测车辆必须随时接收来自检测的的测试命令，车载机被安装在机动车辆内 接收命令并即刻做出回应，将其有关资料传输到检测站，有了这些信息，工作人员便可以通过检测站的微机系统查询更为详尽的有关该车辆的信息资料。系统框图如图2.2所示。 图2.2 系统框图 2.2  车辆检测识别系统可行性研究 车辆检测识别系统设定有效范围，每当车辆驶入该范围之际，假设其行使速度为每小时150千米，而此时一串编码的发出时间大约为50ms。更何况，红外发射电路要连续两次发射编码，这样接受电路进行其识别才更加准确可靠。于此所耗费的时间就是100ms。另外，因为机动车不可能紧挨检测站，所以编码若只发送一次的话，接收站可能无法接收到完整可靠的信息，那么之后的一系列（解码）就无法完成[5]。为避免此类情况发生，便可将其设成：红外发射电路连续发10串编码（通过按一次按钮实现），那么此过程这就要0.5s。简单计算，机动车辆大约行使了走了25m（50ms×0.5s），相比红外线遥控的距离30m，由此可以看出该设计可行。 2.3  红外遥控系统特点及原理 系统：发射器、接收器。如图2.3所示。 (a)发射部分 (b)接收部分 图2.3 红外线遥控系统的框图 红外遥控系统分为频分制和码分制红外遥控两种。 码分制红外遥控电路的特征是脉冲数目的不同或者其组合的不同所现出的脉冲编码也是有所不同的。不同的编码就会发送出关于不同脉冲编码的信号，这时候需要分别按动不一样的指令键。调控电路，将指令信号转化成编码脉冲信号，然后使红外发射器发出信号，这就需要启动驱动电路[6]。收集的信号被放大后，再解调，最后由检出电路输出。 在频分制系统中，指令信号的发出和检出电路的形成，频率选择电路和多频振荡器共同组成了频分制系统。在该频分制系统系统中是通过译码电路和编码电路组建而成的。这样一来码分制和频分制红外遥控系统就大有不同。由于编码脉冲的频率较低，解调电路和调制电路在码分制中不能省去（在频分制系统中可省去）[7]。否则，接收电路会受光线影响，由此产生误差动作行为，产生误差，影响到系统的可靠性和抗干扰能力。 因此本系统设计采用的是码分制红外线遥控。仅一个指令信号，又具备较强的保密性能和抗干扰能力。