基于单片机的交通调查仪设计——硬件设计

论文字数:27485,页数:47  开题报告,任务书,

摘   要

     交通调查是一项非常重要的基础工作。调查资料是进行交通规划、交通分析、道路交通设施设计、建设及运营、交通管理与控制、交通安全和交通流理论等方面实践与研究的重要依据。为了发展我国的道路交通事业，必须积极开展系统的、有计划的交通调查工作。
交通调查有交通量、行车速度、密度、交通事故、OD调查等。不同的目的有不同的方法，而以现有的调查方法，多数调查需要投入大量的人力物力并且调查手段原始落后。一些交通调查仪简单原始，精确度不高；无法与计算机连接，导致后期数据整理分析工作量大等缺点。为此需要一种新型的数据采集和处理系统以适应现代研究和发展的需要。
本文在系统地分析了各种交通调查和分析方法的基础上，提出了便携式交通调查设备的设计方法。本系统硬件部分以单片机为主控制器，以OCM12864液晶显示器为人机交互界面，通过键盘输入实现实时的数据采集和存储；通过串口通讯模块实现单片机与PC机之间的数据传输。本系统的下位机编程部分以单片机C语言编写，程序部分与硬件模块各部分一一对应，主要有八大部分：主函数、8155的初始化和读写部分、液晶显示部分、键盘输入与中断部分、看门狗部分、实时时钟部分、AT24C64读写部分、串口通信部分，通过伟福仿真器进行软件仿真调试。

关键字：交通调查；交通调查设备；单片机.

ABSTRACT
       Traffic survey is a very important foundation work.The survey data is the important basis of the practice and research work in transportation plan,traffic analysis,traffic facility design,construction and operation management,traffic control,traffic safety,transportation flux and so on.In order to develop our country''''s road traffic career,it is essential to carry out the traffic survey work systemic and planedly.
The raffic survey includes the volume of traffic,driving speed,density,traffic accident,OD investigation,traffic flux investigation and so on.The different goal counterparts different method.But by the existing investigation method,most investigations need to use lots of manpower and resource and the survey method is unadvanced.Some traffic survey equipment is simple,primitive, has low precision,unable to connect computer.All these cause the shortcoming of heavy later period data ordering and analysis work and so on.To adapt the modern research and the need to developing,one new data acquisition and the processing system is necessay.
Based on the systematic analysis of the various traffic survey and analysis methods proposed on the basis of the portable traffic survey equipment design.The system hardware to MCU-based controller, to OCM12864 liquid crystal displays for human-computer interface, typing in real-time data acquisition and storage, through serial communications module to achieve data transfer between the SCM and the PC .Under the present system of machine-SCM C programming language to some of the preparation, procedures and some parts of one-to-one hardware module, there are eight parts: the main function, 8155 and the initial reading and writing part of the liquid crystal display, keyboard Input and disruption of the watchdog part of the real-time clock, AT24C64 reading and writing part of the serial communication, through-Weifu Simulator simulation software debugging.

Keywords:traffic servey; tracffic servey equipent; single-chip computer

目  录
第一章  绪论
1.1 课题研究的背景…………………………………………………1
1.2 课题研究的必要性………………………………………………2
1.3 课题研究的具体内容……………………………………………2
1.4 课题研究的结构安排……………………………………………2
第二章  交通调查基本理论
2.1 交通量调查………………………………………………………3
2.1.1 交通量的定义及相关术语 ………………………………3
2.1.2 交通量计数方法 …………………………………………5
2.1.3 交通量调查方法 …………………………………………5
2.2 通行能力调查  …………………………………………………5
2.2.1 通行能力的定义及其分类 ………………………………6
2.2.2 通行能力调查的必要性 …………………………………6
2.2.3 通行能力的调查方法 ……………………………………6
2.3 起讫点调查(OD调查) …………………………………………10
2.4 车速调查 ………………………………………………………12
2.5 行车延误调查 …………………………………………………14
第三章  交通量调查方法分析
3.1 人工观测法（计数）和机械观测法 …………………………17
3.2 浮动车法 ………………………………………………………19
3.3 摄影（像）法和航摄法 ………………………………………20
3.4 基于GPS的方法 ………………………………………………21
第四章  手持交通调查仪的硬件设计和实现
4.1 手持交通调查仪的整体设计方案 ……………………………22
4.1.1 手持交通调查仪实现功能  ……………………………22
4.1.2 硬件系统结构  …………………………………………22
4.2  手持交通调查仪的硬件设计  ………………………………23
 4.2.1 单片机芯片……………………………………………23
 4.2.2 时钟模块………………………………………………24
 4.2.3 存储模块………………………………………………26
 4.2.4 串口通信模块…………………………………………28
 4.2.5 I/O扩展模块（8155）和系统的地址分配 …………29
 4.2.6 电路和键盘中断电路…………………………………31
 4.2.7 液晶显示模块…………………………………………33
第五章  手持交通调查仪下位机软件设计
5.1手持交通调查仪相应的软件程序的编写  ……………………36
 5.1.1下位机软件结构 ………………………………………36
 5.1.2 液晶显示模块驱动程序 ………………………………37
 5.1.3 矩阵键盘电路的软件设计 ……………………………39
5.2 手持交通调查仪的液晶显示界面 ……………………………40
5.3 手持式交调查仪的数据存储格式 ……………………………42
5.4 手持交通调查仪的软件仿真调试 ……………………………43
第六章：毕业设计的总结和展望
6.1总结………………………………………………………………45
6.2展望………………………………………………………………45
参考文献 …………………………………………………………46
附录1 手持交通调查仪硬件原理图  ………………………………47
致谢 ………………………………………………………………48