電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文.doc

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 智能交通閘口安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別：理學(xué)院 專業(yè)名稱：電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號(hào)：0811121215 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間：2012年5月22日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué) 院理學(xué)院指導(dǎo)教師譚保華職 稱副教授學(xué)生姓名蘭濤專業(yè)班級(jí)08信科2班學(xué) 號(hào)0811121215設(shè)計(jì)題目智能交通閘口安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容目標(biāo)和要求（設(shè)計(jì)內(nèi)容目標(biāo)和要求、設(shè)計(jì)進(jìn)度等）設(shè)計(jì)要求：完成一個(gè)智能交通閘口安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用單片機(jī)為核心，采用光電和壓力等傳感器，智能監(jiān)控交通閘口前的車輛情況，自動(dòng)獲得車輛的速度、重量、高度和寬度參數(shù)，若不超過閘口設(shè)定的安全值，則自動(dòng)放行；若超過閘口設(shè)定

2、的臨界值，系統(tǒng)就提前自動(dòng)報(bào)警攔停車輛，防止對(duì)交通閘口產(chǎn)生安全影響。要求完成對(duì)系統(tǒng)的全部軟硬件設(shè)計(jì)，并經(jīng)過仿真調(diào)試通過。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1) 前期完成閱讀40篇專業(yè)相關(guān)參考文獻(xiàn)，其中英文占1/3，并翻譯一篇4000字左右的英文文獻(xiàn)，英文文獻(xiàn)內(nèi)容不做專門指定，可以自己選擇與專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，但要經(jīng)過老師審核確認(rèn)；2) 完成硬件選擇，熟悉所選擇硬件的參數(shù)；3) 繪制出必要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和原理圖；4) 智能交通閘口安全監(jiān)控系統(tǒng)原理及其實(shí)現(xiàn)；5) 基于Protel的PCB電路圖（電氣調(diào)試通過）；6) 必要的C語言和匯編程序，并調(diào)試通過；7) 程序或硬件正確的運(yùn)行結(jié)果；8) 基于設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的畢業(yè)論文。設(shè)計(jì)進(jìn)度：20

3、12年1月10日，下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)；2012年1月11日-3月上旬，查閱資料，準(zhǔn)備開題報(bào)告，前期設(shè)計(jì)工作；2012年3月上旬，開題答辯；2012年4月-5月，畢業(yè)設(shè)計(jì)過程；2012年5月底，畢業(yè)答辯。指導(dǎo)教師簽名：2012年 1 月 8 日基層教學(xué)單位審核學(xué) 院審 核 基于單片機(jī)的智能交通閘口設(shè)計(jì)摘 要 智能交通閘口是現(xiàn)在交通系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的一部分，交通部門或者企業(yè)個(gè)人可以通過一個(gè)智能閘口檢測通過閘口的汽車的參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的安全值作比較，并通過外圍設(shè)備，比如報(bào)警器或者柵欄來阻止不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的車輛通過。它廣泛應(yīng)用于交通管理以及倉庫貨物進(jìn)出口等，能夠減少人工勞動(dòng)量，并有

4、效降低車輛超載對(duì)道路的損害。本文詳細(xì)闡述了通過單片機(jī)，將壓力傳感器和光電傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，與系統(tǒng)設(shè)定的值作比較，如果不符合，系統(tǒng)將會(huì)通過報(bào)警器來提示。需要檢測的數(shù)據(jù)包括汽車的速度，高度，噸位。關(guān)鍵字：智能閘口；單片機(jī)；多傳感器Intelligent Transportation Gate Based on MCUAbstractIntelligent transportation gate plays a very important role in modern transportation, Traffic department or enterprise s can use a

5、n 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

6、 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 m

7、icrocomputer, 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

8、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目錄 第一章 緒論 1.1智能交通閘口的發(fā)展現(xiàn)狀1.2智能交通閘口的組成 1.2.1 閘口的基本結(jié)構(gòu) 1.2.2 閘口的基本原理

9、 1.2.3 閘口的性能分析 1.3 本設(shè)計(jì)思路第二章 系統(tǒng)方案論證和選型 2.1 控制器部分 2.2 數(shù)據(jù)采集部分 2.2.1 傳感器的選擇 2.2.2 放大電路的選擇第三章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 總體規(guī)劃 3.2 主控制器電路 3.3 傳感器放大電路第四章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 系統(tǒng)應(yīng)用程序組成4.2 主程序流程圖 緒 論1.1智能交通閘口的發(fā)展現(xiàn)狀 交通是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提高的基本條件，中國自古以來把衣食住行列為人們生存的四大要素。而在當(dāng)今社會(huì)，交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)達(dá)程度更是衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)?/p>

10、需求明顯增長，交通運(yùn)輸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的聯(lián)系也越來越密集，使得交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和交通運(yùn)輸成為經(jīng)濟(jì)生活中最活躍的因素之一，導(dǎo)致車和路的矛盾、交通和環(huán)境的矛盾過早地降臨到發(fā)展中的中國。智能交通系統(tǒng)也就在這種經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的條件下在中國得到應(yīng)用和發(fā)展。智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，簡稱ITS）是以信息通信技術(shù)將人、車、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一，而建立起的大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS將有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量，并以推動(dòng)社會(huì)信息化及形成

11、新產(chǎn)業(yè)受到各國的重視。我國的學(xué)者是在90年代初開始關(guān)注國際上ITS的發(fā)展的，他們通過各種方式將ITS介紹到中國。其實(shí)，中國的ITS前身或基礎(chǔ)工作早在70年代末已經(jīng)開始，當(dāng)時(shí)交通部公路科學(xué)研究所與北京市公安局合作首次在中國進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制交通信號(hào)的工程試驗(yàn)，80年代初國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“津塘疏港公路交通工程研究”，首次在高等級(jí)公路上把計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)用于監(jiān)視和管理系統(tǒng)。在1986年1995年期間國家在交通管理系統(tǒng)方面開展了一系列科學(xué)研究和工程實(shí)施，在城市交通管理、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等方面取得多項(xiàng)科研成果，并開發(fā)生產(chǎn)了車輛檢測器、可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志、緊急電話、

12、分車型檢測儀、通信控制器、監(jiān)控地圖板等專用設(shè)備，制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，無疑這些工作是我們今天進(jìn)行ITS研究和開發(fā)的基礎(chǔ)。而智能交通閘口是智能交通系統(tǒng)中非常重要的部分，它的發(fā)展也是與交通系統(tǒng)息息相關(guān)的，從最早期的人工開關(guān)閘口，到現(xiàn)在的全 自動(dòng)閘口關(guān)閉，從早期的簡單的幫助攔截檢查過往的人和物，到現(xiàn)在幫助控制交通流量，實(shí)現(xiàn)交通資源的合理利用，從早期的完全人工操作模式，到現(xiàn)在的智能模式，它的發(fā)展也是時(shí)代發(fā)展的結(jié)果。目前交通閘口不再是局限于交通道路的管理，還應(yīng)用于倉庫，碼頭等。目前主流的智能閘口系統(tǒng)主要是由電子系統(tǒng)構(gòu)成的，通過外圍的監(jiān)控，檢測，報(bào)警等設(shè)備對(duì)車輛實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理。在2011年，全球十

13、大集裝箱港之一的迪拜港采用了最先進(jìn)的的閘口自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將集裝箱卡車的平均通關(guān)時(shí)間由3分鐘減少到只需 30 秒鐘。該系統(tǒng)采用了高度發(fā)達(dá)的技術(shù)，包括光學(xué)字符識(shí)別 (OCR) 閱讀集裝箱號(hào)碼和無線射頻識(shí)別 (RFID) 跟蹤卡車。該射頻技術(shù)可以越過港口的碼頭1和2的26個(gè)自動(dòng)門的軌道。它能夠處理在高峰期每小時(shí)2000輛以上的卡車的通過，以及一天內(nèi)20,000輛的卡車的造訪。這一進(jìn)程的核心是一個(gè)門禁系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)下，每輛車被配置一個(gè)信號(hào)來調(diào)節(jié)卡車交通流量。它設(shè)計(jì)為每閘口每工時(shí)卡車移動(dòng)數(shù)量從10輛提高到20輛，將閘口峰值系數(shù)降低25%，削減閘口周轉(zhuǎn)時(shí)間的 5%。目前這樣的閘口系統(tǒng)也被我國的部

14、分港口采用，比如天津港。由此也可見，閘口在交通系統(tǒng)中的作用，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)交通的要求也越來越高，智能閘口也會(huì)不斷得到發(fā)展的。1.2智能交通閘口的組成1.2.1 閘口的基本結(jié)構(gòu)智能交通閘口是以傳感器采集車輛數(shù)據(jù)，以單片機(jī)作為核心控制部件，再輔以必要的電路，如放大電路等，將處理完的結(jié)果通過外圍設(shè)備表現(xiàn)處理，比如報(bào)警器。它的基本結(jié)構(gòu)可以分為以下幾部分：（1） 傳感器傳感器是一種物理裝置或者生物器官，能夠探測、感受外界信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或者化學(xué)組成（如煙霧），并能將探知的信息傳遞給其他裝置或器。在本設(shè)計(jì)中，我們采用的是稱重傳感器和光電傳感器。稱重傳感器是將非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換

15、成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。按照稱重傳感器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、盧表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。對(duì)稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要?。荒茉谳^差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。本系統(tǒng)采用的是TC稱重傳感器。 光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元件光電傳感器是采用光電元件作為檢 測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。在測量汽車速度的時(shí)候本系統(tǒng)采用的是對(duì)射型光電傳感器，在實(shí)際操作的時(shí)候8