单片机的车流量调度系统硬件设计部分(附件)
司机能及时掌握各路段的车流量情况并根据自己的情况作出合理的选择，这对于解决交通拥堵问题非常重要。于是，研发出适合我国道路基本情况和拥有稳定性好的调度设备变得非常关键。本课题研究在各路段布置传感器接收固定路段相对时间内的车辆行驶的信息，信息发送给控制中心并对其进行信息分析及存储。监控部分选出较为拥堵的路段，将路况信息反馈给用户,同时可扩展经CC2420无线发送模块将信息传输到以太网，并通过LCD显示，司机根据自己的情况来选择合理的路段，最终完成车流量调度。经过软件仿真测试，结果显示与以往的人力管理制度相比，此技术在时间、效率和人力上都有较大改善。关键词 传感器，MSP430，LCD 目录
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 本文主要研究内容 2
2 总体方案 2
2.1系统框图 2
2.2 设计方案选择比较 2
3 硬件系统设计 3
3.1MSP430单片机主模块 3
3.1.1MSP430介绍 3
3.1.2 MSP430最小系统 7
3.2传感器模块 8
3.2.1压力传感器工作原理 8
3.2.2传感器与MSP430连接图 9
3.3 无线收发模块 9
3.3.1 ZigBee 技术特点 9
3.3.2 CC2420介绍 10
3.3.3 CC2420与MSP430连接图 11
3.4 显示模块 13
3.4.1 LCD1602 13
3.4.2 LCD1602与单片机连接图 13
4 硬件测试 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录A 系统原理图 20
1 引言
1.1 课题背景
近几十年来，我国经济发展迅速，人们的生活质量显著改善，购买能力也随之提高，人们已将汽车视为必不可少的交通工具。城市居民对于出行，特别是向北京、上海这样的国际大都市交通拥堵的路段，车流量的检测和调度已成为交通管理部门的主要工作。如 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
6
致谢 17
参考文献 18
附录A 系统原理图 20
1 引言
1.1 课题背景
近几十年来，我国经济发展迅速，人们的生活质量显著改善，购买能力也随之提高，人们已将汽车视为必不可少的交通工具。城市居民对于出行，特别是向北京、上海这样的国际大都市交通拥堵的路段，车流量的检测和调度已成为交通管理部门的主要工作。如何让居民准确知道各路段的现状，高效率地出行，已经是交通部门面临的一个难题。为了使内部更加规范地管理，提高运行质量，给司机提供更好的服务，急需研发一套用来疏导车流量的调度系统，反馈信息，使对车辆的管理更加信息化和科学化，节省人力、物力以及财力。针对现阶段国内车辆调度系统的生产厂家较少，产品质量不高，而欧洲进口价格过高，电路接口过少，不能对车型分类的情况，我们研究开发了以MSP430单片机为核心的车流量调度系统。经大量试验及应用比较我们开发的车流量调度与外国研发的系统相比具有价格低，性能强，分辨率高，电路接口多等优势。
放眼全球，对于交通管理的研发数不胜数数，尤其是先进的车流量调度更是运用的淋漓尽致。比如，检测系统主要是经过信号接收端来记录车辆的行驶情况，从而司机之间的交流更为快捷、方便。而在管理系统部分主要是实现车与人之间的信息交流。如此先进又智能的技术，拥有相当广泛的应用范围。此技术已最先在欧洲等地开始了实际应用，而且系统获得了有效的信息交流，最终实现智能交通的管理。这一应用称为“车?路”信息系统的智能交通。虽然国外技术迅速发展，车流量调度技术已经非常普遍，但它在我国的发展趋势一直不是太高。调查研究发现，我国交通部门还是大部分采用人工调控和疏导，且都错误的认为人力调度更加方便。
1.2 课题研究的意义
该论文提出一个车流量调度系统的模型，MSP430单片机在收到压力传感器的信息后，将一定时间内通过的车辆数目显示在LCD上，给司机提供路段车流量状况，车主根据自己的情况做出选择，更加有效和便捷地实现了车辆导流，对交通管理具有重大的意义。采用压力传感器，交警无需考虑违章车辆经过行驶线时旁边的传感器不会受到影响，也不用考虑装好传感器后，路面需要维修的情况，也确保监控中心快速掌握各路段情况，提高工作效率。
1.3 本文主要研究内容
经压力传感器网络等感应设备接收到数字信号，信息传送到MSP430，RAM中存储的数据将开始发送给监控中心，另外，MSP430将监控中心反馈来的数据显示在LCD1602上，另经无线发送模块CC2420将信息传输到以太网，最终将实时路况发送给司机，司机做出判断选择道路，实现车流量调度。
2 总体方案
本课题是模拟道路车流量的检测和调度，基于传感器网络技术，完成传感器节点设计，主要系统部分由MSP430单片机、CC2420无线收发模块、压力传感器BF350和LCD显示组成。
2．1系统框图
图2.1系统框图
2.2 设计方案选择比较
在进行设计之前，主要考虑到了系统的以下几个特点：
1.微型化：本设计中，要求涉及的产品轻巧易携带，可以随时移动到不同的路口，这就要求各个部件高度集成，尺寸相对较小；
2.低功耗：由于本设计要放置在无人值守的交通路口，所以要使用电池供电，这就需要各个模块具有低功耗；
3.处理速度快：由于道路上车流量较多，所以传感器采集的信息量会很大，这就要求单片机要具备较快的处理速度；
4.成本低：传感器网络要置于室外环境，受外部环境影响较大，损坏率会较高，所以要求各个部件成本要低廉；
5.量程大：由于传感器结点要置于路面，会接触到各种力的作用，所以压力传感器的测量精度要高，范围要大一些，而且受温度影响要小；
基于以上几点，本设计采用如下几种器件来完成设计：
单片机的选择
本设计中，我们采用MSP430系列单片机。之所以选择MSP430单片机，主要是基于以下几点：
MSP430系列单片机拥有内部AD转换模块，不需要外接ADC模块；
MSP430单片机采用了精简指令结构，只有简洁的27条指令；
MSP430单片机拥有极低的功耗（6种低功耗模式，AM，LM0~LM4）；
MSP430单片机具有16位架构，同时数据总线可以转换为8位，而51只有8位总线；
基于以上几点，本系统采用MSP430单片机作为控制芯片
无线模块的选择
本设计要求节点体积小、低功耗、外围电路简单，不需要复杂的外围调理数字转换器，而cc2420正是一款体积小，功耗低，适合家庭及工业控制的无线收发芯片，并且，它兼容2.4GHZ IEEE802.15.4无线通信协议。
压力传感器
本设计采用德州仪器公司的高精度应变片压力传感器BF350作为路面车辆信息采集元件。它具有体积小，精度高，受温度影响小等优点，BF350的典型电阻值是350Ω，，灵敏系数是2.12，灵敏度系数分散是<=±0.1％，应变极限是2.0％，温度自补偿系数是9,11,16,23,27，温度
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 本文主要研究内容 2
2 总体方案 2
2.1系统框图 2
2.2 设计方案选择比较 2
3 硬件系统设计 3
3.1MSP430单片机主模块 3
3.1.1MSP430介绍 3
3.1.2 MSP430最小系统 7
3.2传感器模块 8
3.2.1压力传感器工作原理 8
3.2.2传感器与MSP430连接图 9
3.3 无线收发模块 9
3.3.1 ZigBee 技术特点 9
3.3.2 CC2420介绍 10
3.3.3 CC2420与MSP430连接图 11
3.4 显示模块 13
3.4.1 LCD1602 13
3.4.2 LCD1602与单片机连接图 13
4 硬件测试 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录A 系统原理图 20
1 引言
1.1 课题背景
近几十年来，我国经济发展迅速，人们的生活质量显著改善，购买能力也随之提高，人们已将汽车视为必不可少的交通工具。城市居民对于出行，特别是向北京、上海这样的国际大都市交通拥堵的路段，车流量的检测和调度已成为交通管理部门的主要工作。如 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
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致谢 17
参考文献 18
附录A 系统原理图 20
1 引言
1.1 课题背景
近几十年来，我国经济发展迅速，人们的生活质量显著改善，购买能力也随之提高，人们已将汽车视为必不可少的交通工具。城市居民对于出行，特别是向北京、上海这样的国际大都市交通拥堵的路段，车流量的检测和调度已成为交通管理部门的主要工作。如何让居民准确知道各路段的现状，高效率地出行，已经是交通部门面临的一个难题。为了使内部更加规范地管理，提高运行质量，给司机提供更好的服务，急需研发一套用来疏导车流量的调度系统，反馈信息，使对车辆的管理更加信息化和科学化，节省人力、物力以及财力。针对现阶段国内车辆调度系统的生产厂家较少，产品质量不高，而欧洲进口价格过高，电路接口过少，不能对车型分类的情况，我们研究开发了以MSP430单片机为核心的车流量调度系统。经大量试验及应用比较我们开发的车流量调度与外国研发的系统相比具有价格低，性能强，分辨率高，电路接口多等优势。
放眼全球，对于交通管理的研发数不胜数数，尤其是先进的车流量调度更是运用的淋漓尽致。比如，检测系统主要是经过信号接收端来记录车辆的行驶情况，从而司机之间的交流更为快捷、方便。而在管理系统部分主要是实现车与人之间的信息交流。如此先进又智能的技术，拥有相当广泛的应用范围。此技术已最先在欧洲等地开始了实际应用，而且系统获得了有效的信息交流，最终实现智能交通的管理。这一应用称为“车?路”信息系统的智能交通。虽然国外技术迅速发展，车流量调度技术已经非常普遍，但它在我国的发展趋势一直不是太高。调查研究发现，我国交通部门还是大部分采用人工调控和疏导，且都错误的认为人力调度更加方便。
1.2 课题研究的意义
该论文提出一个车流量调度系统的模型，MSP430单片机在收到压力传感器的信息后，将一定时间内通过的车辆数目显示在LCD上，给司机提供路段车流量状况，车主根据自己的情况做出选择，更加有效和便捷地实现了车辆导流，对交通管理具有重大的意义。采用压力传感器，交警无需考虑违章车辆经过行驶线时旁边的传感器不会受到影响，也不用考虑装好传感器后，路面需要维修的情况，也确保监控中心快速掌握各路段情况，提高工作效率。
1.3 本文主要研究内容
经压力传感器网络等感应设备接收到数字信号，信息传送到MSP430，RAM中存储的数据将开始发送给监控中心，另外，MSP430将监控中心反馈来的数据显示在LCD1602上，另经无线发送模块CC2420将信息传输到以太网，最终将实时路况发送给司机，司机做出判断选择道路，实现车流量调度。
2 总体方案
本课题是模拟道路车流量的检测和调度，基于传感器网络技术，完成传感器节点设计，主要系统部分由MSP430单片机、CC2420无线收发模块、压力传感器BF350和LCD显示组成。
2．1系统框图
图2.1系统框图
2.2 设计方案选择比较
在进行设计之前，主要考虑到了系统的以下几个特点：
1.微型化：本设计中，要求涉及的产品轻巧易携带，可以随时移动到不同的路口，这就要求各个部件高度集成，尺寸相对较小；
2.低功耗：由于本设计要放置在无人值守的交通路口，所以要使用电池供电，这就需要各个模块具有低功耗；
3.处理速度快：由于道路上车流量较多，所以传感器采集的信息量会很大，这就要求单片机要具备较快的处理速度；
4.成本低：传感器网络要置于室外环境，受外部环境影响较大，损坏率会较高，所以要求各个部件成本要低廉；
5.量程大：由于传感器结点要置于路面，会接触到各种力的作用，所以压力传感器的测量精度要高，范围要大一些，而且受温度影响要小；
基于以上几点，本设计采用如下几种器件来完成设计：
单片机的选择
本设计中，我们采用MSP430系列单片机。之所以选择MSP430单片机，主要是基于以下几点：
MSP430系列单片机拥有内部AD转换模块，不需要外接ADC模块；
MSP430单片机采用了精简指令结构，只有简洁的27条指令；
MSP430单片机拥有极低的功耗（6种低功耗模式，AM，LM0~LM4）；
MSP430单片机具有16位架构，同时数据总线可以转换为8位，而51只有8位总线；
基于以上几点，本系统采用MSP430单片机作为控制芯片
无线模块的选择
本设计要求节点体积小、低功耗、外围电路简单，不需要复杂的外围调理数字转换器，而cc2420正是一款体积小，功耗低，适合家庭及工业控制的无线收发芯片，并且，它兼容2.4GHZ IEEE802.15.4无线通信协议。
压力传感器
本设计采用德州仪器公司的高精度应变片压力传感器BF350作为路面车辆信息采集元件。它具有体积小，精度高，受温度影响小等优点，BF350的典型电阻值是350Ω，，灵敏系数是2.12，灵敏度系数分散是<=±0.1％，应变极限是2.0％，温度自补偿系数是9,11,16,23,27，温度
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