道路交通流量监测系统技术手册

〔交通运输道路交通流量监测系统技术手册〔交通运输道路交通流量监测系统技术手册道路交通信息监测系统技术手册20236第壹局部数据采集器硬件设计硬件构造资源安排GPIOGPIOGPIO功能和作用GPIO管脚功能和作用P0.7GPIOLEDP1.7接SHT11SDAP0.6未用,接PCF8563的CLKOUTP1.6SHT11SCLP0.5IRQ1,接WT3224模块中断P1.5IRQ2,传感器A的中断信号P0.4IRQ0,俩个传感器同时有效中断P1.4IRQ3,传感器B的中断信号P0.3未用,JTAGTRST信号P1.3I2CSDAP0.2RAM的BHEP1.2I2CSCL信号P0.1RAM的BLEP1.1串口TXDP0.0未用,特地用于下载P1.0串口RXD信号P2.7未用P2.6未用P4.0-P4.7 外部RAMD8-D15P2.5配置选通信号,低有效P3.0-P3.7 外部RAMD0—D7P2.4外部RAMCSP2.3外部RAMAEP2.2外部RAMRDP2.1外部RAMWR信号P2.0未用数据采集局部模拟信号数据采集ADC0 传感器A的输入信号ADC1 传感器B的输入信号ADC2 电池电压ADC16 ADuC数字信号采集SHT11 P1.7/P1.6PCF8563 I2C配置信息 由D7—D0数据线连接，由P2.5片选(用GPIO方式采集)DAC参考电压输出局部DAC3 传感器A的低阀值DAC2 传感器A的高阀值DAC1 传感器B的低阀值DAC0 传感器B的高阀值DACI2C用于连接实时时钟芯片PCF8563外部扩展存储器RAM局部外部RAM选用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K无线通讯模块局部WT3224。电源局部选用7.4V锂电池，为了保证电源的稳定性，使用BL1085进展稳压到5V给传感器3.3V其它(指示灯和配置)指示灯共有三个,其中有3.3V电源指示灯、工作状态指示灯、RF模块工作指示灯，V电源灯能够依据需要使用〔实际使用时不需要；工作状态指示灯的表现为工作时亮休眠时灭；RFRF数据采集局部原理承受GMR传感器实时采集地磁信号，经放大后送A/D采样，同时送阀值比较电路。当突然来车时，GMR发生变化，阀值比较电路产生信号引起CPU中断，从而获得需要的车流量和相关的车速和车长估量；最终通过RF为了避开干扰信号造成GMR信号变化，使用CPU的DAC功能输出跟踪地磁信号的变CPU承受休眠模式工作，RF另外使用了外部RAM进展数据保存，使用了日历芯片把握程序流程。能够手工配置工作模式、阀值大小和RF模块地址。其次局部数据采集器软件设计软件构造软件系统使用u-Vision3.0编写，程序构造如下：TMS-Aproject main.c〔包括初始化、流程把握程序〕------IRQ.c〔包括车流量检测程序〕-------sub.c子程序〔包括各类数据采集、保存、发送子程序〕-------myADuC7026.h主程序框图数据采集器的设计思路是尽量快速而有效地采集车流量和计算车速和车长，同时为了节约能源，在软件设计时，全部的车辆信息测量〔包括车流量、车速、车长〕都有GMR传感器的中断效劳程序完成〔GMR-A治理进入，GMR-B负责退出。也就是说寻常时刻，系统都处于休眠状态，来车后才唤醒工作。为了保证地磁跟踪，采集周期为2整个软件有工作模式配置，分为三个模式：Mode=1为定时发送，壹小时为壹个循环，Mode=23为测试方式，每分种发送壹次最的测试数据〔即使没有车辆信息，同时也实时0X20，结果数据发送地址为0x10，Mode3计数值就是车流量。各种函数定义主程序main.c main;中断效劳程序IRQ.c IRQ_hander irq唤醒中断------FIQ_hander fiq车流量/车速/车长测试程序子程序sub.c ADC模拟信号采集子程序-----DACout模拟信号输出子程序〔阀值跟踪〕----Get_T_H温度湿度采集子程序〔包括各类相关子程序〕----Get_Real_time实际时间采集子程序〔包括各类相关子程序〕----UART_Send_Buffer数据发送子程序〔包括各类发送相关子程序〕----常用延时子程序----Save_Current_Data保存当前测试结果子程序〔Mode1使用〕----Send_Save_Data发送保存数据子程序〔Mode1使用〕----Send_Current_Data发送当前测试结果子程序〔Mode2使用〕----Send_Test_Data发送当前测试数据子程序〔Mode3使用〕各种全程变量定义流程把握类:unsignedshortMode1_Counter,Mode2_Counter,Mode3_Counter 车流量计数器unsignedcharLocal_Addreee RFunsignedcharConfig_Data 配置数据unsignedcharWork_Mode 配置信息〔工作模式〕其 中 ：Config_Data=Work_Mode(D7/D6)+Vref_Bias(D5/D4)+Local_Address(D3—D0)参数类：unsignedcharStart_time[6],Real_time[6] 初始化时间，实际时间unsignedshortSensorA_Data,SensorB_Data GMRunsignedshortTemperature,Humidity 地表温度和湿度unsignedshortOperation_Temperature,Battery_Voltage 工作温度和电池电压unsignedshortCar_Speed,Car_Length 车速和车长unsignedshortVerf_Bias 阀值其它：UnsignedcharUART_Buffer_length,UART_Buffer_Data[90]-----串口发送长度和数据自定义：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10发送信息格式标准WSN设计，发送信息就壹条，总共27个字节，格式如下：AA55102016其中：全部数据均为16进制AA55 为帧头；10 目标地址，为固定值；模块地址 为本地RF模块地址；20 RF 为F模块要求后续信息长度0个字节；时间 为6个字节，分别为年、月、日、时、分、秒；车流量 为2个字节，高位在前，低位在后；车速 为2个字节，高位在前，低位在后；车长 为2个字节，高位在前，低位在后；温度 为2个字节，高位在前，低位在后，实际温度为除以10再减40；湿度 为2个字节，高位在前，低位在后；工作温度 为2个字节，高位在前，低位在后，实际温度为除以10；电池电压 为2个字节，高位在前，低位在后，实际电压为除以10；校验 为1个字节，为上述全部字节的异或值。第三局部数据集中器硬件设计硬件构造资源安排GPIOGPIOP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0P2.7

功能和作用GPRS-RXDT1功能，接风速传感器记数IRQ1GPRSIRQ0WT3224未用,JTAGTRST信号RAMBHERAM的BLELEDGPIO，接GPRSDTR

GPIOP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0

功能和作用接SHT11SDASHT11SCLIRQ2,雨量传感器中断信号GPIO，接蜂鸣器把握I2CSDAI2CSCL串口TXD信号〔WT3224〕串口RXD信号〔WT3224〕P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

GPIO，接配置选通信号，低有效P3.0-P3.7外部RAM的D0—D7GPIO，接风向选通信号，低有效P4.0-P4.7外部RAM的D8-D15RAMCSRAMAERAMRDRAMWRGPRS-TXD数据采集局部模拟信号数据采集ADC0 大气压力传感器ADC9 能见度传感器〔选配〕ADC10 电池电压ADC11 太阳光总辐射ADC16 ADuC数字信号采集SHT11 P1.7/P1.6PCF8563 I2C配置信息 由D7—D0数据线连接，由P2.6片选(用GPIO方式采集)风向采集 由D7—D0数据线连接，由P2.5片选(用GPIO方式采集)风速采集 由定时器T1计数雨量采集 有IRQ2中断计数RF通过IRQ0中断〔WT3224〕来猎取数据采集器的交通信息测试数据EEPROM标准〔，存储配置信息，标准C接口，存取内容为：1：WinTechTMSV1.02023-5-30 X公司名，工程名称，版本号，生成日期2：SIM6BCD3：IP6个字节，16进制格式I2C用于连接实时时钟芯片PCF8563外部扩展存储器RAM局部外部RAM选用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K无线通讯模块局部选用WT3224。北京沃英泰科有限X公司设计。无线远程通讯模块局部选用M580，为深圳有方科技有限X公司设计。电源局部选用12V太阳能，为了保证电源的稳定性和省电，使用LM2596进展稳压到5V给3.3V其它(指示灯和配置)指示灯共有五个,其中有3.3V电源指示灯、工作状态指示灯、RF模块工作指示灯各壹个，GPRS模块用指示灯2个。3.3V电源灯能够依据需要使用〔实际使用时不需要FRFGPRSGPRS数据集中器工作原理数据集中器主要有俩个任务，壹是采集本地的气象环境数据，包括气象7要素和光能见度，这些功能都是选配，可依据需要使用；另壹个是通过RF模块〔WT3224〕接收来自地面数据采集器的数据，然后转发给远程数据监控中心。另外使用了内部EEPROM进展关键信息的保存，主要分为3个页面，分别保存工程信SIMIPRAM进展气象数据的临时保存；F〔〔采样时间和发送时间〕以及工作模式。第四局部数据集中器软件设计软件构造软件系统使用u-Vision3.0编写，程序构造如下：TMS-Aproject main.c〔包括初始化、流程把握程序〕------IRQ.c〔RFGPRS中断配置〕-------Get_Data.c数据猎取子程序〔包括各类数据采集子程序〕-------Send_Data.c数据发送子程序〔包括数据发送、保存子程序〕-------Common.c通用子程序库〔包括延时和初始化相关子程序〕-------myADuC7026.h主程序框图数据集中器的设计思路比较清楚，其主要工作就是将下端数据采集器通过RF模块发来的车辆交通〔车流量、车速、车长〕转发到远程的数据治理中心，为了使产品功能更加丰富，增加了气象数据采集功能，特别是交通部门需要的能见度采集数据。全部下端数据的RF采集和转发都由中断效劳程序完成，这样设计的主要目的是为了节约能源，为了防止SIM卡被意外停机，每分钟发送壹次信息〔包括实际时间、气象数据。设计了壹小时保存壹次气象数据，由远程数据中心依据需要是否猎取，具体的采样时间能够由系统配置〔5秒、10秒、20秒、30秒四种选择。为便利调试，仍设计了测试数据发送功能。留意测试数据地址为0x20。中断效劳程序框图中断效劳程序是整个数据集中器的核心局部F模块接收到下端发来的车辆交通信息后产生外部中断〔XIRQ，进入中断效劳程序后，通过串口接收数据〔为了保证数据接收的〔〔PD号等，据接收中心。中断效劳程序中仍有唤醒中断和雨量计数中断，上述框图中没有说明。同时中断程序中GPRS各种函数定义主程序main.c main;中断效劳程序IRQ.c IRQ_hander irq唤醒中断/雨量中断/WT3224中断效劳程序------FIQ_hander fiqGPRS子程序Get_Data.c Get_Analog_Data模拟信号采集及相关子程序------Get_Digital_Data数字信号采集及相关子程序------Get_Real_time实际时间采集及相关子程序子程序Send_Data.c Send_Heart_Data发送心跳报子程序----Send_Test_Data发送测试数据子程序----Save_Current_Data保存当前气象数据子程序子程序Common.c 通用延时子程序GPRS各种全程变量定义流程把握类:unsignedcharLocal_Addreee RFunsignedcharConfig_Data 配置数据unsignedcharERROR_Code GPRS其 中 ：Config_Data=Test_Flag(D7)+D6+Sample_Time(D5/D4)+Local_Address(D3_D0)Local_Address=D3—D0+0x10参数类：unsignedcharStart_time[6],Real_time[6] 初始化时间，实际时间unsignedshortWind_Speed,Wind_Direction 风速，风向unsignedshortAir_Temperature,Humidity 大气温度和湿度unsignedshortAir_Pressure,Precipitation_Intensity 大气压力和降水强度unsignedshortRadiation_Intensity,Light_Visibility 光辐射和能见度unsignedshortOperation_Temperature,Battery_Voltage 工作温度和电池电压其它：unsignedcharUART_Buffer_length,UART_Buffer_Data[90] 串口发送长度和数据unsignedcharSensor_ID[4],IP_Address[4] ID号，IPunsignedshortIP_Port IP端口号自定义：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10发送信息格式信息格式有俩种，壹种是心跳报文，壹种是转发下端发来的结果数据。A〕33AA55SIM_ID10时间风速风向温度湿度压力雨量光辐射能见度工作温度电池电压校验其中：全部数据均为16进制AA55 为帧头；