【正文】 整體 硬件實現(xiàn)原理介紹 ......................................................................................... 14 硬件設(shè)計部分主要芯片功能簡介 ....................................................................... 14 MSP430F5438A—MCU ............................................................................... 14 28nm Cyclone174。 V—FPGA......................................................................... 17 IA4432—無線通信 ....................................................................................... 18 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 HMC5843—3 軸數(shù)字羅盤 ........................................................................... 19 TRF7970A— 射頻識別 ................................................................................. 20 系統(tǒng)各功能模塊硬件設(shè)計 .................................................................................... 21 主控制器電路實現(xiàn) ....................................................................................... 21 交通信號燈控制電路實現(xiàn) .......................................................................... 22 傳感器控制電路實現(xiàn) ................................................................................... 24 第 5 章 交通信號燈控制器軟件實現(xiàn) ................................................................................. 28 軟件整體設(shè)計思路 ................................................................................................. 28 算法與程序設(shè)計流程圖 ......................................................................................... 28 主控制器程序設(shè)計 ....................................................................................... 28 傳感器，交通信號燈控制程序設(shè)計 ......................................................... 34 第 6 章 總結(jié)與收獲 ................................................................................................................ 39 致 謝 ...................................................................................................................................... 40 參考文獻 ...................................................................................................................................... 41 附 錄 ...................................................................................................................................... 43 附錄 1 系統(tǒng)原理圖 ........................................................................................................ 43 附錄 2 系統(tǒng) PCB 設(shè)計圖 .............................................................................................. 45 附錄 3 外文參考資料翻譯（原文、譯文） ............................................................ 46 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 1 章 緒論 智能交通系統(tǒng)英文名稱為 Intelligent Transportation System，其縮寫為 ITS。 ITS系統(tǒng)是一種智能的交通系統(tǒng)，它綜合運用了多種技術(shù)手段，其中包括無線電通信技術(shù)，人工智能技術(shù)，高級信息管理技術(shù)，車流量檢測技術(shù)，模糊控制技術(shù)等技術(shù)，除此之外，還大量使用傳感器，射頻識別電子標(biāo)簽等先 進設(shè)備。 ITS 系統(tǒng)將各種先進的技術(shù)應(yīng)用于交通控制系統(tǒng)中，使其在交通管理與服務(wù)兩方面發(fā)揮著較為重要的作用。 智能交通系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用較為成熟，尤其在日本應(yīng)用較為廣泛，其次是美國和歐洲。在一些發(fā)展中國家也在逐步應(yīng)用智能交通系統(tǒng)。目前中國在此領(lǐng)域還處于起步階段。在國內(nèi)主要應(yīng)用于車輛管理與交通疏導(dǎo)方面，而在交通服務(wù)系統(tǒng)及一些前沿技術(shù)領(lǐng)域，存在著一定的不足，與發(fā)達(dá)國家還有著不小的差距。 未來智能交通系統(tǒng)的發(fā)展方向?qū)⒊惑w化、物聯(lián)化、綠色化、人性化四大方向發(fā)展。 本文所探討的課題是設(shè)計一種交通信號燈控制系統(tǒng)。為了 將智能通信技術(shù)融合進交通信號燈控制器的設(shè)計中，并且體現(xiàn)出智能交通未來的發(fā)展方向，將智能化、一體化、物聯(lián)化、節(jié)能化、人性化的思想體現(xiàn)于其中，在對交通信號燈控制器的設(shè)計中，將采用一些智能交通技術(shù)及其核心思想。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 2 章 城市智能交通系統(tǒng)介紹 基本概念 智能交通系統(tǒng)英文名稱為 Intelligent Transportation System，其縮寫為 ITS。 ITS系統(tǒng)是一種智能的交通系統(tǒng)，它綜合運用了多種技術(shù)手段，其中包括無線電通信技術(shù)，人工智能技術(shù)，高級信息管理技術(shù)，車流量檢測技術(shù)，模糊控制 技術(shù)等技術(shù)，除此之外，還大量使用傳感器，射頻識別電子標(biāo)簽等先進設(shè)備。 ITS 系統(tǒng)將各種先進的技術(shù)應(yīng)用于交通控制系統(tǒng)中，使其在交通管理與服務(wù)兩方面發(fā)揮著較為重要的作用。 智能交通的主要特點 智能交通系統(tǒng)主要具有以下幾個特點：首先是交通智能系統(tǒng)的智能化的特點。其次是智能交通系統(tǒng)的信息化的特點。智能交通系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)是提高交通運行效率，因此還具有高效率的特點。不僅如此，智能交通系統(tǒng)更具有人性化及綠色化的特點。 與傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)相比，智能交通系統(tǒng)在設(shè)計過程中對系統(tǒng)的整體協(xié)作性能要求更加嚴(yán)格．與傳統(tǒng)交通系統(tǒng)的 區(qū)別體現(xiàn)在： （ 1）涉及行業(yè)范圍跨度大的特點。由于智能交通系統(tǒng)交通由信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS)、交通管理系統(tǒng) (ATMS）、先進的車輛控制系統(tǒng) (AVCS)、電子收費系統(tǒng) (ETC)、緊急救援系統(tǒng) (EMS)等部分組成，因此涉及行業(yè)范圍跨度較大，是一項極其復(fù)雜的大型項目。因此在各相關(guān)領(lǐng)域的行業(yè)之間進行協(xié)作是近期重要的問題。 （ 2）涉及學(xué)科范圍較寬泛的特點。智能交通系統(tǒng)在設(shè)計過程中綜合運用了多種技術(shù)手段，其中包括無線電通信技術(shù)，人工智能技術(shù)，高級信息管理技術(shù)，車佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 流量檢測技術(shù)，模糊控制技術(shù)等技術(shù)，除此之外，還大量使用傳感 器，射頻識別電子標(biāo)簽等先進設(shè)備。 ITS 系統(tǒng)將各種先進的技術(shù)應(yīng)用于交通控制系統(tǒng)中，使其在交通管理與服務(wù)兩方面發(fā)揮著較為重要的作用。 （ 3）涉及職能部門較為復(fù)雜。需要國家各企事業(yè)部門及相關(guān)單位包括科院所及一些大學(xué)的實驗基地等共同參加研發(fā)建設(shè)，其中讓社會各界的力量參與其中并對各部門在其中起到的作用進行協(xié)調(diào)是保障交通系統(tǒng)的最終成效的重要前提。 智能交通系統(tǒng)組成 交通信息服務(wù)系統(tǒng) (ATIS) 交通信息服務(wù)系統(tǒng)是以信息化的計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立起來的。所有交通相關(guān)人員、車輛通過各種安裝的交通設(shè)備例 如安裝在氣象中心、停車場、交通公路、公交站點、停車路面行駛車輛的各種信息傳送設(shè)備和傳感器，為交通控制中心提供各種交通數(shù)據(jù)和實時信息；交通信息服務(wù)系統(tǒng)通過對采集的各種交通數(shù)據(jù)和實時信息進行處理后，可以對所有交通相關(guān)人員、車輛提供停車場信息、換乘信息、公共交通信息、道路交通信息、交通氣象信息以及其他各種對交通相關(guān)人員有用的信息；人們出行的時候可以由交通控制系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)來選擇個人的行進路線以避免交通擁堵。當(dāng)然，如果車量上安裝有 GPS 定位系統(tǒng)，那么還可以通過該系統(tǒng)來為駕駛員選擇合理的行進路線。 交通 管理系統(tǒng) (ATMS) 交通管理系統(tǒng)和交通信息服務(wù)系統(tǒng)所使用的交通數(shù)據(jù)傳輸、處理、采集模塊是公共的部分，為交通管理員提供對交通管理系統(tǒng)的控制權(quán)，可用來控制檢測及保障道路交通上的行駛通暢，使其成為駕駛員和道路以及車輛間的聯(lián)系紐帶。它可以提供對公路交通體系中的交通環(huán)境、交通事故、氣象狀況、交通狀況等有用佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 信息的監(jiān)控測量，在交通管理系統(tǒng)中使用了許多先進的管理監(jiān)控技術(shù)，例如高級信息處理技術(shù)以及車輛檢測技術(shù)，通過多種技術(shù)的綜合運用可以獲取許多關(guān)于道路交通以及車流量信息，并可以通過傳感器采集到的有用信息對路面交通進行疏導(dǎo)， 例如事故處理、道路管制、交通信號燈、發(fā)布誘導(dǎo)信息、緊急救援等。 車輛控制系統(tǒng) (AVCS) 車輛控制系統(tǒng)實際上是一種自動駕駛技術(shù)可以為駕駛員更好的對車輛進行控制提供支持，在車輛控制系統(tǒng)中采用了許多先進的技術(shù)，為車輛更安全、更有效率的駕駛提供了保障。車輛控制系統(tǒng)可以躲避障礙物，可以對駕駛員的錯誤駕駛提供警告。 電子收費系統(tǒng) (ETC) 電子收費系統(tǒng)是一種路橋收費方式，目前是世界上最為先進的。通過采用 RFID技術(shù)的安裝在汽車上的電子車牌與在收費站安裝的 RFID 專用讀卡器進行射頻通訊，利用 現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)及電子銀行對車輛所有人的賬號進行收費、罰款等操作，因此可以使車輛通過安裝有電子收費系統(tǒng)的收費站時即使不停車也能交納各種交通費用及罰款，并且車主交納的費用經(jīng)過電子銀行轉(zhuǎn)賬后直接付給相關(guān)業(yè)主?？梢栽谝延械慕煌ǖ缆飞习惭b電子收費系統(tǒng)，使交通道路的運行效率提高 3~5 倍。 緊急救援系統(tǒng) (EMS) 緊急救援系統(tǒng)英文縮寫為 EMS，與其他智能交通系統(tǒng)的模塊不同，它與交通信息服務(wù)系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)以及相關(guān)的援救機構(gòu)和設(shè)備有關(guān)，通過緊急救援系統(tǒng) EMS 可以將交通管理體系與醫(yī)療機構(gòu)以及事故救援機構(gòu)整合為一 體， EMS 系統(tǒng)為交通系統(tǒng)提供排除事故車輛、拖車、現(xiàn)場救護、車輛故障現(xiàn)場緊急處置等服務(wù)。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 智能交通數(shù)據(jù)采集 隨著三網(wǎng)融合時代的到來以及通信技術(shù)的發(fā)展使我們迎來了信息整合的全新時代，因此將交通信息網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、金融網(wǎng)絡(luò)等其他網(wǎng)絡(luò)融合是大勢所趨。交通信息可以通過車載終端、便攜式終端、手機、路邊、互聯(lián)網(wǎng)等方式傳輸，這些交通信息的傳輸方式的使用為交通信息處理的精確化，信息來源的豐富化提供了保障。 智能交通數(shù)據(jù)采集的方法 ,主要有兩種：一種是靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，另一種是動態(tài)數(shù)據(jù)采集。用來進行靜態(tài)交通數(shù)據(jù)采集常見設(shè)備 有光電傳感器、超聲波傳感器、雷達(dá)傳感器、紅外線傳感器、感應(yīng)線圈傳感器器、地磁場傳感器等。交通數(shù)據(jù)采集一般采用手機通信網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)（ GPS）、異頻雷達(dá)收發(fā)機、車輛自動檢測裝置等。 智能交通系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 從 1868 年具有紅、黃、綠三種顏色信號的交通燈出現(xiàn)在英國倫敦的街道上開始至今已經(jīng) 144 年過去了，在這 144 年間科技不斷的發(fā)展，人類社會文明不斷演變，而交通信號燈儼然已經(jīng)成為城市交通控制系統(tǒng)的標(biāo)志。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的產(chǎn)量逐年提高，汽車的造價也越來越低，因此擁有一輛汽車不再是夢想。隨之而來 的