【正文】 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Xx 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 課 題 名 稱(chēng) 基于無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系、年級(jí)專(zhuān)業(yè) 信息工程系 10 級(jí)通信二班 指 導(dǎo) 教 師 職 稱(chēng) xx 年 x 月 xx 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 論文介紹了一種基于無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng) 。 該設(shè)計(jì)采用兩塊開(kāi)發(fā)板來(lái)制作實(shí)物，一個(gè)代表公交車(chē)，一塊代表調(diào)度中心。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是可以在短距離實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)墓卉?chē)自動(dòng)調(diào)度，這樣可以提高整個(gè)公交車(chē)調(diào)度的效率。整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括中央處理部分、無(wú)線傳輸模塊、顯示設(shè)備以及其 他接口和按鈕等。中央處理部分使用 AT89C52 單片機(jī)、無(wú)線傳輸模塊使用 NRF24L0顯示設(shè)備采用 LCD1602 液晶顯示器。該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分在于軟硬件設(shè)計(jì)調(diào)試及實(shí)物制作。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中有重要的應(yīng)用性?xún)r(jià)值，可以提高城市公交車(chē)調(diào)度的效率。 關(guān)鍵詞： 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；自動(dòng)調(diào)度 ； 單片機(jī) ； 顯示器；無(wú)線傳輸模塊 Abstract This paper introduces a kind of automatic dispatching system of wireless data transmission technology based on the bus. This design uses the two 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II development board to make real, a bus, a representative of the dispatching center. The main features of the system can be automatic scheduling in short distance wireless transmission bus, which can improve the efficiency of the whole bus scheduling. The hardware design of the whole system includes a central processing part, a wireless transmission module, display equipment and other interface and a button. The central processing part of the use of AT89C52 MCU, wireless transmission module uses NRF24L01, display device using LCD1602 liquid crystal display. A key part of the design is the soft hardware design and debugging and physical production. The design of the system has an important value of application in real life, can improve the efficiency of city bus scheduling. Key words: Wireless data transmission ； Automatic scheduling； Single chip microputer ； Monitor ； Wireless transmission module 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III 目錄 摘 要 I Abstract I 第 1 章 緒 論 1 課題來(lái)源及研究意義 1 公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 1 本文的主要工作 2 第 2 章 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)概述 2 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的 概述 2 NRF24L01 無(wú)線傳輸模塊 3 AT89CS52 單片機(jī) 6 LCD1602 顯示器 8 第 3 章 硬件和軟件設(shè)計(jì) 12 方案采用說(shuō)明 12 硬件電路設(shè)計(jì) 12 整個(gè)設(shè)計(jì) PCB 電路圖 18 軟件設(shè)計(jì) 19 公交車(chē)和調(diào)度中心軟件設(shè)計(jì) 24 第 4 章 系統(tǒng)的調(diào)試及測(cè)試 32 無(wú)線收發(fā)模塊 NRF24L01 的調(diào)試 32 整個(gè)設(shè)計(jì)的實(shí)物調(diào)試 32 參考文獻(xiàn) 33 附錄 35 致謝 38 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 課題來(lái)源及研究意義 隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)，城市快速建設(shè)的快速發(fā)展，隨之而來(lái)的交通問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。其中一個(gè)影響城市交通是城市公共交通車(chē)輛，公交車(chē)輛的是城市形象問(wèn)題的直接反映。目前公交站牌的管理還是有一些問(wèn)題，如反饋不及時(shí)造成滯后的調(diào)度措施，運(yùn)營(yíng)成本也非常高，也有一些資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，管理都是手工操作，如缺乏科學(xué)性。由于這些交通問(wèn)題，智能公交調(diào)度系統(tǒng)也就這樣產(chǎn)生了?！盁o(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)”就很好的解決了管理的缺陷，使城市的整個(gè)公交系統(tǒng)合理 化，幫助解決城市交通問(wèn)題。因此“無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)”產(chǎn)生了。 本課題來(lái)源于指導(dǎo)老師給的課題：基于無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)。 移動(dòng)通信中無(wú)線數(shù)據(jù)傳技術(shù) [1]以及單片機(jī)，是公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的核心知識(shí)。利用無(wú)線模塊 NRF24L01[2]和 AT89CS52 單片機(jī) [3]傳輸?shù)姆€(wěn)定性、方便性和高效準(zhǔn)確性，采用NRF2401 及 AT89CS52 與原理圖相結(jié)合，完成了基于無(wú)線傳輸技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的理論與實(shí)物的設(shè)計(jì)。測(cè)試結(jié)果表明，電路工作穩(wěn)定可靠?！盁o(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)”在設(shè)計(jì)和實(shí) 現(xiàn)過(guò)程中密切結(jié)合實(shí)際，使該方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，集成度高，設(shè)備投資小，維護(hù)簡(jiǎn)便，擴(kuò)展性好，可靠性高。有效地改變了過(guò)去公交車(chē)公司手段陳舊，效率較低的狀況。改變了沿襲幾十年抄路單的做法，實(shí)現(xiàn)調(diào)度無(wú)紙化，降低了運(yùn)營(yíng)及管理成本。本文正是基于此，結(jié)合硬件和軟件知識(shí)的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種實(shí)現(xiàn)可以直接應(yīng)用在實(shí)際的電路中。本課題主要是圍繞無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)提出一個(gè)先進(jìn)的方案，該方案能夠節(jié)約人力資源的使用，大大提高辦事的運(yùn)行效率，有利于實(shí)際應(yīng)用，提高公交車(chē)運(yùn)營(yíng)的效率和合理性。 公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 目前，隨著改革 開(kāi)放的深入和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，交通也成為越來(lái)越重要的因素。有關(guān)資料表明， 1996 年全國(guó)城市各種車(chē)輛大概為 萬(wàn)輛，比 1977年增長(zhǎng)了大約 9 倍，年均增長(zhǎng)大約 %，全國(guó)城市自行車(chē)總量超過(guò)了 億輛，占全國(guó)總量的 40%，城鎮(zhèn)中每百戶(hù)擁有車(chē)的達(dá) 198 輛。道路建設(shè)雖突飛猛進(jìn)，從 1980 年至1994 年，全國(guó)城市公路總長(zhǎng)由 萬(wàn)公里加長(zhǎng)到 萬(wàn)公里，年平均增長(zhǎng)率為 %,人均道路面積由 增至到 ，道路面積增長(zhǎng)率為年均 %，這樣的速度仍然趕不上車(chē)輛的增長(zhǎng)速度 。而隨著城市化快速的推進(jìn)（ 1999 年已接近 30%），大中城市居民外出的次數(shù)每年都在增加。同時(shí)，由于很多種原因?qū)е鹿卉?chē)輛運(yùn)營(yíng)效率大量降低，由以前每小時(shí) 1214 公里降低到 510 公里，隨著居民出行方式的改變，由公交向自行車(chē)邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 2 等私人交通方式轉(zhuǎn)移，這必然會(huì)增加交通運(yùn)行問(wèn)題。如何解決城市居民出行交通需求的不斷增加與 公共交通 發(fā)展相對(duì)滯后的矛盾成為擺在我們面前的一項(xiàng)迫切任務(wù)。隨著城市的發(fā)展公交車(chē)起越來(lái)越重要的作用，城市由原來(lái)的抄表式的逐漸形成自動(dòng)化的交通體系。 “無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)” 目前在我國(guó)只有大城市有采用，而且調(diào)度的效率仍然不是很理想。其中車(chē)載終端各自為政，數(shù)據(jù)來(lái)源無(wú)法統(tǒng)一；數(shù)據(jù)分散，缺乏整合、聯(lián)動(dòng)分析，無(wú)法支撐決策需要；運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)不能為公眾出行提供信息支撐。目前國(guó)內(nèi)主要通過(guò) GPS[4]導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)。一是利用車(chē)載終端來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)車(chē)載終端發(fā)送信息給調(diào)度中心，再由調(diào)度終端自動(dòng)判斷進(jìn)行車(chē)倆調(diào)動(dòng)，便 宜且不受其他設(shè)備限制，但是容易出錯(cuò)。二是 IC 卡 [5]與車(chē)臺(tái)的結(jié)合。車(chē)臺(tái)與 IC 卡系統(tǒng)通過(guò) RS458 或者 CAN 總線連接，直接安排車(chē)輛的出進(jìn)場(chǎng)。三是運(yùn)用 RFID 技術(shù) [6]來(lái)實(shí)現(xiàn)。 RFID（無(wú)線電識(shí)別）技術(shù)是一座利用無(wú)線電頻率傳輸和讀取一組特殊的無(wú)線信號(hào)來(lái)識(shí)別物體的技術(shù)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，但是這種技術(shù)成本高，工程量大。 本文的主要工作 本文主要對(duì) 無(wú)線傳輸知識(shí)以及單片機(jī) 的原理進(jìn)行了研究，并提出了一種可行且高效的基于 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng) 方案。主要工作有： （ 1）本設(shè)計(jì)主要是基于 Intel公司 開(kāi)發(fā)的 AT89S52 芯片上進(jìn)行的，這些芯片使用頻率高，是目前 社會(huì)中大量使用的芯片之一 。首先要對(duì)該公司的硬 件結(jié)構(gòu) 進(jìn)行熟悉，能夠熟練掌握基本 的電路設(shè)計(jì)以及代碼編寫(xiě) 。 （ 2） 本設(shè)計(jì)中使用的無(wú)線發(fā)送模塊采用 NRF24L01 硬件，該芯片既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)，且此芯片具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性、靈敏性、小體積等很多優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中必須掌握該芯片的基本原理和使用方法。 （ 3）本設(shè)計(jì)主要 使用 C 語(yǔ)言 [7]進(jìn)行代碼的編寫(xiě)，能掌握 C 語(yǔ)言基本知識(shí)，并且熟練編寫(xiě)程序。通過(guò) C 語(yǔ)言編寫(xiě)本次的代碼。 通過(guò) Protel 99SE[8]畫(huà)出電路 圖，根據(jù)電路圖制作實(shí)物、調(diào)試代碼，并將代碼加載到實(shí)物中。 第 2 章 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)概述 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的 概述 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的定義及應(yīng)用 無(wú)線數(shù)傳模塊 ，是 現(xiàn)代傳輸?shù)闹匾布?。數(shù) 字傳輸 電臺(tái)的使用從最早的 時(shí)候使用是 按鍵電碼、電報(bào)、 以及 模擬電臺(tái)加無(wú)線 MODEM[9]，發(fā)展到 現(xiàn)代 的數(shù)字電臺(tái) 以及 DSP、軟邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 3 件無(wú)線電；傳輸信號(hào)從 以前的 代碼、低速數(shù)據(jù)（ 300～ 1200bps）到 高速數(shù)據(jù)（ N*64K～N*E1），傳輸 業(yè)務(wù) 包括遙控 遙測(cè)數(shù)據(jù) 和 動(dòng)態(tài)圖像等 多種 業(yè)務(wù)。 無(wú)線數(shù)據(jù) 傳輸 被大量 運(yùn)用在 車(chē) 輛監(jiān)控 、遙控、遙測(cè)、小型 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 、 無(wú)線抄表 、門(mén)禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、無(wú)線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸 RF 智能卡、小型無(wú)線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線遙控系統(tǒng) [10]、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線 232 數(shù)據(jù)通信、無(wú)線 485/422 數(shù)據(jù)通信、 數(shù)字音頻 、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。 我國(guó) 目前在 無(wú)線 傳輸 技術(shù)方面，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，起步 比 較晚， 在技術(shù)方面上顯得比較遲 ，但發(fā)展 速度 較快。無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)在我國(guó)的形成 之后 ，是在改革開(kāi)放后 80 年代初期，但在 80 年代 期間 ，我國(guó)的軟件 和 硬件 技術(shù) 都遠(yuǎn)不如其他國(guó)家 ，系統(tǒng)集成 技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的水平 ， 所以 數(shù)傳電臺(tái)也只 能運(yùn)用 在水利、電力 和 自來(lái)水等幾個(gè) 小 領(lǐng)域進(jìn)行一些 簡(jiǎn)單 的應(yīng)用 和研究 。 但是 看到無(wú)線數(shù)據(jù)通信的 遠(yuǎn)大 前景， 那時(shí)候 的國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)專(zhuān)門(mén) 開(kāi)通 了 223~235MHz 的無(wú)線數(shù)據(jù)通信專(zhuān)用頻段， 改變 了與當(dāng)時(shí)的150MHz、 450MHz 等 其他無(wú)線傳輸 有限的頻率資源，這一有遠(yuǎn)見(jiàn)的做法 和改變 為日后數(shù)傳電臺(tái) 和 遙控遙測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展 做好了 良好的政策基礎(chǔ)。 進(jìn)入 90 年代初期 時(shí)候 ，隨著改革開(kāi)放的 進(jìn)行和不斷的加強(qiáng) ，以電力、水利、自來(lái)水、石油、環(huán)保、熱網(wǎng)等國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的 行業(yè) 很快的 發(fā)展， 因此 對(duì)自動(dòng)化程度的 要求 也 變得越來(lái)越高 。遙控遙測(cè)系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱(chēng) “三遙 ”系統(tǒng)或 SCADA 系統(tǒng) [11])市場(chǎng)由此由實(shí)驗(yàn)階段逐漸進(jìn)入了 快速 發(fā)展，從民用到軍用，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，需求量也越來(lái)越大。數(shù)傳電臺(tái)于是進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展期。最常見(jiàn)、最典型的遙控遙測(cè)系統(tǒng)有：工業(yè)自動(dòng)化、油田數(shù)據(jù)采集、水文水情測(cè)報(bào)系統(tǒng) (即流域防汛監(jiān)測(cè)系統(tǒng) )、自來(lái)水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、鐵路信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)、熱網(wǎng)監(jiān) 控系統(tǒng)、輸油供氣管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 GPS 定位系統(tǒng)、地震測(cè)報(bào)系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等等自動(dòng)化系統(tǒng)。 NRF24L01 無(wú)線傳輸模塊 NRF24L01 的概述 NRF24L01 是由 NORDIC 生產(chǎn)的 ，它的 工作 頻段為 ~ 的 ISM 頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。無(wú)線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型 “SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。 NRF24L01 的性能參數(shù) [12]