畢業(yè)論文--智能小區(qū)車輛統(tǒng)計技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　1緒論</b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，兼具速度與舒適的車輛逐漸成為人們的代步工具。然而對具有著各種大量車輛出入的小區(qū)物業(yè)而言，車輛的管理日益成為日常事務中的一項重要的工作內(nèi)容。由于車輛的激增，尤其是私家車數(shù)量的成倍增長，小區(qū)內(nèi)交通堵塞、車輛擦掛等現(xiàn)象常有發(fā)生，小區(qū)內(nèi)居民矛盾不斷激化。如何讓管理人員了解小區(qū)內(nèi)的車輛狀況

2、，對突發(fā)事件采取合適的措施，提高工作效率等就成了個小區(qū)物業(yè)期待解決的一個課題。</p><p>　　信息化是全球的趨勢和潮流，是國家社會經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。在信息化和數(shù)字化的背景下小區(qū)物業(yè)車輛管理的信息化也將是不可阻擋的發(fā)展方向。加快小區(qū)物業(yè)車輛管理車輛管理信息化的進程對改進現(xiàn)代化生活具有非同一般的意義。</p><p>　　智能小區(qū)車輛統(tǒng)計技術(shù)系統(tǒng)就是一款針對小區(qū)物業(yè)車輛管理的一套系統(tǒng)，

3、它大大提高了小區(qū)物業(yè)車輛管理人員的工作效率，徹底改變了效率低下、漏洞百出的人工統(tǒng)計方式，也極大地減少了所需要的費用。只要有車輛進出小區(qū)便會自動計數(shù)，并且當車輛達到小區(qū)所能容納車輛的上限時便會自動報警，是一種能夠為小區(qū)物業(yè)管理人員極大地減少工作量、節(jié)約成本的有效方式。就當前車輛的數(shù)量以及未來國家的發(fā)展前景來看，人們對車輛仍然具有極大的需求，不得不說，小區(qū)車輛統(tǒng)計系統(tǒng)是一種頗有前景的管理方式。</p><p>　　1

4、.1選題目的及意義</p><p>　　小區(qū)車輛管理現(xiàn)狀仍然有諸多問題，而我國目前車輛統(tǒng)計、計數(shù)系統(tǒng)只在大的工業(yè)環(huán)境及高速公路等有限場合存在，而忽略了與人民生活息息相關(guān)的小區(qū)車輛統(tǒng)計系統(tǒng)；即便個別小區(qū)具備了類似的系統(tǒng)而其昂貴的價格使得其難以推廣。因此迫切需要一種即經(jīng)濟實惠，又能解決這一問題的新的方法。</p><p>　　在進行了相關(guān)的調(diào)查了解后，我有了一些對于車輛統(tǒng)計計數(shù)的想法，查找了相

5、關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)在的條件下這些想法是完全可以實現(xiàn)的。本論文所研究的內(nèi)容正好彌補了現(xiàn)階段小區(qū)車輛統(tǒng)計的這一空白。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前國內(nèi)外在車輛檢測系統(tǒng)中，大量應用了電磁傳感技術(shù)、超聲傳感技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等高新科學技術(shù)。相應地，所應用的檢測器主要有：電感環(huán)檢測器（環(huán)型感應線圈）、超聲波檢測器、紅外檢測器、視頻檢測器等。

6、</p><p>　　1.2.1環(huán)形線圈檢測器</p><p>　　環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最廣泛的一種檢測設(shè)備。其工作原理是利用埋設(shè)在車道路面下的環(huán)形線圈，當車輛通過時，引起線圈磁場的變化，從而引起諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，計算機通過對諧振頻率的技術(shù)采樣后，做出檢測器上是否有車輛通過或存在的判斷，并上傳給中央控制系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)的需要。環(huán)形線圈檢測器具有成本低

7、，安裝方便，靈敏度高，受氣候影響小等優(yōu)點。</p><p>　　這種方法也有以下缺點：</p><p>　　1)線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道，交通會暫時受到阻礙，且工作量較大。</p><p>　　2)埋置線圈的切縫軟化了路面，容易使路面受損，尤其是在車輛啟動或者制動時損壞可能會更加嚴重。</p><p>　　3)感應線圈易受冰凍、路基

8、下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響。</p><p>　　4)感應線圈由于自身的測量原理所限制，當車流擁堵，車間距小于3m的時候，其檢測精度下降，有些廠商的產(chǎn)品甚至無法檢測。</p><p>　　1.2.2地磁檢測器</p><p>　　地磁檢測器是把一個具有高導磁率鐵芯和線圈裝在一個保護套內(nèi)，里面填滿了非導電的防水材料，形成一根磁棒。把磁棒埋在路面下，當車輛駛過這個線圈時

9、，通過線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生一個電動勢，這個電動勢經(jīng)過放大器放大后去推動繼電器，發(fā)出一個車輛通過的信息。這種檢測器職能檢測以相當車速通過的車輛，所以是通過型檢測器，不適用于需要檢測車輛存在的地方。這種檢測器具有安裝容易，不易損壞等優(yōu)點。</p><p>　　但是它卻具有對慢速車輛不能檢測，有時會出現(xiàn)誤檢，且材料容易老化，靈敏度會逐年衰減等缺點。</p><p>　　1.2.3視

10、頻車輛檢測器</p><p>　　視頻車輛檢測器是通過視頻攝像機作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進入檢測區(qū)時使背 景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測車輛。最早的應用主要在于道路的監(jiān)視，然而目前隨著微處理器的價格不斷降低，其應用范圍也逐漸擴大。檢測器可安裝在車道的上方和側(cè)面，與傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)相比，交通視頻檢測技術(shù)可提供現(xiàn)場的視頻圖像，可根據(jù)需要移動檢測線圈，有著直觀可靠，安裝

11、調(diào)試維護方便，價格便宜等優(yōu)點。</p><p>　　同時，視頻車輛檢測器也容易受惡劣天氣、燈光、陰影等環(huán)境因素的影響等缺點。</p><p><b>　　2紅外線檢測原理</b></p><p>　　紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時

12、不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應快等優(yōu)點。</p><p><b>　　2.1紅外線特點</b></p><p>　　人的眼睛能看到的可見光，若按波長排列，依次（從長到短）為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，如圖2-1所示： </p><p>　　表2-1 各光線對應波長</p><p>　　Tabl

13、e 2-1 The corresponding wavelength of light</p><p>　　由表2-1可見，紅光的波長范圍為0.62um～0.76um，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線的特點是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會影響周邊環(huán)境，電路調(diào)試簡單，并且可以實現(xiàn)非接觸性測量。 </p><p><b>　　2.2紅外線傳感器</b></p&g

14、t;<p>　　紅外線傳感器包括光學系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷

15、，在醫(yī)學、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應用。例如采用紅外線傳感器遠距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進行診斷治療；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進行監(jiān)視，可實現(xiàn)大范圍的天氣預報；采用紅外線傳感器可檢測飛機上正在運行的發(fā)動機的過熱情況等。</p><p>　　2.2.1依據(jù)紅外線傳感器動作分類 </p><p>　　1)熱型：將紅外線一部份變換

16、為熱，藉熱取出電阻值變化及電動勢等輸出信號之熱型。熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應，其中最具代表性者有測輻射熱器 (Thermal Bolometer)，熱電堆(Thermopile)及熱電(Pyroelectric)元件。</p><p>　　其優(yōu)點是可常溫動作下操作，波長依存性(波長不同感度有很大之變化者)并不存在，造價便宜，但是也存在著感度低、響應慢等缺點。</p><p>　　2)量子型：

17、利用半導體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動勢效果的量子型。具有感光度高、響應快速等優(yōu)點，缺點是必須冷卻(液體氮氣) 、有波長依存性、價格偏高。</p><p>　　2.2.2依據(jù)檢測紅外線分類</p><p>　　1)被動式紅外傳感器：被動式紅外傳感器在冶金行業(yè)被稱作“熱金屬檢測器”，它直接檢測被測物體的可見光及近紅外線，當被測物體的輻射光強超過一定幅值時即被撿知。它

18、只適用于各種自發(fā)光物體。被動式紅外傳感器抗干擾能力差，通常均在物鏡前加裝一個較長的桶形遮光罩，以防止環(huán)境光干擾，但它無法抵御來自被測物體同方向的，光強相近的干擾光。</p><p>　　2)主動式紅外傳感器：主動式紅外傳感器由主動紅外發(fā)射機和主動紅外接收機組成兩部分組成。它主要用于檢測不發(fā)光物體。主動紅外發(fā)射機和主動紅外接收機相對安裝，通過光學透鏡，主動紅外接收機接收到的發(fā)射機發(fā)來的紅外光脈沖，當該光線被阻擋時，

19、即發(fā)出物體被撿知的信號。</p><p>　　2.2.3主動紅外與被動紅外探測器的區(qū)別及應用</p><p>　　主動紅外入侵探測器是由發(fā)射機和接收機組成，發(fā)射機是由電源、發(fā)光源和光學系統(tǒng)組成，接收機是由光學系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號處理器等部分組成。主動紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報警器，發(fā)射機中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束（此光束的波長約在0.8～

20、0.95微米之間），經(jīng)過光學系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接收機接收，由接收機中的紅外光電傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成信號，經(jīng)過電路處理后傳給單片機。由發(fā)射機發(fā)射出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達接收機，構(gòu)成了一條警戒線。正常情況下，接收機收到的是一個穩(wěn)定的光信號，當有人或物體入侵該警戒線時，紅外光束被遮擋，接收機收到的紅外信號發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當處理，控制器發(fā)出的報警信號。目前此類探測器有二光束、三光束還有多光束的紅外柵欄等。最

21、大的優(yōu)點就是探測距離遠，能達到被動紅外的十倍以上探測距離。</p><p>　　被動紅外探測器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動。人體的紅外能量與環(huán)境有差別，當人通過探測區(qū)域時，探測器收集到的這個不同的紅外能量的位置變化，進而通過分析發(fā)出報警。</p><p>　　但外界環(huán)境是：不但人體會發(fā)出紅外能量，許多物體在一定的條件下都會散發(fā)紅外能量，而在可見光中這種能量尤其突出，所以

22、任何被動紅外探測器的抗白光干擾就成了一個重要的指標。在室內(nèi)光線穩(wěn)定、紅外能量比較恒定的情況下，這種探測方式表現(xiàn)非常好。但室外情況則不同。長期以來被動紅外紅外探測在室外只有極少數(shù)廠家才能做到。</p><p>　　2.2.4主動紅外探測器設(shè)備</p><p>　　1)根據(jù)防范現(xiàn)場最低、最高溫度及其持續(xù)時間，選擇工作溫度與之適合的主動紅外入侵探測器；若環(huán)境溫度過低可使用專用加熱器以保證探測器的

23、正常工作。</p><p>　　2)主動紅外入侵探測器受霧影響嚴重，室外使用時選擇具有自動增益功能的設(shè)備(此類設(shè)備當氣候變化時靈敏度會自動調(diào)節(jié))；另外，所選設(shè)備的探測距離實際距離留出20%以上的余量，以減少氣候變化引起系統(tǒng)的誤報警。</p><p>　　3)在室外使用時一定要選用雙光束或3光束主動紅外入侵探測器，以減少小鳥、落葉等引起系統(tǒng)的誤報警。 </p><

24、;p>　　4)主動紅外入侵探測器中所用紅外發(fā)光二極管波長分別在0.85um 和0.95um附近。前者有紅曝現(xiàn)象產(chǎn)生，其隱蔽性不如后者好。 </p><p>　　5)在空曠地帶或在圍墻上、屋頂上使用主動紅外入侵探測器時，應選擇具有避雷功能的設(shè)備。</p><p>　　6)遇有折墻，且距離又較近時，可選用反射器件，以減少探測器使用數(shù)量。</p><p>

25、　　7)室外使用主動紅外入侵探測器的最大射束距離應是制造廠商規(guī)定的探測距離的6倍以上。</p><p><b>　　3系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計的預期結(jié)果</p><p>　　本文基于較成熟的車輛檢測技術(shù)進行了分析對比，并經(jīng)過深入閱讀前人的有關(guān)研究，利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，設(shè)計了一個基于紅

26、外傳感器的車輛計數(shù)系統(tǒng)。其中主動紅外探測器檢測車輛信號，傳送給51單片機，并在單片機內(nèi)部進行計算輸出顯示小區(qū)內(nèi)車輛信息，以達到當小區(qū)有車輛進出時實現(xiàn)動態(tài)顯示，并且具有對小區(qū)內(nèi)車輛達到上限值的報警等內(nèi)容。</p><p>　　3.2系統(tǒng)總體設(shè)計方案</p><p>　　本系統(tǒng)比較市場上現(xiàn)有的一些產(chǎn)品，利用紅外對管檢測車輛信息，彌補了市場上的空缺。</p><p>　　

27、圖3-1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　Figure 3-1 The system structure diagram </p><p>　　在上圖中可以看到本系統(tǒng)主要由信號采集、通信模塊、單片機數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊等四部分組成。在信號采集模塊中采用紅外對管對進出小區(qū)車輛進行檢測，然后傳送到從單片機中判斷是進入小區(qū)還是駛出小區(qū)，然后經(jīng)nRF4L01傳送至主單片機進行加減計數(shù)，將

28、計算后信息進行顯示報警。按鍵的功能是設(shè)置初始值及復位。</p><p><b>　　4系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1信號采集模塊</b></p><p>　　該模塊由主動紅外發(fā)射機和主動紅外接收機組成，當發(fā)射機與接收機之間的紅外光束被完全遮斷或按給定百分比遮斷時能產(chǎn)生報警狀態(tài)的裝置，叫主動紅外入侵

29、探測器。主動紅外發(fā)射機通常采用紅外發(fā)光二極管作光源，可用晶體管和集成電路直接驅(qū)動。現(xiàn)在的主動紅外入侵探測器多數(shù)是采用互補型自激多諧振蕩電路作驅(qū)動電源，直接加在紅外發(fā)光二級管兩端，使其發(fā)出經(jīng)脈沖調(diào)制的、占空比很高的紅外光束，這既降低了電源的功耗，又增強了主動紅外入侵探測器的抗干擾能力。</p><p>　　被系統(tǒng)接收電路的采用成品的紅外一體化接收頭HS0038。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比較器輸出

30、等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。</p><p>　　在該模塊中共采用兩組四對紅外對管分別檢測小區(qū)進入車輛及駛出車輛。每組兩對紅外對管。我們分別設(shè)駛?cè)胄^(qū)檢測的為A管和B管，駛出小區(qū)的檢測的為C管和D管。紅外發(fā)射電路一直發(fā)射調(diào)制好的紅外線，接收機一直處于紅外線的接收狀態(tài)，HS0038的輸出引腳輸出“0”電平。當有車輛擋住紅外光時，接收管沒有接收到紅外信號，HS0038輸出高電平，經(jīng)反相器后將檢測信息送入單片機。<

31、/p><p>　　4.1.1紅外發(fā)射電路</p><p>　　紅外線發(fā)射電路由干電池供電。555時基電路和外圍元件構(gòu)成多諧振蕩器，由RP調(diào)節(jié)其振蕩頻率。555的3腳輸出的調(diào)制方波。通過限流電阻，直接驅(qū)動紅外發(fā)射管向紅外接收端發(fā)射調(diào)制好的紅外光束。</p><p>　　555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型工藝制作的稱為555，用CMOS工藝

32、制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。具有成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。</p><p>　　555定時器可工作在三種工作模式下：<

33、;/p><p>　　1)單穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555功能為單次觸發(fā)。應用范圍包括定時器，脈沖丟失檢測，反彈跳開關(guān)，輕觸開關(guān)，分頻器，電容測量，脈沖寬度調(diào)制（PWM）等。</p><p>　　2)無穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555以振蕩器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用于頻閃燈、脈沖發(fā)生器、邏輯電路時鐘、音調(diào)發(fā)生器、脈沖位置調(diào)制（PPM）等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時電阻，555可

34、構(gòu)成溫度傳感器，其輸出信號的頻率由溫度決定。</p><p>　　3)雙穩(wěn)態(tài)模式（或稱施密特觸發(fā)器模式）：在DIS引腳空置且不外接電容的情況下，555的工作方式類似于一個RS觸發(fā)器，可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)。</p><p>　　555定時器的引腳如下圖所示：</p><p>　　圖4-1 555芯片引腳圖</p><p>　　Figure 4-1

35、 The 555 chip pin diagram</p><p>　　它的各個引腳功能如下：</p><p>　　1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。</p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端。</b></p><p><b>　　3腳：輸出端Vo。</b></p>

36、<p>　　4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。</p><p>　　5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。</p><p>　　6腳：TH高觸發(fā)端。</p><p&g

37、t;　　7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。</p><p>　　8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。</p><p>　　555定時器是由兩個電壓比較器，一個SR鎖存器和集電極開路的放電三極管三部分組成。</p><p>　　555 定時器的內(nèi)部

38、電路框圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 555 定時器的內(nèi)部邏輯圖</p><p>　　Figure 4-2 The internal logic diagram of 555 timer</p><p>　　時比較器的輸入端（也稱為閾值端，用TH標注），時比較器的輸入端（也稱觸發(fā)端，用TR’標注）。和的參考電壓（電壓比較的基準）和由經(jīng)三個5K電阻分

39、壓給出。在控制電壓輸入端懸空時，=2Vcc/3，Vr2=/3，如果外界固定電壓，則=，=/2。</p><p>　　是置零輸入端。只要在端加上低電平，輸出端便立即被置成低電平，不受其他輸入端狀態(tài)的影響。正常工作時必須使處于高電平。圖中的數(shù)碼1~8為器件引腳編號。</p><p>　　由圖4-3可知，當>、>時，比較器的輸出=0、比較器的輸出=1,鎖存器被置0，導通，同時為低電平

40、。</p><p>　　當<、>時，=1、=1,鎖存器的狀態(tài)保持不變，因而和輸出的狀態(tài)也維持不變。</p><p>　　當<、<時，=1、=0，故鎖存器被置1，為高電平，同時截止。</p><p>　　當>、<時，=0、=0，鎖存器處于==1的狀態(tài)，處于高電平，同時截止。</p><p>　　這樣我們得到如

41、表4-1所示的555定時器的功能表：</p><p>　　表4-1 555定時器功能表</p><p>　　Table 4-1 The 555 timer menu</p><p>　　在本系統(tǒng)中采用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器，調(diào)節(jié)電阻電容產(chǎn)生所需要的頻率。所謂多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。“多諧”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的

42、高次諧波成分。是利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在工作時，電路的狀態(tài)在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。</p><p>　　若用555構(gòu)成多諧振蕩器，則必須先將其接成施密特觸發(fā)器，然后在施密特觸發(fā)器的基礎(chǔ)上改接成多諧振蕩器。將555定時器的和兩個輸入端連在一起

43、作為信號輸入端即可得到施密特觸發(fā)器。由于比較器和的參考電壓不同，因而SR鎖存器的置0信號（=0）和置1信號（=0）必然發(fā)生在輸入信號的不同電平。因此，輸出電壓由高電平變?yōu)榈碗娖胶陀傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖剿鶎闹狄膊煌?，這樣便形成了施密特觸發(fā)特性。為了提高和的穩(wěn)定性，通常在端接0.01uF左右的濾波電容。</p><p>　　再將所構(gòu)成的施密特觸發(fā)器的反向輸出端經(jīng)RC積分電路接回到它的輸入端，就構(gòu)成了多諧振蕩器。因此只

44、要將555定時器的和連在一起接成施密特觸發(fā)器，然后再將經(jīng)RC積分電路接回輸入端就可以了。為減輕門的負載，在電容C的容量較大時不宜直接由提供電容的充、放電電流。為此，可將與結(jié)成了一個反相器，它的輸出與在高、低電平狀態(tài)上完全相同。將經(jīng)和C組成的積分電路連到施密特觸發(fā)器的輸端同樣可構(gòu)成多諧振蕩器。</p><p>　　圖4-3 555定時器接成多諧振蕩器</p><p>　　Figure 4-3

45、 The 555 timer connected as a multivibrator</p><p>　　電容上的電壓將在與之間往復震蕩，和的波形如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 電路電壓波形圖</p><p>　　Figure 4-4 The circuit voltage waveforms</p><p>　　如上圖4-

46、4所示中Vc的波形求的電容C的充電時間T1和放電時間T2各為：</p><p>　　故電路的震蕩周期為:</p><p><b>　　振蕩頻率為：</b></p><p>　　通過改變R和C的參數(shù)即可改變振蕩頻率。用CB555組成的多諧振蕩器最高頻率約500kHz，用CB7555組成的多諧振蕩器最高振蕩頻率為1MHz，完全滿足本系統(tǒng)要求。在本系

47、統(tǒng)中可在R1與R2間接可調(diào)電位器以便可根據(jù)具體需要隨時調(diào)整頻率。</p><p>　　因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。</p><p>　　由HS0038接受的調(diào)制信號頻率為38kHz，結(jié)合公式：</p><p>　　可得：當C選pF、=10k時，適當調(diào)節(jié)可滿足需求。</p><p>　　4.1.2 紅外接收電路<

48、/p><p>　　紅外接收電路中接受器件采用的時紅外接收探頭HS0038。HS0038 是黑色環(huán)氧樹脂封裝，具有不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高優(yōu)點。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號情況下，其接收距離可達35m。它能與TTL、COMS 電路兼容。HS0038 為直立側(cè)面收光型。它接收紅外信號頻率為38 kHz,周期約26 us，同時能對信號進行放大、檢波、整形，得到TTL 電平的編碼信號。三個管腳分別

49、是地、＋5 V 電源、解調(diào)信號輸出端。其接收電路如圖4-5：</p><p>　　圖4-5 紅外接收電路</p><p>　　Figure 4-5 The infrared receiving circuit</p><p><b>　　4.2通信模塊</b></p><p>　　當信號采集模塊輸出標準的檢測信號需要傳遞

50、到主單片機進行數(shù)據(jù)處理，并且考慮到傳輸?shù)木嚯x在8米左右，因此在本設(shè)計中采用無線模塊nRF24L01。</p><p>　　4.2.1 nRF24L01模塊簡介</p><p>　　1）2.4GHz全球開放ISM頻段免許可證使用。</p><p>　　2)最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合。</p><p&

51、gt;　　3)126頻道，滿足多點通信和跳頻通信需要。</p><p>　　4)內(nèi)置硬件CRC檢錯和點對多點通信地址控制。</p><p>　　5)低功耗1.9-3.6V工作，待機模式下狀態(tài)為22uA；掉電模式下為900nA。</p><p>　　6)內(nèi)置2.4GHz天線，體積小巧15mm*29mm。</p><p>　　7)模塊可軟件設(shè)地址

52、，只有收到本機地址時才會輸出數(shù)據(jù)（提供中斷指示），可直接接各種單片機使用，軟件編程方便。</p><p>　　8)內(nèi)置專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC開關(guān)電源均有很好的通信效果。</p><p>　　9)2.54mm間距接口，DIP封裝。</p><p>　　10)工作于Enhanced ShockBurst具有Automatic packet handli

53、ng,Auto packet transantion handling。具有可選的內(nèi)置包應答機制，極大的降低丟包率。</p><p>　　11)與51系列單片機P0口連接時候，需要加上10K的上拉電阻，與其余口連接不需要。</p><p>　　12)其他系列的單片機如果是5V的，可參考該系列單片機IO口輸出電路大小，如果超過10mA需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒壞模塊，如果是3.3V的，可以

54、直接和nRF24L01模塊的IO口線連接。</p><p>　　4.2.2 nRF24L01接口電路</p><p>　　nRF24L01有四種工作模式，分別是：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式、關(guān)機模式。工作模式由PWR_UP、PRIM_RX和CE決定，如表4-2所示：</p><p>　　表4-2 nRF24L01的工作模式</p><p>

55、　　Table 4-2 The nRF24L01 operating mode</p><p>　　nRF24L01在不同工作模式下的各引腳功能見表4-3 </p><p>　　表4-3 nRF24L01在不同模式下的引腳功能</p><p>　　Table 4-3 The nRF24L01 in different modes of

56、 pin functions </p><p>　　nRF24L01接口電路需要注意以下幾點</p><p>　　1）Vcc腳接電壓范圍為1.9-3.6V之間，不能在這個區(qū)間之外，超過3.6V將會燒毀模塊。</p><p>　　2）除電源Vcc和接地端，其余引腳都可以直接和普通的5V單片機IO口直接相連，無需電平轉(zhuǎn)換。</p><p&

57、gt;　　3）硬件上面沒有SPI的單片機也可以控制本模塊，用普通單片機IO口模式SPI不需要單片機真正的串口介入，只需要普通的單片機IO口就可以。</p><p>　　由于nRF24L01需要的輸入電壓最大不可超過3.6V，所以在該模塊中采用LM1117將+5V電壓變換為nRF24L01模塊所允許輸入的電壓。</p><p>　　LM1117是一個低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列。其壓差在1.2V輸出

58、，負載電流為800mA時為1.2V。它與國家半導體的工業(yè)標準器件LM317有相同的管腳排列。LM1117有可調(diào)電壓的版本，通過2個外部電阻可實現(xiàn)1.25～13.8V輸出電壓范圍。另外還有5個固定電壓輸出（1.8V、2.5V、2.85V、3.3V和5V）的型號。</p><p><b>　　4.3數(shù)據(jù)處理模塊</b></p><p>　　采用STC89C52單片機作為處

59、理芯片。STC89C52是一種低功耗、高性能8位微控制器，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　STC89C52單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)805

60、1單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。 </p><p><b>　　主要特性如下： </b></p><p>　　1) 增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。</p><p>　　2) 工作電壓：5.5V～3.3V（5V 單片機）/3.8V～2.0V（3V

61、單片機）</p><p>　　3) 工作頻率范圍：0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達 48MHz。</p><p>　　4) 用戶應用程序空間為8K字節(jié)。 </p><p>　　5) 片上集成512字節(jié)RAM。 </p><p>　　6) 通用 I/O 口（32 個）為：P1/P2/P3/P4 是準雙向口/弱

62、上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 </p><p>　　7）ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成。</p><p>　　8）具有EEPROM 功能。 </p><p>　　9）具有

63、看門狗功能。 </p><p>　　10）共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器 T0、T1、T2。</p><p>　　11）外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。</p><p>　　12）通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART。 </p><p>　　

64、13.）工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級）。 </p><p><b>　　4.4顯示模塊</b></p><p>　　由于本設(shè)計所統(tǒng)計的進出車輛只是智能小區(qū)所實時監(jiān)控的一部分，而應用數(shù)碼管顯示便于和其它制作為一個監(jiān)控面板，方便管理；且數(shù)碼管顯示可視范圍大、能夠在各個角度監(jiān)控的其結(jié)果，故采用數(shù)碼管作為顯示模塊進行實時顯示。當有汽車經(jīng)過時判斷

65、是否為駛?cè)胄^(qū)，若為否則進行減計數(shù)，并且數(shù)碼管顯示小區(qū)現(xiàn)有車輛；否則進行加計數(shù)，并比較是否達到小區(qū)所規(guī)定的汽車數(shù)，以便顯示新的小區(qū)內(nèi)車輛數(shù)或報警。</p><p>　　4.4.1數(shù)碼管選型 </p><p>　　顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示

66、器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式LED顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。如圖4-6、4-7所示：</p><p>　　圖4-

67、6 共陽極7段數(shù)碼管</p><p>　　Figure4-6 The common anode 7 digital tube</p><p>　　圖4-7 7段共陰數(shù)碼管</p><p>　　Figure4-7 The common cathode 7 digital tube</p><p>　　在本系統(tǒng)中我們采用四位共陰數(shù)碼管。對于共陰極

68、數(shù)碼管來說，其8個發(fā)光二極管的陰極在數(shù)碼管內(nèi)部全部連接在一起，所以稱為“共陰”，而它們的陽極是獨立的，通常在設(shè)計電路時一般把陰極接地。當我們給數(shù)碼管的任一個陽極加一個高電平時，對應的這個發(fā)光二極管便點亮。如果想要顯示出一個8字，并且把右下角的小數(shù)點也點亮的話，可以給8個陽極全部送高電平，如果想讓它顯示出一個0字，那木我們可以除了給第“d，dp”這兩位送低電平外，其余引腳全都送高電平，這樣它就顯示出0字。想讓它顯示幾就給相應的發(fā)光二極管送

69、高電平，因此我們在顯示數(shù)字的時候首先做的就是給0~9十個數(shù)字編碼，在要它亮什么數(shù)字的時候直接把這個編碼送到它的陽極即可。</p><p>　　4.4.2數(shù)碼管顯示方式的選擇</p><p>　　多位一體的數(shù)碼管其內(nèi)部公共端是獨立的，而負責顯示什么數(shù)字的段線全部是連接在一起的，獨立的公共端可以控制多位一體中的哪一位數(shù)碼管點亮，而連接在一起的段線可以控制這個能點亮數(shù)碼管亮什么數(shù)字，通常把公共端

70、叫做“位選線”，連接在一起的段線叫做“段選線”。有了這兩個線后，通過單片機及外部驅(qū)動電路就可以控制任意的數(shù)碼管顯示任意的數(shù)字。數(shù)碼管的顯示有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種不同的顯示方法，各有其優(yōu)缺點，具體應用那種顯示方式需要根據(jù)不同的場合確定。</p><p><b>　　1)數(shù)碼管靜態(tài)顯示</b></p><p>　　當多位數(shù)碼管應用于某一系統(tǒng)時，它們的“位選”是可獨立控制

71、的，而“段選”是連接在一起的，可以通過位選信號控制哪幾個數(shù)碼管亮，而在同一時刻，位選選通的所有數(shù)碼管上顯示數(shù)字，這種顯示方法叫做數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。</p><p>　　但是由于其位選選通的所有數(shù)碼管顯示的數(shù)字始終相同，它們的段選是連接在一起的，所以送入所有數(shù)碼管的段選信號都是相同的，顯示的數(shù)字也必定一樣。</p><p><b>　　2)數(shù)碼管動態(tài)顯示</b><

72、/p><p>　　單片機輪流向各位數(shù)碼管送出字型碼和相應的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼的視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示，而實際上多位數(shù)碼管是一位一位輪流顯示的，只是輪流的速度快，使人眼無法分辨，以達到顯示的方法叫做數(shù)碼管的動態(tài)顯示。</p><p>　　但是在動態(tài)顯示中需要注意在每次送完段選數(shù)據(jù)后、送入位選數(shù)據(jù)之前需要“消影”。解釋如下：在剛送完段選數(shù)據(jù)后，I/O口仍然保持

73、著上次的段選數(shù)據(jù)，若不加指令“Px=0xff；”再執(zhí)行接下來的打開位選鎖存器命令后，原來保持在I/O口的段選數(shù)據(jù)將立即通過位選鎖存器直接加在數(shù)碼管上，當再次通過I/O給位選鎖存器送入位選數(shù)據(jù)時在數(shù)碼管高速顯示狀態(tài)下便會出現(xiàn)數(shù)碼管顯示短暫混亂的現(xiàn)象，加上消影后，在開啟位選位選鎖存器后，I/O口數(shù)據(jù)全為低電平，所以哪個數(shù)碼管都不會亮。</p><p>　　由于在本任務中采用四位共陰數(shù)碼管顯示當前數(shù)值。由于數(shù)碼管個數(shù)多

74、，如采用靜態(tài)顯示方式，則占用單片機的I/O口線太多，如果用定時器/計數(shù)器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器74LS164的方式，則電路復雜。所以在本系統(tǒng)中我們采用的時數(shù)碼管動態(tài)顯示方式。</p><p>　　將8位數(shù)碼管的相同段并聯(lián)在一起，由P0口通過8位三態(tài)鎖存器控制數(shù)碼管的數(shù)碼管段選及位選信號的輸出數(shù)值，通過鎖存器74HC573的選通與否控制段選與位選的選通。如圖4-9所示：</p>

75、<p>　　圖4-8 數(shù)碼管顯示模塊</p><p>　　Figure4-8 The digital tube display module</p><p>　　在本模塊中利用了74HC573鎖存器作為進行位選及驅(qū)動數(shù)碼管顯示。74HC573鎖存器是一種數(shù)字芯片。引腳分布圖如下。</p><p>　　圖4-9 74HC573引腳圖</p>

76、<p>　　Figure 4-9 The 74HC573 pin diagram</p><p>　　74HC573各引腳作用：為三態(tài)允許控制端（低電平有效），通常叫做輸出使能端；1D~8D為數(shù)據(jù)輸入端；1Q~8Q為數(shù)據(jù)輸出端；LE為鎖存允許端。</p><p>　　表4-4為74HC573的真值表，其中字母代碼含義如下：H-高電平；L-低電平；X-任意電平；Z-高阻態(tài)；：上

77、次的電平。</p><p>　　表4-4 74HC573真值表</p><p>　　Table 4-4 The 74HC573 truth</p><p>　　由真值表可以看出，當 為高電平時，無論LE與D端為何種電平，其輸出端都為高電平，此時芯片處于不可控狀態(tài)，因此在設(shè)計電路時必須將 接低電平。</p><p>　　當 為低電平時，若LE為

78、H，D與Q同時為H或L；當LE為L時，無論D為何種電平狀態(tài)，Q都保持上一次的數(shù)據(jù)狀態(tài)。即：當LE為高電平時Q端數(shù)據(jù)狀態(tài)緊隨D端數(shù)據(jù)變化，而當LE為低電平時Q端數(shù)據(jù)將保持住LE端變化為低電平之前Q端的數(shù)據(jù)狀態(tài)。因此我們將鎖存器的LE端與單片機某一引腳相連，再將鎖存器的數(shù)據(jù)輸入端與單片機的某組I/O口相連，便可通過控制鎖存器與鎖存器的數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)狀態(tài)來改變鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端狀態(tài)。</p><p><b>

79、;　　4.5按鍵</b></p><p>　　鍵盤是實現(xiàn)人機對話的重要組成部分，是人向機器發(fā)出指令、輸入信息的必需設(shè)備。</p><p>　　單片機常用的鍵盤一般分為矩陣鍵盤和獨立式鍵盤兩種。</p><p>　　1)矩陣鍵盤：在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，

80、而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，但軟件結(jié)構(gòu)較復雜，因此在按鍵較多的場合，常采用矩陣式鍵盤。</p><p>　　2)獨立式鍵盤：獨立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態(tài)，具有電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但每個

81、按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵較多時，I/O口線浪費較大，適合于按鍵數(shù)較少的場合。</p><p>　　按鍵是由若干獨立的鍵組成，由于按鍵所用開關(guān)為機械彈性開關(guān),當機械觸點斷開、閉合時,由于機械觸點的彈性作用,一個按鍵不會馬上閉合或斷開，而是在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動。抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定,一般為5ms～10ms。而單片機計數(shù)的過程非?？?，按鍵的抖動會產(chǎn)生計數(shù)錯誤。</p>

82、;<p>　　圖4-10 按鍵抖動信號波形</p><p>　　Figure 4-10 The keys dither signal waveform</p><p>　　因此在單片機系統(tǒng)中，按鍵一般均需要消除按鍵的抖動。按鍵的消抖可分為硬件或軟件兩種方法。</p><p>　　1)軟件去抖：利用軟件去抖所采取的措施是，在檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一

83、個10 ms左右（具體時間應視所使用的按鍵進行調(diào)整）的延時程序后，再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認該鍵處于閉合狀態(tài)。同理，在檢測到該鍵釋放后，也應采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。</p><p>　　2)硬件去抖：利用硬件去抖一般采取的措施是搭建硬件延時電路以實現(xiàn)去抖功能，該方法一般常用在按鍵數(shù)較少的場合。</p><p>　　由于本系統(tǒng)共有

84、三個按鍵（加計數(shù)按鍵、減記數(shù)按鍵以及復位鍵），所用按鍵數(shù)量很少，因此采用硬件消抖的方法。</p><p>　　圖4-11按鍵去抖電路</p><p>　　Figure 4-11 The key debounce circuit</p><p>　　在本設(shè)計RC濾波電路法去除按鍵抖動，如圖4-12所示。RC濾波電路的電路簡單、實用，去抖效果較好，是一種簡單實用的硬件消

85、除抖動的方法。其中反相器采用6通道單輸入輸出反相器74HC04芯片。</p><p>　　當未按下按鍵時反相器輸入為低電平、輸出為高電平；當按下按鍵的瞬間電容經(jīng)開關(guān)充電，反相器輸入端保持低電平不變；當按鍵穩(wěn)定后，反相器輸入端與10K電阻下端電位相等，同為高電平，輸除為低電平，實現(xiàn)了按鍵的功能。</p><p><b>　　5 重點程序設(shè)計</b></p>

86、<p>　　5.1駛?cè)胄^(qū)車輛檢測方法</p><p>　　將相同的紅外接收器A與B相隔三米安裝，安裝高度為1m左右，紅外接收器A在車輛進入小區(qū)時的車頭部位、B位于車尾部位且A與B的輸出輸入至與非門的兩個輸入端口，輸出端接單片機的P3.4。由于車的長度均大于3m，而若僅有一對紅外對管的情況下由于當有人或其它物體遮擋的情況下分也會顯示有車輛進入，易造成誤差；而用兩對紅外檢測器則有效的避免了這種情況情況。

87、</p><p>　　當紅外接收器同時均檢測到被遮擋信號時，則P3.4接收到低電平信息，計數(shù)器加1并通過數(shù)碼管顯示，同時若達到預定的上限值則蜂鳴器進行報警；若只有紅外接收器A或B單獨檢測到遮擋信號時，則與非門輸出值不改變，不進行加計數(shù)。車輛駛出小區(qū)的原理駛?cè)胄^(qū)相同。</p><p><b>　　5.2駛?cè)胄^(qū)程序</b></p><p>　　

88、5.2.1程序流程圖</p><p>　　圖5-1駛?cè)胄^(qū)流程圖</p><p>　　Figure 5-1 The flowchart into the cell</p><p>　　5.2.2 通信模塊流程圖 </p><p>　　圖5-2 接收端流程圖</p><p>　　Figure 5-2 The flow

89、chart of receiving end </p><p>　　圖5-2 發(fā)送端流程圖</p><p>　　Figure 5-2 The flow chart of transmitting end </p><p><b>　　6 總結(jié)與展望</b></p><p><b>　　6.1 總結(jié)</b&

90、gt;</p><p>　　智能小區(qū)車輛統(tǒng)計計數(shù)系統(tǒng)時小區(qū)物業(yè)部門今后發(fā)展的必然趨勢，國內(nèi)外的各大公司都致力于研究更先進的車輛統(tǒng)計系統(tǒng)，通過進出小區(qū)的車輛來識別車輛信息等，以便實時對車輛進行管理。本文在對小區(qū)車輛統(tǒng)計系統(tǒng)的功能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于單片機的紅外檢測計數(shù)系統(tǒng)，其重點對檢測部分進行了詳細的設(shè)計和說明。具體研究如下：</p><p>　　1）對紅外對管技術(shù)進行了研究，根據(jù)紅

91、外對管的技術(shù)特點、工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀，確定了系統(tǒng)的總圖的設(shè)計方案，完成了對進出車輛檢測的功能。</p><p>　　2）本文重點是車輛檢測部分，通過對其功能需求將其分為了兩個模塊，對這兩個模塊分別進行了詳細的設(shè)計和說明。</p><p><b>　　6.2 展望</b></p><p>　　從整個系統(tǒng)設(shè)計的階段來看，智能小區(qū)車輛統(tǒng)計計數(shù)系統(tǒng)基本

92、設(shè)計完成。利用紅外對管的非接觸性，具有快速、準確、可以檢測到各種車輛、價格低廉等特點，硬件接口簡單，是目前很有發(fā)展?jié)摿Φ能囕v統(tǒng)計計數(shù)系統(tǒng)的應用方案。</p><p>　　本系統(tǒng)雖然完成了基本功能的設(shè)計，但是由于作者水平和研究資源的有限，系統(tǒng)的功能局限于設(shè)計構(gòu)想中，沒有得到實際的測試和應用，對系統(tǒng)中可能存在的問題不能及時發(fā)現(xiàn)。然而伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展，小區(qū)的車輛管理系統(tǒng)作為智能小區(qū)的一部分，在將來必有更為廣闊的發(fā)展

93、空間。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本論文即將完成之際，謹此向我的指導教師**老師致以衷心的感謝和崇高的敬意！本論文的工作是在*老師的悉心指導下完成的。李鐵老師雖身負教學、科研重任，仍抽出時間，不時召集我們以督責課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。這篇論文更傾注了他的大量心血。從初稿到定稿，李老師不厭其煩，一審再審，大到篇章布局

94、的偏頗，小到語句格式的瑕疵，都一一予以指出。</p><p>　　同時，我要感謝實驗室的**老師，是他在大學期間為我提供了實驗室及各種學習資料，在大四開學前期更是每天晚上為我們講授知識常常到晚上9、10點鐘，是他為我打開了在實驗中學習的大門。</p><p>　　由衷感謝我的大學室友，他們一次次的為我提供寶貴的意見，在無數(shù)次的爭論和探討中使我的研究工作有了長足的進展。衷心的感謝我的父母和其

95、他親朋好友對我的關(guān)心、支持和理解。 </p><p>　　最后，還要感謝所有電信學院的老師以及為評閱本論文而付出寶貴時間和辛勤勞動的老師們。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 譚浩強.C程序設(shè)計.第三版.北京：清華大學出版社，2005.</p><p>　　[2] 梅麗鳳，王艷秋

96、等.單片機原理及接口技術(shù).北京：清華大學出版社，北京交通大學出版社，2007.2.</p><p>　　[3] 郭天祥.新概念51單片機C語言教程.北京：電子工業(yè)出版社，2009.1.</p><p>　　[4]邱關(guān)源，羅先覺.電路.第五版.北京：高等教育出版社，2006.5. </p><p>　　[5]徐科軍.傳感器與檢測技術(shù).第三版.北京：電子工業(yè)出版社，20

97、11.9.</p><p>　　[6]童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).第四版.北京：高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[7]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第五版.北京：高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[8]（日）藤原修.接口電路入門.北京：科學出版社，2000.</p><p>　　[9]何希才.新型電子電路

98、應用實例.北京：科學出版社，2005.[10] 周堅等.單片機C語言輕松入門.北京：北航出版社，2009.</p><p>　　[11] 劉樂善.微型計算機接口技術(shù)及應用.湖北：華中科技大學出版社，2000.</p><p><b>　　附錄A 中文翻譯</b></p><p>　　紅外傳感器在車輛計數(shù)系統(tǒng)中的應用</p>&l

99、t;p><b>　　第1章 前言</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及機動車輛數(shù)量的迅速增加，世界各大城市的交通問題日益嚴峻，我國也不例外，甚至更為嚴重，交通阻塞、交通事故頻繁發(fā)生。如何在不同的城市建立行之有效的交通管理系統(tǒng)，保證道路能盡可能的保持通暢無阻，實現(xiàn)

100、交通流量的最大化，使得市民的出行更加方便，成為了研究者們關(guān)注的地方。而以往的人為管理對于現(xiàn)今車輛多，交通流量大這一現(xiàn)狀已經(jīng)無法做到行之有效的管理了，這就迫切需要能夠?qū)煌ㄇ闆r進行及時的監(jiān)視、檢測以建立高效的智能交通管理系統(tǒng)。智能交通管理系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS），是指運用先進的計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等將人（包括駕駛員和管理者）、車輛、道路等有機地連接起來，成為一個運

101、行有序的完整的系統(tǒng)，從而使車輛依靠自身的智能在道路上安全自由地行駛；公路依靠自身的智能流調(diào)整到最佳狀態(tài)；駕駛員依靠系統(tǒng)的智能對道路交通情況了如指掌；交通管理人員依靠系統(tǒng)的智能對道路上的車輛行駛和交通狀況一清二楚。這樣，人、車、路就密切地結(jié)合，和諧統(tǒng)一，將極大地提高交通運輸?shù)男б?，保障交通安全，改善交通質(zhì)量，進而降低能源消耗。</p><p>　　智能交通系統(tǒng)通過對道路交通信息進行實時的檢測，減小車輛行車延誤，及時

102、了解道路交通的運行狀況，根據(jù)交通流的動態(tài)變化迅速做出交通誘導控制，減輕道路的擁擠程度，減小車輛行車延誤，從而降低發(fā)生交通事故的該路，保證行車安全，并使交通設(shè)施得到充分利用，實現(xiàn)交通運輸?shù)募s式發(fā)展，最終達到智能交通系統(tǒng)的，目的，使現(xiàn)有交通設(shè)施（道路、橋梁、隧道等）具有更大的交通運輸能力和更高的交通運輸安全性。其中對道路交通流量和道路交通狀況進行調(diào)查分析作為智能交通系統(tǒng)重要的部分，有這十分重要的現(xiàn)實意義。</p><p

103、>　　1.2已有的研究成果</p><p>　　要建立行之有效的智能車輛管理系統(tǒng)[6][7][8]，不僅要依托計算機的強大分析能力既高效的軟件處理系統(tǒng)，也需要對第一手數(shù)據(jù)的有效采集。這些數(shù)據(jù)包括車速、車型、單位時間車輛通過數(shù)等，這就要求在分析處理數(shù)據(jù)之前建立完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。基于車輛相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，多年來國內(nèi)外有很多的研究設(shè)計出了多種較為成熟的檢測方法。而傳感技術(shù)則是測量當中最為核心的技術(shù)，各種各樣的傳感

104、器就好比我們?nèi)说难鄱诒且粯?，從外界收集信息，采集有用的信號，通過對傳感器采集到的信號進行分析、處理，人們就可以得到自己想要的數(shù)據(jù)，從而完成對外界事物的測量。隨著技術(shù)的發(fā)展，車輛檢測裝置按技術(shù)類型大致分為感應線圈車輛檢測器[4]、波頻車輛檢測器、視頻車輛檢測器三類[6][13]；現(xiàn)在應用較多的車輛檢測裝置則有環(huán)形線圈檢測器、微波檢測器、熱釋電紅外傳感器以及光電式檢測器等等，然而無論是哪一種檢測方式都會存在著工作壽命、使用環(huán)境以及可靠性等

105、問題。</p><p>　　1.2.1感應線圈車輛檢測裝置</p><p>　　1，環(huán)形線圈檢測器是目前國內(nèi)外使用最廣泛的車輛檢測器。其工作原理是利用埋設(shè)在車道路面下的環(huán)形線圈，當車輛通過環(huán)形線圈時，使環(huán)形線圈的電磁感應發(fā)生變化，從而引起諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，計算機通過對諧振頻率的技術(shù)采樣后，做出檢測器上是否有車輛通過或存在的判斷。環(huán)形線圈檢測器具有成本低，安裝方便，靈敏度高，受氣候

106、影響小等優(yōu)點。但在實際使用中，因道路施工、路面變形等因素使線圈的損壞率較高，更換安裝和維護時要進入公路主體，影響交通運輸，造成成本升高，維護的工作量也較大。對于交通流的數(shù)據(jù)提取也十分有限，一般僅能檢測車輛速度、行駛方向、車輛分類等。</p><p>　　2，地磁檢測器是把一個具有高導磁率鐵芯和線圈裝在一個保護套內(nèi)，里面填滿了非導電的防水材料，形成一根磁棒。把磁棒埋在路面下，當車輛駛過這個線圈時，通過線圈的磁通量發(fā)

107、生變化，在線圈中產(chǎn)生一個電動勢，這個電動勢經(jīng)過放大器放大后去推動繼電器，發(fā)出一個車輛通過的信息。這種檢測器職能檢測以相當車速通過的車輛，所以是通過型檢測器，不適用于需要檢測車輛存在的地方。這種檢測器具有安裝容易，不易損壞等優(yōu)點。缺點是對慢速車輛不能檢測，有時會出現(xiàn)誤檢，且材料容易老化，靈敏度會逐年衰減。</p><p>　　1.2.2波頻車輛檢測裝置</p><p>　　1，紅外檢測器是具

108、有良好應用前景的懸掛式或道路側(cè)式交通檢測器。該檢測器一般采用反射式檢測技術(shù)。反射式檢測器探頭由一個紅外發(fā)光管和一個紅外接收管組成。其工作原理是由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖，經(jīng)紅外解調(diào)器解調(diào)，再通過選通、放大、整流和濾波后觸發(fā)驅(qū)動器輸出一個檢測信號。這種檢測器具有快速準確、輪廓清晰的檢測能力。其缺點是易受氣候條件及大氣中的粉塵或懸浮顆粒影響。</p><p>　　2，超聲波檢測器是一種在高速公路上應用較多的檢測器，

109、它是利用反射回波原理制成的。超聲波檢測器由探頭和控制機構(gòu)成，其探頭具有發(fā)射和接受雙重功能，被設(shè)置于道路的正上方或斜上方。超聲波檢測器的工作原理是：由超聲波發(fā)生器（探頭）發(fā)射一束超聲波，再接受從車輛或地面的反射波，根據(jù)反射波返回時間的差別來判斷有無車輛通過。由于探頭與地面的距離是一定的，所以探頭發(fā)出超聲波并接受反射波的時間也是固定的。當有車輛通過時，由于車輛本身的高度使探頭接收到反射波的時間縮短，就表明有車輛通過或存在。超聲波檢測器采用懸