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基于C8051F040的智能公交车载设备系统的设计

作　者: 高爱玲
导　师: 王宏刚
学　校: 太原科技大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: C8051F040 车载设备 GPS GPRS
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 178次
引　用: 1次
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内容摘要


经济的快速发展导致城市规模迅速扩大。各种客流、物流、私家车的增多,使得城市交通变得越来越拥挤。交通拥挤、交通污染和能源消耗问题已经成为城市的一个顽疾。随着公交优先战略的确定,公交运输在缓解城市交通拥堵方面的作用将越来越重要,成为解决城市交通拥挤的一个重要手段。因此,如何在现有的交通条件下增强对运营车辆的调度控制能力、提高运行效率和改善服务质量已成为迫切需要解决的问题。目前,智能城市公共交通系统已经成为ITS中的一个重要子系统。本文在查阅大量文献和结合国内外研究现状的基础上,根据智能公交调度系统的要求,对智能公交车载设备进行了研究,提出了系统的设计方案。通过对智能公交调度系统和车载设备的功能需求和性能需求进行分析,明确车载设备所应具有的功能和性能;在明确需求的基础上,通过对市场上各种元器件的性能进行分析,最终确定以高性能单片机C8051F040为控制核心、结合GPS定位技术、GPRS技术和语音技术的技术方案,并从硬件和软件两方面详细论述了智能公交车载设备的设计,给出了具体连接原理图以及设备的初始化流程和软件实现过程。本文设计的车载设备实现了实时将运营车辆的经度、纬度、速度和方向等信息提供给调度中心、并具有语音自动报站、故障报警等功能,能够满足调度中心对公交车辆进行远程实时监控。目前,该设备已在实验室进行了测试,具有稳定性高、功耗低、数据处理快、易于使用等特点。由于实际环境和实验室环境相差很大,因此该设备要达到实用化、产品化还有许多问题需要考虑,如设备的防震性、电源的稳定性问题等。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题的提出及研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 主要研究内容及论文安排  11-13
第2章 智能公交车载设备功能与总体设计方案  13-15
  2.1 智能公交车载设备功能  13
  2.2 智能公交车载设备系统总体设计方案  13-14
  2.3 本章小结  14-15
第3章 相关技术和模块介绍  15-21
  3.1 CPU 介绍  15-16
    3.1.1 CPU 的主要特性  15
    3.1.2 单片机的主要引脚说明  15-16
  3.2 GPS 模块  16-17
    3.2.1 GPS 概述  16-17
    3.2.2 GPS 模块介绍  17
  3.3 GPRS 模块  17-19
    3.3.1 GPRS 概述  17-18
    3.3.2 GPRS 模块介绍  18-19
  3.4 语音模块  19-20
  3.5 LCD 显示模块  20
  3.6 本章小结  20-21
第4章 智能公交车载设备系统的硬件设计方案  21-30
  4.1 智能公交车载设备系统的硬件设计方案  21
  4.2 C8051F040 的串口通信  21-22
  4.3 GPS 模块接口电路的设计  22-24
    4.3.1 GPS 的NMEA 通信协议  23-24
    4.3.2 GPS 的定位资讯  24
  4.4 GPRS 模块接口电路的设计  24-25
  4.5 语音模块电路的设计  25-26
  4.6 LCD 显示电路的设计  26-27
  4.7 电源电路的设计  27-28
  4.8 复位电路的设计  28-29
  4.9 振荡电路的设计  29
  4.10 本章小结  29-30
第5章 智能公交车载设备系统的软件设计方案  30-42
  5.1 软件环境介绍  30
  5.2 系统流程图  30-31
  5.3 CPU、GPS 初始化及GPS 实现过程  31-34
    5.3.1 CPU、GPS 初始化流程图  31-33
    5.3.2 GPS 实现过程  33-34
  5.4 GPRS 初始化及其实现过程  34-37
    5.4.1 GPRS 初始化流程图  34-35
    5.4.2 GPRS 模块上网通信实现过程  35-36
    5.4.3 单片机通过 AT 指令控制 GPRS 发送数据的实现过程  36-37
  5.5 语音报站实现过程  37-39
  5.6 LCD 显示输出实现过程  39
  5.7 车载设备与调度中心服务器通信协议  39-41
  5.8 本章小结  41-42
第6章 车载设备的测试  42-44
  6.1 测试结果分析  42-43
  6.2 本章小结  43-44
第7章 总结与展望  44-46
  7.1 总结分析  44
  7.2 展望  44-46
参考文献  46-49
致谢  49-50
攻读硕士学位期间发表论文  50-51

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 电子计算机在公路运输和公路工程中的应用
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