〔交通運(yùn)輸?shù)缆方煌髁勘O(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)〔交通運(yùn)輸?shù)缆方煌髁勘O(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)道路交通信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)20236第壹局部數(shù)據(jù)采集器硬件設(shè)計(jì)硬件構(gòu)造資源安排GPIOGPIOGPIO功能和作用GPIO管腳功能和作用P0.7GPIOLEDP1.7接SHT11SDAP0.6未用,接PCF8563的CLKOUTP1.6SHT11SCLP0.5IRQ1,接WT3224模塊中斷P1.5IRQ2,傳感器A的中斷信號(hào)P0.4IRQ0,倆個(gè)傳感器同時(shí)有效中斷P1.4IRQ3,傳感器B的中斷信號(hào)P0.3未用,JTAGTRST信號(hào)P1.3I2CSDAP0.2RAM的BHEP1.2I2CSCL信號(hào)P0.1RAM的BLEP1.1串口TXDP0.0未用,特地用于下載P1.0串口RXD信號(hào)P2.7未用P2.6未用P4.0-P4.7 外部RAMD8-D15P2.5配置選通信號(hào),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信號(hào)P2.0未用數(shù)據(jù)采集局部模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集ADC0 傳感器A的輸入信號(hào)ADC1 傳感器B的輸入信號(hào)ADC2 電池電壓ADC16 ADuC數(shù)字信號(hào)采集SHT11 P1.7/P1.6PCF8563 I2C配置信息 由D7—D0數(shù)據(jù)線連接，由P2.5片選(用GPIO方式采集)DAC參考電壓輸出局部DAC3 傳感器A的低閥值DAC2 傳感器A的高閥值DAC1 傳感器B的低閥值DAC0 傳感器B的高閥值DACI2C用于連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器RAM局部外部RAM選用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K無(wú)線通訊模塊局部WT3224。電源局部選用7.4V鋰電池，為了保證電源的穩(wěn)定性，使用BL1085進(jìn)展穩(wěn)壓到5V給傳感器3.3V其它(指示燈和配置)指示燈共有三個(gè),其中有3.3V電源指示燈、工作狀態(tài)指示燈、RF模塊工作指示燈，V電源燈能夠依據(jù)需要使用〔實(shí)際使用時(shí)不需要；工作狀態(tài)指示燈的表現(xiàn)為工作時(shí)亮休眠時(shí)滅；RFRF數(shù)據(jù)采集局部原理承受GMR傳感器實(shí)時(shí)采集地磁信號(hào)，經(jīng)放大后送A/D采樣，同時(shí)送閥值比較電路。當(dāng)突然來(lái)車時(shí)，GMR發(fā)生變化，閥值比較電路產(chǎn)生信號(hào)引起CPU中斷，從而獲得需要的車流量和相關(guān)的車速和車長(zhǎng)估量；最終通過(guò)RF為了避開(kāi)干擾信號(hào)造成GMR信號(hào)變化，使用CPU的DAC功能輸出跟蹤地磁信號(hào)的變CPU承受休眠模式工作，RF另外使用了外部RAM進(jìn)展數(shù)據(jù)保存，使用了日歷芯片把握程序流程。能夠手工配置工作模式、閥值大小和RF模塊地址。其次局部數(shù)據(jù)采集器軟件設(shè)計(jì)軟件構(gòu)造軟件系統(tǒng)使用u-Vision3.0編寫，程序構(gòu)造如下：TMS-Aproject main.c〔包括初始化、流程把握程序〕------IRQ.c〔包括車流量檢測(cè)程序〕-------sub.c子程序〔包括各類數(shù)據(jù)采集、保存、發(fā)送子程序〕-------myADuC7026.h主程序框圖數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)思路是盡量快速而有效地采集車流量和計(jì)算車速和車長(zhǎng)，同時(shí)為了節(jié)約能源，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，全部的車輛信息測(cè)量〔包括車流量、車速、車長(zhǎng)〕都有GMR傳感器的中斷效勞程序完成〔GMR-A治理進(jìn)入，GMR-B負(fù)責(zé)退出。也就是說(shuō)尋常時(shí)刻，系統(tǒng)都處于休眠狀態(tài)，來(lái)車后才喚醒工作。為了保證地磁跟蹤，采集周期為2整個(gè)軟件有工作模式配置，分為三個(gè)模式：Mode=1為定時(shí)發(fā)送，壹小時(shí)為壹個(gè)循環(huán)，Mode=23為測(cè)試方式，每分種發(fā)送壹次最的測(cè)試數(shù)據(jù)〔即使沒(méi)有車輛信息，同時(shí)也實(shí)時(shí)0X20，結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送地址為0x10，Mode3計(jì)數(shù)值就是車流量。各種函數(shù)定義主程序main.c main;中斷效勞程序IRQ.c IRQ_hander irq喚醒中斷------FIQ_hander fiq車流量/車速/車長(zhǎng)測(cè)試程序子程序sub.c ADC模擬信號(hào)采集子程序-----DACout模擬信號(hào)輸出子程序〔閥值跟蹤〕----Get_T_H溫度濕度采集子程序〔包括各類相關(guān)子程序〕----Get_Real_time實(shí)際時(shí)間采集子程序〔包括各類相關(guān)子程序〕----UART_Send_Buffer數(shù)據(jù)發(fā)送子程序〔包括各類發(fā)送相關(guān)子程序〕----常用延時(shí)子程序----Save_Current_Data保存當(dāng)前測(cè)試結(jié)果子程序〔Mode1使用〕----Send_Save_Data發(fā)送保存數(shù)據(jù)子程序〔Mode1使用〕----Send_Current_Data發(fā)送當(dāng)前測(cè)試結(jié)果子程序〔Mode2使用〕----Send_Test_Data發(fā)送當(dāng)前測(cè)試數(shù)據(jù)子程序〔Mode3使用〕各種全程變量定義流程把握類:unsignedshortMode1_Counter,Mode2_Counter,Mode3_Counter 車流量計(jì)數(shù)器unsignedcharLocal_Addreee RFunsignedcharConfig_Data 配置數(shù)據(jù)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)參數(shù)類：unsignedcharStart_time[6],Real_time[6] 初始化時(shí)間，實(shí)際時(shí)間unsignedshortSensorA_Data,SensorB_Data GMRunsignedshortTemperature,Humidity 地表溫度和濕度unsignedshortOperation_Temperature,Battery_Voltage 工作溫度和電池電壓unsignedshortCar_Speed,Car_Length 車速和車長(zhǎng)unsignedshortVerf_Bias 閥值其它：UnsignedcharUART_Buffer_length,UART_Buffer_Data[90]-----串口發(fā)送長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)自定義：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10發(fā)送信息格式標(biāo)準(zhǔn)WSN設(shè)計(jì)，發(fā)送信息就壹條，總共27個(gè)字節(jié)，格式如下：AA55102016其中：全部數(shù)據(jù)均為16進(jìn)制AA55 為幀頭；10 目標(biāo)地址，為固定值；模塊地址 為本地RF模塊地址；20 RF 為F模塊要求后續(xù)信息長(zhǎng)度0個(gè)字節(jié)；時(shí)間 為6個(gè)字節(jié)，分別為年、月、日、時(shí)、分、秒；車流量 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后；車速 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后；車長(zhǎng) 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后；溫度 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后，實(shí)際溫度為除以10再減40；濕度 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后；工作溫度 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后，實(shí)際溫度為除以10；電池電壓 為2個(gè)字節(jié)，高位在前，低位在后，實(shí)際電壓為除以10；校驗(yàn) 為1個(gè)字節(jié)，為上述全部字節(jié)的異或值。第三局部數(shù)據(jù)集中器硬件設(shè)計(jì)硬件構(gòu)造資源安排GPIOGPIOP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0P2.7

功能和作用GPRS-RXDT1功能，接風(fēng)速傳感器記數(shù)IRQ1GPRSIRQ0WT3224未用,JTAGTRST信號(hào)RAMBHERAM的BLELEDGPIO，接GPRSDTR

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

功能和作用接SHT11SDASHT11SCLIRQ2,雨量傳感器中斷信號(hào)GPIO，接蜂鳴器把握I2CSDAI2CSCL串口TXD信號(hào)〔WT3224〕串口RXD信號(hào)〔WT3224〕P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

GPIO，接配置選通信號(hào)，低有效P3.0-P3.7外部RAM的D0—D7GPIO，接風(fēng)向選通信號(hào)，低有效P4.0-P4.7外部RAM的D8-D15RAMCSRAMAERAMRDRAMWRGPRS-TXD數(shù)據(jù)采集局部模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集ADC0 大氣壓力傳感器ADC9 能見(jiàn)度傳感器〔選配〕ADC10 電池電壓ADC11 太陽(yáng)光總輻射ADC16 ADuC數(shù)字信號(hào)采集SHT11 P1.7/P1.6PCF8563 I2C配置信息 由D7—D0數(shù)據(jù)線連接，由P2.6片選(用GPIO方式采集)風(fēng)向采集 由D7—D0數(shù)據(jù)線連接，由P2.5片選(用GPIO方式采集)風(fēng)速采集 由定時(shí)器T1計(jì)數(shù)雨量采集 有IRQ2中斷計(jì)數(shù)RF通過(guò)IRQ0中斷〔WT3224〕來(lái)獵取數(shù)據(jù)采集器的交通信息測(cè)試數(shù)據(jù)EEPROM標(biāo)準(zhǔn)〔，存儲(chǔ)配置信息，標(biāo)準(zhǔn)C接口，存取內(nèi)容為：1：WinTechTMSV1.02023-5-30 X公司名，工程名稱，版本號(hào)，生成日期2：SIM6BCD3：IP6個(gè)字節(jié)，16進(jìn)制格式I2C用于連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器RAM局部外部RAM選用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K無(wú)線通訊模塊局部選用WT3224。北京沃英泰科有限X公司設(shè)計(jì)。無(wú)線遠(yuǎn)程通訊模塊局部選用M580，為深圳有方科技有限X公司設(shè)計(jì)。電源局部選用12V太陽(yáng)能，為了保證電源的穩(wěn)定性和省電，使用LM2596進(jìn)展穩(wěn)壓到5V給3.3V其它(指示燈和配置)指示燈共有五個(gè),其中有3.3V電源指示燈、工作狀態(tài)指示燈、RF模塊工作指示燈各壹個(gè)，GPRS模塊用指示燈2個(gè)。3.3V電源燈能夠依據(jù)需要使用〔實(shí)際使用時(shí)不需要FRFGPRSGPRS數(shù)據(jù)集中器工作原理數(shù)據(jù)集中器主要有倆個(gè)任務(wù)，壹是采集本地的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，包括氣象7要素和光能見(jiàn)度，這些功能都是選配，可依據(jù)需要使用；另壹個(gè)是通過(guò)RF模塊〔WT3224〕接收來(lái)自地面數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。另外使用了內(nèi)部EEPROM進(jìn)展關(guān)鍵信息的保存，主要分為3個(gè)頁(yè)面，分別保存工程信SIMIPRAM進(jìn)展氣象數(shù)據(jù)的臨時(shí)保存；F〔〔采樣時(shí)間和發(fā)送時(shí)間〕以及工作模式。第四局部數(shù)據(jù)集中器軟件設(shè)計(jì)軟件構(gòu)造軟件系統(tǒng)使用u-Vision3.0編寫，程序構(gòu)造如下：TMS-Aproject main.c〔包括初始化、流程把握程序〕------IRQ.c〔RFGPRS中斷配置〕-------Get_Data.c數(shù)據(jù)獵取子程序〔包括各類數(shù)據(jù)采集子程序〕-------Send_Data.c數(shù)據(jù)發(fā)送子程序〔包括數(shù)據(jù)發(fā)送、保存子程序〕-------Common.c通用子程序庫(kù)〔包括延時(shí)和初始化相關(guān)子程序〕-------myADuC7026.h主程序框圖數(shù)據(jù)集中器的設(shè)計(jì)思路比較清楚，其主要工作就是將下端數(shù)據(jù)采集器通過(guò)RF模塊發(fā)來(lái)的車輛交通〔車流量、車速、車長(zhǎng)〕轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)治理中心，為了使產(chǎn)品功能更加豐富，增加了氣象數(shù)據(jù)采集功能，特別是交通部門需要的能見(jiàn)度采集數(shù)據(jù)。全部下端數(shù)據(jù)的RF采集和轉(zhuǎn)發(fā)都由中斷效勞程序完成，這樣設(shè)計(jì)的主要目的是為了節(jié)約能源，為了防止SIM卡被意外停機(jī)，每分鐘發(fā)送壹次信息〔包括實(shí)際時(shí)間、氣象數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)了壹小時(shí)保存壹次氣象數(shù)據(jù)，由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心依據(jù)需要是否獵取，具體的采樣時(shí)間能夠由系統(tǒng)配置〔5秒、10秒、20秒、30秒四種選擇。為便利調(diào)試，仍設(shè)計(jì)了測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送功能。留意測(cè)試數(shù)據(jù)地址為0x20。中斷效勞程序框圖中斷效勞程序是整個(gè)數(shù)據(jù)集中器的核心局部F模塊接收到下端發(fā)來(lái)的車輛交通信息后產(chǎn)生外部中斷〔XIRQ，進(jìn)入中斷效勞程序后，通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)〔為了保證數(shù)據(jù)接收的〔〔PD號(hào)等，據(jù)接收中心。中斷效勞程序中仍有喚醒中斷和雨量計(jì)數(shù)中斷，上述框圖中沒(méi)有說(shuō)明。同時(shí)中斷程序中GPRS各種函數(shù)定義主程序main.c main;中斷效勞程序IRQ.c IRQ_hander irq喚醒中斷/雨量中斷/WT3224中斷效勞程序------FIQ_hander fiqGPRS子程序Get_Data.c Get_Analog_Data模擬信號(hào)采集及相關(guān)子程序------Get_Digital_Data數(shù)字信號(hào)采集及相關(guān)子程序------Get_Real_time實(shí)際時(shí)間采集及相關(guān)子程序子程序Send_Data.c Send_Heart_Data發(fā)送心跳報(bào)子程序----Send_Test_Data發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)子程序----Save_Current_Data保存當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)子程序子程序Common.c 通用延時(shí)子程序GPRS各種全程變量定義流程把握類:unsignedcharLocal_Addreee RFunsignedcharConfig_Data 配置數(shù)據(jù)unsignedcharERROR_Code GPRS其 中 ：Config_Data=Test_Flag(D7)+D6+Sample_Time(D5/D4)+Local_Address(D3_D0)Local_Address=D3—D0+0x10參數(shù)類：unsignedcharStart_time[6],Real_time[6] 初始化時(shí)間，實(shí)際時(shí)間unsignedshortWind_Speed,Wind_Direction 風(fēng)速，風(fēng)向unsignedshortAir_Temperature,Humidity 大氣溫度和濕度unsignedshortAir_Pressure,Precipitation_Intensity 大氣壓力和降水強(qiáng)度unsignedshortRadiation_Intensity,Light_Visibility 光輻射和能見(jiàn)度unsignedshortOperation_Temperature,Battery_Voltage 工作溫度和電池電壓其它：unsignedcharUART_Buffer_length,UART_Buffer_Data[90] 串口發(fā)送長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)unsignedcharSensor_ID[4],IP_Address[4] ID號(hào)，IPunsignedshortIP_Port IP端口號(hào)自定義：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10發(fā)送信息格式信息格式有倆種，壹種是心跳報(bào)文，壹種是轉(zhuǎn)發(fā)下端發(fā)來(lái)的結(jié)果數(shù)據(jù)。A〕33AA55SIM_ID10時(shí)間風(fēng)速風(fēng)向溫度濕度壓力雨量光輻射能見(jiàn)度工作溫度電池電壓校驗(yàn)其中：全部數(shù)據(jù)均為16進(jìn)制AA55 為幀頭；