交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)研制

徐春月+閆江+陳娟

摘 要：項(xiàng)目設(shè)計(jì)并研制了一款模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，并且將交通燈的運(yùn)行情況通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)杰囕d系統(tǒng)由LCD液晶顯示屏顯示出來(lái)。該裝置操作簡(jiǎn)單，可用于對(duì)交通燈信號(hào)的接收，駕駛者據(jù)此可安全快速行駛，減少了路口的擁堵和交通事故的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：交通燈；無(wú)線發(fā)射與接收；行駛

引言

2011年中國(guó)超過(guò)美國(guó)成為世界第一大汽車產(chǎn)銷地，各大城市的汽車量超出了道路的實(shí)際可承載量，交通變得擁擠，特別是早晚交通高峰時(shí)間的十字路口的交通，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)，可以有效地提前提供給行駛車輛前方的交通燈信號(hào)，引導(dǎo)駕駛者合理選擇車速，安全快速地按照交通燈信號(hào)駕駛。另外，當(dāng)駕駛者排隊(duì)通過(guò)十字路口時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到前方重型卡車、大型客車的遮擋而無(wú)法觀察到信號(hào)燈的變化，很容易闖紅燈，甚至制造嚴(yán)重的交通事故，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)就可以有效地避免該類事件的產(chǎn)生。

1 電路設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用單片系統(tǒng)控制整個(gè)模塊，首先模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，通過(guò)發(fā)送和接收設(shè)備接收發(fā)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)LCD12864顯示屏顯示。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)如圖1所示：

1.2 實(shí)現(xiàn)思路

根據(jù)系統(tǒng)整體框圖選用合適的單片機(jī)，以無(wú)線收發(fā)芯片為研究核心，在此確定選用合適單片機(jī)及無(wú)線收發(fā)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展整個(gè)裝置。

1.3 發(fā)送電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及紅，綠，黃三種顏色的發(fā)光二極管。12個(gè)發(fā)光二極管（紅，黃，綠各四個(gè)）連接到單片機(jī)的P0口，通過(guò)軟件程序?qū)0口的設(shè)定實(shí)現(xiàn)二極管的亮滅狀態(tài)來(lái)模擬十字路口交通燈的運(yùn)行。發(fā)送電路設(shè)計(jì)如圖2所示：

1.4 接收電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及液晶顯示LCD12864。單片機(jī)控制無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)并處理通過(guò)LCD顯示當(dāng)前十字路口的交通燈的狀態(tài)。接收電路如圖3所示：

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)送程序設(shè)計(jì)

發(fā)送程序流程如圖4所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）定時(shí)器T0開(kāi)始工作，與此同時(shí)P0口被賦值（二極管顯示）；（3）無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)傳送給串口；（4）判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確將狀態(tài)和時(shí)間送給串口由無(wú)線模塊發(fā)送出去，否則舍棄。

發(fā)送主程序主要操作：通過(guò)函數(shù)InitUART（）；對(duì)定時(shí)器T0，T1進(jìn)行初始化操作；定義變量light_state和m用于存放交通燈的狀態(tài)和時(shí)間；通過(guò)函數(shù)void putout（uchar x，uchar y）和void SendOneByte（unsigned char c）為串口發(fā)送程序

2.2 接收程序設(shè)計(jì)

接收程序流程圖如圖5所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送出去；（3）接收數(shù)據(jù)并判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確給串口發(fā)送數(shù)據(jù)，否則舍棄；（4）將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成狀態(tài)和時(shí)間在LCD12864液晶屏上顯示出來(lái)。

接收程序主要操作：通過(guò)函數(shù)void lcd_init（）和void InitUART（void）分別對(duì)液晶屏和串口進(jìn)行初始化；通過(guò)函數(shù)void SendOneByte（unsigned char c）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)；通過(guò)函數(shù)void write_cmd（uchar cmd）和void write_data（uchar dat）給LCD寫(xiě)指令和數(shù)據(jù)。

3 性能測(cè)試

3.1 數(shù)據(jù)測(cè)試

測(cè)試方法：以模擬交通燈為起點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)車載接收裝置，觀察其通訊效果并且記錄裝置之間的距離，測(cè)試距離如表1所示：

3.2 數(shù)據(jù)分析

從數(shù)據(jù)顯示中，可以看出通訊信號(hào)在0.1米～75米為正常接收，其他距離通訊內(nèi)容不正常。根據(jù)測(cè)試距離，通信距離符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)研制了交通燈車載接收的裝置。能夠?qū)崿F(xiàn)十字路口交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收。采用高性能的CC1100無(wú)線傳輸芯片，起到了很好的無(wú)線傳輸作用，該裝置有著教強(qiáng)的借鑒和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]郭天祥，51單片機(jī)C語(yǔ)言教程-入門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M].電子工業(yè)出版社，2012.

[2]陳蕾，鄧晶等.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]杭州飛拓電子有限公司http：//www.fytoo.com，2012.

[4]李哲英，駱麗，李金平.模擬電子線路分析與Multisim仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：328

[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]（第五版）.北京：高等教育出版社，2006：123.

[6]方紅琴，楊玉蓓.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：徐春月（1993，2-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

閆江（1993，11-），男，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

陳娟（1993，3-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

摘 要：項(xiàng)目設(shè)計(jì)并研制了一款模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，并且將交通燈的運(yùn)行情況通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)杰囕d系統(tǒng)由LCD液晶顯示屏顯示出來(lái)。該裝置操作簡(jiǎn)單，可用于對(duì)交通燈信號(hào)的接收，駕駛者據(jù)此可安全快速行駛，減少了路口的擁堵和交通事故的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：交通燈；無(wú)線發(fā)射與接收；行駛

引言

2011年中國(guó)超過(guò)美國(guó)成為世界第一大汽車產(chǎn)銷地，各大城市的汽車量超出了道路的實(shí)際可承載量，交通變得擁擠，特別是早晚交通高峰時(shí)間的十字路口的交通，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)，可以有效地提前提供給行駛車輛前方的交通燈信號(hào)，引導(dǎo)駕駛者合理選擇車速，安全快速地按照交通燈信號(hào)駕駛。另外，當(dāng)駕駛者排隊(duì)通過(guò)十字路口時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到前方重型卡車、大型客車的遮擋而無(wú)法觀察到信號(hào)燈的變化，很容易闖紅燈，甚至制造嚴(yán)重的交通事故，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)就可以有效地避免該類事件的產(chǎn)生。

1 電路設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用單片系統(tǒng)控制整個(gè)模塊，首先模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，通過(guò)發(fā)送和接收設(shè)備接收發(fā)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)LCD12864顯示屏顯示。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)如圖1所示：

1.2 實(shí)現(xiàn)思路

根據(jù)系統(tǒng)整體框圖選用合適的單片機(jī)，以無(wú)線收發(fā)芯片為研究核心，在此確定選用合適單片機(jī)及無(wú)線收發(fā)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展整個(gè)裝置。

1.3 發(fā)送電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及紅，綠，黃三種顏色的發(fā)光二極管。12個(gè)發(fā)光二極管（紅，黃，綠各四個(gè)）連接到單片機(jī)的P0口，通過(guò)軟件程序?qū)0口的設(shè)定實(shí)現(xiàn)二極管的亮滅狀態(tài)來(lái)模擬十字路口交通燈的運(yùn)行。發(fā)送電路設(shè)計(jì)如圖2所示：

1.4 接收電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及液晶顯示LCD12864。單片機(jī)控制無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)并處理通過(guò)LCD顯示當(dāng)前十字路口的交通燈的狀態(tài)。接收電路如圖3所示：

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)送程序設(shè)計(jì)

發(fā)送程序流程如圖4所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）定時(shí)器T0開(kāi)始工作，與此同時(shí)P0口被賦值（二極管顯示）；（3）無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)傳送給串口；（4）判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確將狀態(tài)和時(shí)間送給串口由無(wú)線模塊發(fā)送出去，否則舍棄。

發(fā)送主程序主要操作：通過(guò)函數(shù)InitUART（）；對(duì)定時(shí)器T0，T1進(jìn)行初始化操作；定義變量light_state和m用于存放交通燈的狀態(tài)和時(shí)間；通過(guò)函數(shù)void putout（uchar x，uchar y）和void SendOneByte（unsigned char c）為串口發(fā)送程序

2.2 接收程序設(shè)計(jì)

接收程序流程圖如圖5所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送出去；（3）接收數(shù)據(jù)并判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確給串口發(fā)送數(shù)據(jù)，否則舍棄；（4）將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成狀態(tài)和時(shí)間在LCD12864液晶屏上顯示出來(lái)。

接收程序主要操作：通過(guò)函數(shù)void lcd_init（）和void InitUART（void）分別對(duì)液晶屏和串口進(jìn)行初始化；通過(guò)函數(shù)void SendOneByte（unsigned char c）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)；通過(guò)函數(shù)void write_cmd（uchar cmd）和void write_data（uchar dat）給LCD寫(xiě)指令和數(shù)據(jù)。

3 性能測(cè)試

3.1 數(shù)據(jù)測(cè)試

測(cè)試方法：以模擬交通燈為起點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)車載接收裝置，觀察其通訊效果并且記錄裝置之間的距離，測(cè)試距離如表1所示：

3.2 數(shù)據(jù)分析

從數(shù)據(jù)顯示中，可以看出通訊信號(hào)在0.1米～75米為正常接收，其他距離通訊內(nèi)容不正常。根據(jù)測(cè)試距離，通信距離符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)研制了交通燈車載接收的裝置。能夠?qū)崿F(xiàn)十字路口交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收。采用高性能的CC1100無(wú)線傳輸芯片，起到了很好的無(wú)線傳輸作用，該裝置有著教強(qiáng)的借鑒和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]郭天祥，51單片機(jī)C語(yǔ)言教程-入門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M].電子工業(yè)出版社，2012.

[2]陳蕾，鄧晶等.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]杭州飛拓電子有限公司http：//www.fytoo.com，2012.

[4]李哲英，駱麗，李金平.模擬電子線路分析與Multisim仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：328

[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]（第五版）.北京：高等教育出版社，2006：123.

[6]方紅琴，楊玉蓓.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：徐春月（1993，2-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

閆江（1993，11-），男，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

陳娟（1993，3-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

摘 要：項(xiàng)目設(shè)計(jì)并研制了一款模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，并且將交通燈的運(yùn)行情況通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)杰囕d系統(tǒng)由LCD液晶顯示屏顯示出來(lái)。該裝置操作簡(jiǎn)單，可用于對(duì)交通燈信號(hào)的接收，駕駛者據(jù)此可安全快速行駛，減少了路口的擁堵和交通事故的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：交通燈；無(wú)線發(fā)射與接收；行駛

引言

2011年中國(guó)超過(guò)美國(guó)成為世界第一大汽車產(chǎn)銷地，各大城市的汽車量超出了道路的實(shí)際可承載量，交通變得擁擠，特別是早晚交通高峰時(shí)間的十字路口的交通，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)，可以有效地提前提供給行駛車輛前方的交通燈信號(hào)，引導(dǎo)駕駛者合理選擇車速，安全快速地按照交通燈信號(hào)駕駛。另外，當(dāng)駕駛者排隊(duì)通過(guò)十字路口時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到前方重型卡車、大型客車的遮擋而無(wú)法觀察到信號(hào)燈的變化，很容易闖紅燈，甚至制造嚴(yán)重的交通事故，研制交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收系統(tǒng)就可以有效地避免該類事件的產(chǎn)生。

1 電路設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用單片系統(tǒng)控制整個(gè)模塊，首先模擬十字路口交通燈的運(yùn)行，通過(guò)發(fā)送和接收設(shè)備接收發(fā)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)LCD12864顯示屏顯示。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)如圖1所示：

1.2 實(shí)現(xiàn)思路

根據(jù)系統(tǒng)整體框圖選用合適的單片機(jī)，以無(wú)線收發(fā)芯片為研究核心，在此確定選用合適單片機(jī)及無(wú)線收發(fā)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展整個(gè)裝置。

1.3 發(fā)送電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及紅，綠，黃三種顏色的發(fā)光二極管。12個(gè)發(fā)光二極管（紅，黃，綠各四個(gè)）連接到單片機(jī)的P0口，通過(guò)軟件程序?qū)0口的設(shè)定實(shí)現(xiàn)二極管的亮滅狀態(tài)來(lái)模擬十字路口交通燈的運(yùn)行。發(fā)送電路設(shè)計(jì)如圖2所示：

1.4 接收電路設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)最小系統(tǒng)（STC89C52RC芯片），以CC1100為無(wú)線收發(fā)芯片的無(wú)線模塊以及液晶顯示LCD12864。單片機(jī)控制無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)并處理通過(guò)LCD顯示當(dāng)前十字路口的交通燈的狀態(tài)。接收電路如圖3所示：

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)送程序設(shè)計(jì)

發(fā)送程序流程如圖4所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）定時(shí)器T0開(kāi)始工作，與此同時(shí)P0口被賦值（二極管顯示）；（3）無(wú)線模塊接收數(shù)據(jù)傳送給串口；（4）判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確將狀態(tài)和時(shí)間送給串口由無(wú)線模塊發(fā)送出去，否則舍棄。

發(fā)送主程序主要操作：通過(guò)函數(shù)InitUART（）；對(duì)定時(shí)器T0，T1進(jìn)行初始化操作；定義變量light_state和m用于存放交通燈的狀態(tài)和時(shí)間；通過(guò)函數(shù)void putout（uchar x，uchar y）和void SendOneByte（unsigned char c）為串口發(fā)送程序

2.2 接收程序設(shè)計(jì)

接收程序流程圖如圖5所示，具體流程如下：（1）啟動(dòng)系統(tǒng)即將系統(tǒng)接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；（2）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送出去；（3）接收數(shù)據(jù)并判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確給串口發(fā)送數(shù)據(jù)，否則舍棄；（4）將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成狀態(tài)和時(shí)間在LCD12864液晶屏上顯示出來(lái)。

接收程序主要操作：通過(guò)函數(shù)void lcd_init（）和void InitUART（void）分別對(duì)液晶屏和串口進(jìn)行初始化；通過(guò)函數(shù)void SendOneByte（unsigned char c）給串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)；通過(guò)函數(shù)void write_cmd（uchar cmd）和void write_data（uchar dat）給LCD寫(xiě)指令和數(shù)據(jù)。

3 性能測(cè)試

3.1 數(shù)據(jù)測(cè)試

測(cè)試方法：以模擬交通燈為起點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)車載接收裝置，觀察其通訊效果并且記錄裝置之間的距離，測(cè)試距離如表1所示：

3.2 數(shù)據(jù)分析

從數(shù)據(jù)顯示中，可以看出通訊信號(hào)在0.1米～75米為正常接收，其他距離通訊內(nèi)容不正常。根據(jù)測(cè)試距離，通信距離符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)研制了交通燈車載接收的裝置。能夠?qū)崿F(xiàn)十字路口交通燈的無(wú)線發(fā)射與車載接收。采用高性能的CC1100無(wú)線傳輸芯片，起到了很好的無(wú)線傳輸作用，該裝置有著教強(qiáng)的借鑒和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]郭天祥，51單片機(jī)C語(yǔ)言教程-入門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M].電子工業(yè)出版社，2012.

[2]陳蕾，鄧晶等.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]杭州飛拓電子有限公司http：//www.fytoo.com，2012.

[4]李哲英，駱麗，李金平.模擬電子線路分析與Multisim仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：328

[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]（第五版）.北京：高等教育出版社，2006：123.

[6]方紅琴，楊玉蓓.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：徐春月（1993，2-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

閆江（1993，11-），男，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。

陳娟（1993，3-），女，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2011級(jí)電子信息工程專業(yè)，本科在讀。