单位文秘网 2021-10-08 08:11:02 点击: 次
摘要:设计并制作出一款集MC13213控制、射频通信、信号处理等为一体的智能公交嵌入式系统。完全模拟了实际交通中公交进入十字路口、等待交通灯、离开十字路口等过程。系统在平均等待交通灯调度算法的基础上,改进并设计了一种公交优先算法。将在绿灯时间上给予公交车辆以优先权,解决了公交出行缓慢的问题。体现了路权的分配公平性。
关键词:公交优先;无线传输;MC13213
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)15-3896-01
Bus Priority Wireless Transmission System Design
ZHU He
(IC College, Southeast University, Nanjing 210096, China)
Abstract: To design and produce a MC13213 control, radio communications, signal processing intelligent embedded system. Fully simulate the actual traffic. The bus enters the intersection, waits for traffic lights, and lefts at the crossroads. System based on the average wait for traffic lights of the scheduling algorithm improves and designs a bus priority algorithm. It will be given more time of the green light for bus, in order to solve the problem that bus travel slowly. This reflects the distribution of equity.
Key words:Bus priority; wireless transmission;MC13213
“公交优先”最早是由法国在60年代末提出的。公交优先是指大城市的市内客运交通以大容量、快速度的大公交系统为主,以其他交通工具为辅。如今,巴黎设置了480多条全天或部分时间禁止其他车辆使用的公共汽车专用道。其他如美国、英国等发达国家也经历了此种教训。北京从1997年开始年年不断新辟公交专用道,并严格禁止其他车辆入内行驶,而且还实行了路口优先通过、进出站不受干扰、加强建设好公交停车场等措施.
1 系统整体方案设计
本文提出一种公交车优先无线传输系统,该系统实现公交车通过自动控制红绿灯,来达到优先通行的目的。它在绿灯时间上给予公交车辆以优先通行权,方便了公交车的出行。
无线通信的实体共有三类:
A类:公交车车载模块
B类:路边转发模块
C类:信号机模块
每个路口的B类和C类模块组成一个路口局域网,如图1所示。B类模块接收A类模块的广播ID信息,并经过初步处理向C类模块发送车辆的进入和离开作用区域的通知消息,C类模块接收B类模块的通知消息由后台处理单元对通过公交车进行优先控制。实现公交车在通过十字路口时具有绿灯时间上的优先权。
2 系统硬件电路设计
基于单元化思想设计,系统硬件由数据处理单元、射频收发单元、匹配电路与天线以及电源管理模块组成,如图2所示。
主芯片MC13213是freescale公司推出的一款SOC芯片,它主要由微处理器和射频模块两部分组成。微处理器采用8位的HCS08内核,其中集成了1个SPI(Serial Peripheral Interface)接口、1个8路的8/10位的A/D、2个TPM(Timer/PWM)模块、2个SCI(Serial Communications)接口、2个IIC(Inter Intergrated Circuit)和一个8路的KBI(Keyboard Interrupt)接口。射频模块的工作频段是2.4GHz,通过SPI总线与处理器通信。
3 软件设计
系统的设计理念是基于公平等待原理,遵循在道路资源有限的情况下保证大多数人的畅通。体现了路权是最大的公平。路权的分配是按照出行人数而不是出行车辆进行分配。举例来说,一辆公交车上的60人等一个红灯和一辆车等一个红灯显然不公平。为了体现交通系统中以人为本、公平公正的原则,系统根据当前路口的信号放行状态和流量情况,延长公交车通行时间,达到优先放行目的。
3.1 通信方式
系统采无线通信方式,工作频率为2.4GHz的工业科学医疗(ISM),对全球2.4GHz频段均免许可使用。射频接收灵敏度<-92dBm;
发送功率-28.7 ~+3.4dBm可调;拥有0~15共16个可选工作信道;采用直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)的二进制编
码方式;增强了抗干扰能力;采用O-QPSK数字相移键控调制技术,大大降低了数据传输的误码率。A模块定时发生公交车ID信息,B、C模块采用中断工作方式,接收A模块信息。
3.2 公交优先算法
为体现了路权的分配公平性,需要按照公交优先的原则,来解决公共交通问题。系统在平均等待交通灯调度算法的基础上,改进并设计了一种公交优先算法。其基本步驟如下:
①获得公交车进入十字路口信号。
②根据事先保持的公交车线路,确定公交车行驶的方向并启动优先机制。
③若此路线交通灯为红灯且等待时间超过10秒,立即跳为10秒。
④若此路线交通灯为绿灯,则延长时间10秒。
⑤当获得公交车离开十字路口信号,系统返回继续执行平均等待机制。
3.3 无线通信程序设计
无线数据传输设备的一般工作流程如图3所示。在进行相关初始化之后就进入主循环,对射频模块中断进行查询,当射频模块接收到数据包进行相关处理后送入射频模块发送出去。这样以中断的实现,实时性好,实现起来比较方便。
4 结束语
本文设计了由MC13213及其外围电路构成的公交优先无线通信系统。以高性能的32位HCS08为中央处理器,以价格低廉、功耗低搭建起来的公交优先通信系统。 解决了公交出行缓慢的问题,体现了路权的分配公平性。
参考文献:
[1] IEEE Std 802.15.4TM-2003.
[2] zigbee specification v1.0.
[3] 蒋挺,赵成林. 紫蜂技术及其应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.
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