隨著科學技術的快速發(fā)展,自動化、智能化的嵌入式產(chǎn)品逐漸滲透到人們的日常生活中,成為人們生活中必不可或缺的一部分,同時也對我國的公共設施建設產(chǎn)生十分重大的影響。體積龐大、操作復雜的傳統(tǒng)設備不斷被嵌入式智能化設備所取代,無法徹底取代的設備也會在原有框架的基礎上融合智能化應用轉型升級,這其中也包括高速路收費系統(tǒng),隨著智能化設備的引入,人們逐漸從繁重的工作中解放出來,高速路收費系統(tǒng)的工作效率也得到大幅度提高。當前我國的高速公路普遍使用半自動收費管理系統(tǒng),該系統(tǒng)在工作時,信息采集、費用計算的內容都由智能化產(chǎn)品負責,收費員只需完成費用核對即可完成任務。本設計是一種基于CC2640的高速路收費系統(tǒng),設計思想是在原有的高速路收費系統(tǒng)的基礎上做出改進,以進一步提升工作效率,緩解高速路的交通壓力。該系統(tǒng)選用的CC2640芯片是一款功耗低、性能強、通信距離遠的藍牙芯片,其搭載了可獨立運行的32位高性能的Cortex M3內核微處理器,可高效處理實時通信任務。系統(tǒng)總體設計從功能需求出發(fā),提出系統(tǒng)硬件的結構框圖并設計出硬件主控電路及其外圍模塊電路,然后根據(jù)系統(tǒng)電路的設計方案完成PCB電路板的線路布置,之后結合高速路收費系統(tǒng)的通信協(xié)議流程進行軟件系統(tǒng)的開發(fā),通信協(xié)議的內容包括高速路收費入口通信協(xié)議和高速路收費出口通信協(xié)議,軟件開發(fā)的內容包括驅動硬件程序、系統(tǒng)軟件程序和上層應用程序,軟硬件系統(tǒng)開發(fā)完成后通過檢測來驗證系統(tǒng)的運行狀況。本設計的系統(tǒng)從提升工作效率的角度出發(fā),融合了無線通信、狀態(tài)顯示、通信協(xié)議等多種技術,可有效提升高速路收費系統(tǒng)的效率。本文最后部分對系統(tǒng)進行了軟硬件功能的測試,結果表明基本實現(xiàn)設計方案中提出的需求功能,能夠滿足高速路收費系統(tǒng)的實際需要。
【學位單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U495
【部分圖文】：

主控芯片和各個模塊提供穩(wěn)定的工作電壓；顯示模塊應選擇尺寸較大屏幕，方便客戶和工作人員快速得知車輛繳費狀態(tài)信息；藍牙模塊需選用功耗較低、傳輸穩(wěn)定性高、收發(fā)靈敏度高、便于開發(fā)的藍牙模塊；指示燈模塊主要顯示系統(tǒng)終端運行狀態(tài)，包括：正常運行、故障、正在處理中等多種狀態(tài)，因此使用三色LED燈是比較合適的選擇；存儲模塊用來存儲主控芯片接收的數(shù)據(jù)信息，存儲量不需太大，因此高性價比高的存儲芯片可以作為選擇目標；通信模塊是電路中非常重要的部分，根據(jù)需求至少設計兩個串口模塊，其中一個與高速路收費數(shù)據(jù)接口通信，另外一個藍牙模塊通信。另外，為了減小電路板尺寸同時降低整個系統(tǒng)的功耗，應盡可能選擇低功耗貼片式封裝的芯片。2.3.2 系統(tǒng)硬件結構根據(jù)設計思路，高速路收費系統(tǒng)終端電路設計為兩個主板，分別是主控板和顯示板，主控板采用兩個通信接口模塊，指示燈模塊采用多組LED燈，顯示板電源模塊輸出兩路電源，硬件系統(tǒng)的設計框架如圖 2-1、圖 2-2 所示。

圖 2-2 顯示系統(tǒng)結構框圖2.4 系統(tǒng)軟件設計2.4.1 軟件設計思路軟件系統(tǒng)設計也是電子產(chǎn)品設計過程中需要考慮的重要內容。根據(jù)該系統(tǒng)的組成結構[7]，將軟件設計內容分為主控板軟件程序、顯示板軟件程序和CC2640軟件程序三個部分。主控板軟件程序需要實現(xiàn)與高速路收費數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)通信的功能，顯示板軟件程序驅動顯示屏顯示信息，CC2640 軟件程序則處理與手機端的無線連接、通信。2.4.2 系統(tǒng)軟件結構根據(jù)上面的設計思路，將系統(tǒng)軟件結構分成驅動程序、系統(tǒng)程序和應用程序，其中驅動程序包括定時器設置、I/O口配置、LED燈驅動、LCD顯示驅動、UART驅動、CC2640 驅動，這些部分與底層硬件直接接觸，提供操作外設硬件模塊的

圖 2-3 軟件系統(tǒng)設計結構框圖協(xié)議設計議設計思路系統(tǒng)中通信協(xié)議也是必須要考慮的內容，是軟件系統(tǒng)設計的基數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)流程協(xié)議[8]，按照系統(tǒng)的安全性要求，程應為：數(shù)據(jù)打包、加密、數(shù)據(jù)傳輸、解密、數(shù)據(jù)拆包，另外需要設置返回響應、超時處理、數(shù)據(jù)重發(fā)等內容；數(shù)據(jù)流程協(xié)之間的通信傳輸流程，數(shù)據(jù)流程協(xié)議的內容包括：建立連接、信處理、結果返回、斷開連接等過程。在通信過程中，傳輸?shù)臑椋簲?shù)據(jù)包、應答包、等待包、狀態(tài)包、特殊功能包等內容，作完成數(shù)據(jù)傳輸。議結構設計
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 何少英;宣澤責;;廣佛高速路 輝煌二十年[J];廣東交通;2009年04期

2 思佳;;我省今年建成加油站731座[J];廣東交通;2007年06期

3 金鋒;;三高速路清遠段2014年通車[J];廣東交通;2011年05期

4 何宣;;惠(東)常(平)高速明年6月通車[J];廣東交通;2008年04期

5 柳實;;高速路行車 注意搜集路況[J];汽車與安全;2015年10期

6 柳實;;高速路行駛 白天也要開燈[J];汽車與安全;2017年02期

7 簡清枝;在高速路上[J];現(xiàn)代語文;2004年04期

8 ;北京擬建首條自行車“高速路”破解汽車占道頑癥[J];中國自行車;2017年07期

9 王莉莉;潘振乾;;空中高速路匝口設計研究[J];中國民航大學學報;2015年03期

10 沈俊杰;;自駕往湘西高速路上[J];東坡赤壁詩詞;2018年06期

相關碩士學位論文 前10條

1 胡濤;基于CC2640的高速路收費系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];蘭州大學;2019年

2 潘振乾;空中高速路匝口設計及其控制問題研究[D];中國民航大學;2015年

3 王勤;復雜高速路路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費清分方法研究[D];武漢理工大學;2010年

4 吳越;空中高速路規(guī)劃及匝口控制問題研究[D];中國民航大學;2014年

5 谷勇;基于移動用戶信息的高速路擁堵監(jiān)測模型研究[D];重慶郵電大學;2016年

6 劉兵;空中高速路網(wǎng)設計及其流量模型研究[D];中國民航大學;2013年

7 曹琳琳;PPP模式在高速路建設中的融資風險管理研究[D];重慶理工大學;2017年

8 顧倩文;面向高速路網(wǎng)的車輛數(shù)據(jù)融合技術及其應用研究[D];東華大學;2016年

9 王小東;山東高速路網(wǎng)監(jiān)測運行分析系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];天津大學;2012年

10 賈亮;高速路交通噪聲預測模式的對比及實證研究[D];廣東工業(yè)大學;2013年

本文編號：2874948