〔交通運輸?shù)缆方煌髁勘O(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)手冊〔交通運輸?shù)缆方煌髁勘O(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)手冊道路交通信息監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)手冊20236第壹局部數(shù)據(jù)采集器硬件設(shè)計硬件構(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P0.4IRQ0,倆個傳感器同時有效中斷P1.4IRQ3,傳感器B的中斷信號P0.3未用,JTAGTRST信號P1.3I2CSDAP0.2RAM的BHEP1.2I2CSCL信號P0.1RAM的BLEP1.1串口TXDP0.0未用,特地用于下載P1.0串口RXD信號P2.7未用P2.6未用P4.0-P4.7 外部RAMD8-D15P2.5配置選通信號,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P2.0未用數(shù)據(jù)采集局部模擬信號數(shù)據(jù)采集ADC0 傳感器A的輸入信號ADC1 傳感器B的輸入信號ADC2 電池電壓ADC16 ADuC數(shù)字信號采集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用于連接實時時鐘芯片PCF8563外部擴展存儲器RAM局部外部RAM選用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K無線通訊模塊局部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,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〔實際使用時不需要；工作狀態(tài)指示燈的表現(xiàn)為工作時亮休眠時滅；RFRF數(shù)據(jù)采集局部原理承受GMR傳感器實時采集地磁信號，經(jīng)放大后送A/D采樣，同時送閥值比較電路。當突然來車時，GMR發(fā)生變化，閥值比較電路產(chǎn)生信號引起CPU中斷，從而獲得需要的車流量和相關(guān)的車速和車長估量；最終通過RF為了避開干擾信號造成GMR信號變化，使用CPU的DAC功能輸出跟蹤地磁信號的變CPU承受休眠模式工作，RF另外使用了外部RAM進展數(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)計思路是盡量快速而有效地采集車流量和計算車速和車長，同時為了節(jié)約能源，在軟件設(shè)計時，全部的車輛信息測量〔包括車流量、車速、車長〕都有GMR傳感器的中斷效勞程序完成〔GMR-A治理進入，GMR-B負責退出。也就是說尋常時刻，系統(tǒng)都處于休眠狀態(tài)，來車后才喚醒工作。為了保證地磁跟蹤，采集周期為2整個軟件有工作模式配置，分為三個模式：Mode=1為定時發(fā)送，壹小時為壹個循環(huán)，Mode=23為測試方式，每分種發(fā)送壹次最的測試數(shù)據(jù)〔即使沒有車輛信息，同時也實時0X20，結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送地址為0x10，Mode3計數(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/車長測試程序子程序sub.c ADC模擬信號采集子程序-----DACout模擬信號輸出子程序〔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實際時間采集子程序〔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〕----常用延時子程序----Save_Current_Data保存當前測試結(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)送當前測試結(jié)果子程序〔Mode2使用〕----Send_Test_Data發(fā)送當前測試數(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] 初始化時間，實際時間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unsignedshortVerf_Bias 閥值其它：UnsignedcharUART_Buffer_length,UART_Buffer_Data[90]-----串口發(fā)送長度和數(shù)據(jù)自定義：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10發(fā)送信息格式標準WSN設(shè)計，發(fā)送信息就壹條，總共27個字節(jié)，格式如下：AA55102016其中：全部數(shù)據(jù)均為16進制AA55 為幀頭；10 目標地址，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)信息長度0個字節(jié)；時間 為6個字節(jié)，分別為年、月、日、時、分、秒；車流量 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后；車速 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后；車長 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后；溫度 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后，實際溫度為除以10再減40；濕度 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后；工作溫度 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后，實際溫度為除以10；電池電壓 為2個字節(jié)，高位在前，低位在后，實際電壓為除以10；校驗 為1個字節(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，接風速傳感器記數(shù)IRQ1GPRSIRQ0WT3224未用,JTAGTRST信號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GPIO，接蜂鳴器把握I2CSDAI2CSCL串口TXD信號〔WT3224〕串口RXD信號〔WT3224〕P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

GPIO，接配置選通信號，低有效P3.0-P3.7外部RAM的D0—D7GPIO，接風向選通信號，低有效P4.0-P4.7外部RAM的D8-D15RAMCSRAMAERAMRDRAMWRGPRS-TXD數(shù)據(jù)采集局部模擬信號數(shù)據(jù)采集ADC0 大氣壓力傳感器ADC9 能見度傳感器〔選配〕ADC10 電池電壓ADC11 太陽光總輻射ADC16 ADuC數(shù)字信號采集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)風速采集 由定時器T1計數(shù)雨量采集 有IRQ2中斷計數(shù)RF通過IRQ0中斷〔WT3224〕來獵取數(shù)據(jù)采集器的交通信息測試數(shù)據(jù)EEPROM標準〔，存儲配置信息，標準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，生成日期2：SIM6BCD3：IP6個字節(jié)，16進制格式I2C用于連接實時時鐘芯片PCF8563外部擴展存儲器RAM局部外部RAM選用ISSI的IS61WV12816，共有64X16K無線通訊模塊局部選用WT3224。北京沃英泰科有限X公司設(shè)計。無線遠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。電源局部選用12V太陽能，為了保證電源的穩(wěn)定性和省電，使用LM2596進展穩(wěn)壓到5V給3.3V其它(指示燈和配置)指示燈共有五個,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，GPRS模塊用指示燈2個。3.3V電源燈能夠依據(jù)需要使用〔實際使用時不需要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要素和光能見度，這些功能都是選配，可依據(jù)需要使用；另壹個是通過RF模塊〔WT3224〕接收來自地面數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)發(fā)給遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。另外使用了內(nèi)部EEPROM進展關(guān)鍵信息的保存，主要分為3個頁面，分別保存工程信SIMIPRAM進展氣象數(shù)據(jù)的臨時保存；F〔〔采樣時間和發(fā)送時間〕以及工作模式。第四局部數(shù)據(jù)集中器軟件設(shè)計軟件構(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〔包括延時和初始化相關(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RF模塊發(fā)來的車輛交通〔車流量、車速、車長〕轉(zhuǎn)發(fā)到遠程的數(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)計的主要目的是為了節(jié)約能源，為了防止SIM卡被意外停機，每分鐘發(fā)送壹次信息〔包括實際時間、氣象數(shù)據(jù)。設(shè)計了壹小時保存壹次氣象數(shù)據(jù)，由遠程數(shù)據(jù)中心依據(jù)需要是否獵取，具體的采樣時間能夠由系統(tǒng)配置〔5秒、10秒、20秒、30秒四種選擇。為便利調(diào)試，仍設(shè)計了測試數(shù)據(jù)發(fā)送功能。留意測試數(shù)據(jù)地址為0x20。中斷效勞程序框圖中斷效勞程序是整個數(shù)據(jù)集中器的核心局部F模塊接收到下端發(fā)來的車輛交通信息后產(chǎn)生外部中斷〔XIRQ，進入中斷效勞程序后，通過串口接收數(shù)據(jù)〔為了保證數(shù)據(jù)接收的〔〔PD號等，據(jù)接收中心。中斷效勞程序中仍有喚醒中斷和雨量計數(shù)中斷，上述框圖中沒有說明。同時中斷程序中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模擬信號采集及相關(guān)子程序------Get_Digital_Data數(shù)字信號采集及相關(guān)子程序------Get_Real_time實際時間采集及相關(guān)子程序子程序Send_Data.c Send_Heart_Data發(fā)送心跳報子程序----Send_Test_Data發(fā)送測試數(shù)據(jù)子程序----Save_Current_Data保存當前氣象數(shù)據(jù)子程序子程序Common.c 通用延時子程序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] 初始化時間，實際時間unsignedshortWind_Speed,Wind_Direction 風速，風向unsignedshortAir_Temperature,Humidity 大氣溫度和濕度unsignedshortAir_Pressure,Precipitation_Intensity 大氣壓力和降水強度unsignedshortRadiation_Intensity,Light_Visibility 光輻射和能見度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)送長度和數(shù)據(jù)unsignedcharSensor_ID[4],IP_Address[4] ID號，IPunsignedshortIP_Port IP端口號自定義：UART_Test_Address0x20 RF0x20UART_Object_Address0x10 RF0x10發(fā)送信息格式信息格式有倆種，壹種是心跳報文，壹種是轉(zhuǎn)發(fā)下端發(fā)來的結(jié)果數(shù)據(jù)。A〕33AA55SIM_ID10時間風速風向溫度濕度壓力雨量光輻射能見度工作溫度電池電壓校驗其中：全部數(shù)據(jù)均為16進制AA55 為幀頭；