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单片机的多功能公交车载系统设计

2021-03-03 14:30编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要公交车作为城市中的主要交通工具,不仅可以高效率低消费的服务于广大城市居民,在解决城市交通堵塞的问题中也发挥着重要的作用。随着人们生活水平的提高,购买私家车的家庭日渐增多,这就让很多家庭选择自驾出行,而这其中的主要原因为公交车载系统的不完善,人们对选用其出行的舒适度持怀疑态度,大大的提升了交通的拥挤度。也不适应于国家对节能减排的口号。因此改善公交环境有了其一定的必要,多功能的公交车载系统的设计被提上了日程。设计一个集倒车雷达、温湿度显示、万年历及自动报站系统于一体的多功能公交车载系统。利用无线与语音技术实现自动报站功能;利用超声波技术完成倒车雷达;利用SHT11完成温度的采集和湿度的采集、并将其显示及实现它的自我调控;利用DS1302完成万年历。该课题融合了无线通信、超声波、SHT11及DS1302等技术的多功能车载系统的设计,可以为乘客提供便利、舒适的乘车环境,也便于公交车的自动化管理。通过该课题的设计也有助于提高本人对公交车载系统的深入了解。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题的背景意义 1
1.2公交车载系统的研究现状 1
1.3设计前的准备工作 1
本章小结 2
第二章 系统方案设计与论证 3
2.1系统方案设计 3
2.2超声波模块设计思路 3
本章小结 4
第三章 系统硬件的介绍 5
3.1 STC89C54介绍 5
3.2 LCD12864液晶屏幕特性 6
3.3 LCD12864管脚说明 6
3.4 DS18B20 7
3.5 WT588D 7
3.6各模块电路工作原理及电路设的连接 8
3.6.1超声波测距模块 8
3.6.2液晶显示模块 8
3.6.3语音电路模块 9
3.6.4温湿度采集模块 9
3.6.5 CC2530模块 10
3.6.6 时钟电路模块的设计 10
本章小结 11
第四章 软件设计 12
4.1软件设计的总体方案
 

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12
4.2 Zigbee无线通信子程序 13
4.3温湿度采集与处理子程序 13
4.4超声波测距子程序 14
本章小结 15
第五章 系统的实物安装与调试 16
5.1PCB板的制作 16
5.2实物的制作 16
5.3实物的调试 17
5.4项目主要功能及创新点 17
5.5不足之处 18
本章小结 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录一 22
附录二 24
附录三 25
第一章 绪论
1.1本课题的背景意义
交通作为一座城市的发展基础,就像人体的血液循环系统;公共交通工具是方便和经济旅行的主要工具,如动脉的流通。因为人们经济收入的提高购买汽车的家庭日渐增加交通堵塞的问题日益明显,汽车的生产量将接近于4000万辆,这将造成公路、街道、停车场等场所越来越拥挤不堪。交通阻塞不仅严重影响了人们正常的作息生活,更危害到人们的生命,频繁的交通事故使得人人自危。另外随着我国经济的日益增长环境问题却日渐恶化,低碳生活成为大多数人生活的主题国家也相应的提出节能减排的口号。对于这总情况既要实现经济的猛增,也要改善环境的污染,唯一的办法就是广大人民群众一起努力从下而上每人出一份力从人人自身做起。只有减少温室气体的排发才能对全球温室化有所改善。基于此,多功能公交车载系统的出现显得格外的必要。其不仅可以大幅度的改善人们的出行环境,也可减少温室气体的排放对改善环境有着极大的帮助。
1.2公交车载系统的研究现状
现阶段市场上有很多车载系统的产品单他们大多只能实现车载系统的一个或二个功能,不能满足用户的需求。而且各个公司的产品之间数据的交换存在阁和,在把多个产品联合到一起时他们间的信息交换不及时往往形成信息孤岛!这样的现象已被很多研发公司关注。对于产品功能的单一在此基础上重新添加模块是非常必要的。但在原有的基础上添加设计的成本高,技术烦。增加的设计的难度。而解决的方案是将多个不同的功能集结在一起设计程序最后,根据该程序的功能,重新设计硬件。根据用户的需要展开设计更加的提高了产品的灵活性。
科技技术在飞速的发展着。汽车对车载系统的要求也日渐提高。人们乘坐公交时不光需要了解当前所在的站点对车外的天气情况也有一定的关心,等等还有一系列的需求目前市场上的产品要么成本高不适用与大众要么功能单一服务性差。所以设计一个通俗车载系统被很多公司提上日程。
1.3设计前的准备工作
由于目前我国通信技术的自动定位技术有很多已经非常成熟的科技成果,因此本课题将设计基于单片机的车载系统,一套倒车雷达、温湿度显示、日历和自动报站的多功能车载系统。本课题主要研究的是基于51单片机车载系统,系统主要利用无线与语音技术实现到站语音报站功能,用超声波技术完成倒车雷达,用SHT11完成温度采集湿度采集,并将其显示在屏幕上及实现自我调整,用DS1302实完成万年历。
这不仅能为乘客提供便利、舒适的乘车环境,也便于公交车的自动化管理,改善了交通阻塞问题。
1.4本设计的整体介绍
本设计共分为五个章节基本框架安排如下:
第一章:绪论。概述了课题研究的背景和意义,简单的描述本课题研究思路研究的现状和本设计前的准备工作。
第二章:项目研究的主要方法:以方框图的形式勾画出系统总体的运行构架并做相关运行思路的的解说。
第三章:各硬件部分简介:描述各部分硬件的电路图及各部分电路图的原理。
第四章:系统软件设计选用熟悉的微处理器(MCU),完成相关控制程序编写。(主函数程序及子函数程序)。
第五章:软件仿真与系统测试。
结束语和致谢:总结这次毕业设计的收获和需要注意的问题。对提供帮助的人致谢。
本章小结
本章主要介绍了本课题的设计背景设计前说需要准备的相关物件,在大体上构思论文的大体框架为以下的各章节做铺垫。
第二章 系统方案设计与论证
2.1系统方案设计
 图21 总体思路方框图
STC89C54控制超声波测距模块连续放出方波八次(每次方波频率40kHZ),之后等待信号的反馈,若有信号被送回单片机,则I0口 的ECHO输出一个高电平。方波被送出后到其被送回接受的这段时间称为“高水平的持续时间”。测试距离=高电平用的时间*声速/2。STC89C54处理好距离的计算后将其计算好的信号传到LCD12864液晶显示器显示器显示其测得距离。报站系统选用WT588语音芯片实现高速声音播报处理。DS18B20采集温度和DS1302S计算其用时后LCD12864收到数据并将其呈现出来。
2.2超声波模块设计思路
通常情况下我们说话的声音是通过空气传播的,同样的原理超声波也可以通过空气传播一般情况下超声波传播的速度为340m/s。若在超声波被发送的同时开始记时,在其被反射回后计时结束耗时为T,这样的就可以根据速度和时间算出距离。这就是超声波测距的原理。超声波模块发出声波在声波遇到障碍物候返回被接收器接收倒车雷达计时终止通过系统计算可测出此时车后物体到车的距离。计算原理如下:

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