發(fā)布時(shí)間：2020-08-07 06:00

【摘要】：公路隧道作為連接各個(gè)地區(qū)城市道路和高速公路的重要組成部分,其建設(shè)與運(yùn)營(yíng)安全成為現(xiàn)交通規(guī)劃發(fā)展的重中之重。西部地區(qū)天氣多變,在傳統(tǒng)高速公路隧道的運(yùn)營(yíng)中,隧道現(xiàn)場(chǎng)管理中心無(wú)法實(shí)時(shí)知道隧道口的環(huán)境變化情況、隧道內(nèi)車流量情況和地面情況。同時(shí),由于狹小的特殊道路環(huán)境,隧道行車中交通事故的發(fā)生率遠(yuǎn)高于其他普通公路。在信息通知不及時(shí)的情況下,很容易發(fā)生二次交通事故。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)公路隧道的運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀分析,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),提出了本智慧型隧道的交通管理系統(tǒng)的技術(shù)方案。該系統(tǒng)由基于STM32的單片機(jī)最小系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、路面指示器LED顯示子系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度和路面溫度檢測(cè)單元、能見(jiàn)度儀、工控機(jī)組成。工控機(jī)位于隧道現(xiàn)場(chǎng)控制中心,運(yùn)行上位機(jī)軟件,通過(guò)RS485總線控制各個(gè)設(shè)備并獲取數(shù)據(jù)。利用部署于隧道各個(gè)出入口的智能指示器將環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù),車流量數(shù)據(jù),路面溫度數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)采集、計(jì)算,并通過(guò)有線通訊總線或無(wú)線通訊單元將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿淼垃F(xiàn)場(chǎng)管理主機(jī)。隧道現(xiàn)場(chǎng)管理主機(jī)通過(guò)分析各類數(shù)據(jù)來(lái)控制車道指示器LED顯示圖案�，F(xiàn)場(chǎng)維修測(cè)試人員可通過(guò)紅外遙控器來(lái)測(cè)試維修調(diào)試指示器和進(jìn)行參數(shù)與工作模式的設(shè)定。各個(gè)設(shè)備之間亦可通過(guò)2.4G模塊進(jìn)行相互通訊控制。本文制定各設(shè)備之間的通信協(xié)議,對(duì)單片機(jī)最小系統(tǒng)核心電路、電源電路、LED點(diǎn)陣屏控制電路、RS485與CAN通訊電路、環(huán)境溫濕度和路面溫度采集電路、紅外控制電路、2.4G無(wú)線通信電路進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),并給出了詳細(xì)的原理圖和程序設(shè)計(jì)思路。本系統(tǒng)采用FreeRTOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)路面指示器進(jìn)行了嵌入式軟件設(shè)計(jì)。最后對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了整體功能測(cè)試,并根據(jù)系統(tǒng)的不足之處給出了改進(jìn)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U491
【圖文】：

．１課題研究背景逡逑近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高速公路隧道的建設(shè)項(xiàng)目與日俱增［１］。中國(guó)地大物博，件也是因?yàn)榈貐^(qū)的不同差異化很大。公路隧道作為連接各個(gè)地區(qū)城市道路和高速公路組成部分，其建設(shè)與運(yùn)營(yíng)安全成為現(xiàn)交通規(guī)劃發(fā)展的重中之重。中國(guó)擁有眾多山脈和界五分之一的人口，擁有眾多大型城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，交通需求量巨大，由此帶來(lái)效益也不言而喻。近年來(lái)，應(yīng)國(guó)內(nèi)整個(gè)大環(huán)境的響應(yīng)，在實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)的途中發(fā)現(xiàn)間公路交通堵塞越來(lái)越嚴(yán)重，因此隧道工程日益受到青睞。自２１世紀(jì)初以來(lái)，中國(guó)己通隧道建設(shè)的高峰期。隨著“十三五”重大任務(wù)和重點(diǎn)工程發(fā)展規(guī)劃的發(fā)布，環(huán)境要高，西部大開(kāi)發(fā)以及城市地面交通擁堵?tīng)顩r加劇，我國(guó)隧道工程量急劇增加，隧道工越受到人們的青睞發(fā)展迅猛。根據(jù)不完成統(tǒng)計(jì)顯示，截止到２０１６年底，中國(guó)共有３萬(wàn)交通隧道已經(jīng)建成，共有１５１８１條公路隧道投入運(yùn)營(yíng)，近年來(lái)我國(guó)公路隧道開(kāi)通的增圖Ｕ所示，從圖中可以看出，我國(guó)公路隧道以每年１０００公里以上的建設(shè)速度在增長(zhǎng)，速度世界第一。而且有超過(guò)４萬(wàn)公里的交通隧道正在建設(shè)或者正在規(guī)劃中。中國(guó)已經(jīng)正的隧道超級(jí)大國(guó)。逡逑１６０００邋ｌ

能路面指示器控制平臺(tái)。作者在該項(xiàng)目中主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)下位機(jī)智能路面指示器控制平逡逑臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì)，上位機(jī)圖形化管理軟件主要由實(shí)驗(yàn)室的其他成員完成。逡逑智慧型隧道的車道指示器的系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖２．１所示，隧道電纜有電源輸逡逑入，可選擇１２Ｖ與５Ｖ。主控單元由嵌入式ＡＲＭ芯片與其周圍核心電路構(gòu)成，利用主控單元逡逑協(xié)調(diào)無(wú)線通訊單元、環(huán)境溫濕度檢測(cè)單元、路面溫度檢測(cè)單元、車流量檢測(cè)單元、有線通信逡逑單元、ＬＥＤ控制單元。環(huán)境溫濕度檢測(cè)單元主要由ＳＨＴ１０模塊及其核心連接電路構(gòu)成，路面逡逑溫度檢測(cè)單元主要由ＭＬＸ９０６１４模塊及其核心連接電路構(gòu)成，車流量檢測(cè)單元主要由埋地線逡逑圈與輸出設(shè)備構(gòu)成。有線通信單元由ＲＳ４８５通信電路與ＣＡＮ通信電路構(gòu)成，可按實(shí)際情況逡逑通過(guò)撥碼選擇。無(wú)線通訊單元包括了邋２．４Ｇ無(wú)線通信模塊與紅外接收模塊。ＬＥＤ控制單元主逡逑要由ＬＥＤ點(diǎn)陣模組和０８接口連接電路構(gòu)成。逡逑通過(guò)環(huán)境溫濕度檢測(cè)單元、路面溫度檢測(cè)單元、車流量檢測(cè)單元獲取環(huán)境溫濕度、路面逡逑溫度與車流量數(shù)據(jù)，再由有線通信單元把需要的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上并從總線上接收由隧道現(xiàn)逡逑場(chǎng)管理主機(jī)發(fā)送給路面指示器的命令。ＬＥＤ控制單元根據(jù)從總線上收到的命令來(lái)顯示相應(yīng)的逡逑圖案與文字。在一定條件下

雨霧天氣居多的地區(qū)［１Ｍ７］。逡逑車輛檢測(cè)器的檢測(cè)模塊由４個(gè)埋地線圈連接構(gòu)成，２個(gè)前線圈與２個(gè)后線圈的擺放方式逡逑如如圖２．３所示，車輛分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)線圈時(shí)，由于線圈電感量的變化，車輛通過(guò)的各種狀態(tài)逡逑信息都會(huì)被檢測(cè)到并傳輸給計(jì)算芯片，由計(jì)算芯片進(jìn)行采集和算法計(jì)算，最后通過(guò)總線將計(jì)逡逑算得到的數(shù)據(jù)上傳。當(dāng)有車觸發(fā)前線圈時(shí)，車輛檢測(cè)器會(huì)獲得相關(guān)行車方向與車道號(hào)的數(shù)據(jù)；逡逑９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 劉文英;鄒洪波;王東;劉光宇;;一種基于CAN總線的低功耗汽車組合開(kāi)關(guān)[J];機(jī)電工程;2013年11期

2 張龍彪;張果;王劍平;王剛;;嵌入式操作系統(tǒng)FreeRTOS的原理與移植實(shí)現(xiàn)[J];信息技術(shù);2012年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 張竣;教育機(jī)器人移動(dòng)編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學(xué);2018年

2 陶凱;基于PCI總線的接觸網(wǎng)檢修掛接地線信息收集卡的研制[D];西安理工大學(xué);2017年

3 張偉剛;基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路隧道智慧照明節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華中師范大學(xué);2017年

4 胡繼波;山東高速公路隧道養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];山東大學(xué);2016年

5 張?zhí)m靜;基于延遲發(fā)光的小麥新陳度檢測(cè)技術(shù)研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2015年

6 周宏福;和榆高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2014年

7 呂洪圣;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電桿塔傾斜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2783594