超声传感器的车速检测装置设计.doc

摘要:智能交通是物联网典型应用之一，对车速的在线自动远程检测是实现智能交通的重要内容。本文设计了一种基于STC12C5A16S2单片机的车辆测速系统，用于智能交通系统中的行车数据的采集、传输和存储，实现了车联网技术的完整技术流程。系统采用超声波模块判定车辆通过信息，使用单片机对该信息进行采样、记录经过的时长、计算出车辆的速度。速度信息通过GPRS传输到远程服务器端，服务器端利用LabVIEW技术完成速度信息的显示、统计、记录和存储行车信息车速。采用LabVIEW的远程测控技术实现远程发布功能。

通过软硬件设计、测试和联合调试，经过实地测试与实验，结果证明系统完全满足设计要求，测试数据准确、数据传输可靠、数据记录合理，实现了一种结构简单，实用的车联网系统。本设计系统在降低交通测速成本，提高系统稳定性和可靠性等方面有一定价值，具有广泛和良好的推广与应用前景。

关键词  超声波模块；车辆测速；LabVIEW；GPRS

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 国内外发展情况-2

1.3 研究内容和安排-2

2 系统设计关键技术-4

2.1 智能交通系统介绍-4

2.2 超声波介绍-4

2.3 GPRS技术-5

2.3.1 GPRS网络优点-5

2.3.2 GPRS终端GTM900-C-5

2.4 虚拟仪器技术-6

2.4.1 LabVIEW软件-6

2.4.2 LabVIEW远程测控-7

2.5 本章小结-7

3 系统硬件设计-8

3.1 系统组成结构概述-8

3.2 单片机数据采集系统电路设计-9

3.3 超声传感器电路-11

3.3.1 超声传感器模块测速-11

3.3.2 KS101B超声传感器模块介绍-12

3.4 时钟电路-12

3.5 电源系统-13

3.6 GPRS电路-14

3.6.1 GTM900-C模块-14

3.6.2 GTM900-C接口电路设计-15

3.6.3 模块SIM卡电路接口设计-16

3.7 本章小结-17

4 系统软件设计-18

4.1 系统软件设计概述-18

4.2 上位机程序设计-18

4.2.1 TCP连接服务流程-18

4.2.2 动态域名技术-20

4.2.3 LabVIEW服务器-21

4.2.4 LabVIEW文件操作-22

4.2.5 LabVIEW应用程序面板设计-24

4.2.6 LabVIEW远程发布-25

4.3 数据采集控制模块的设计-26

4.3.1 数据采集控制模块结构流程图-26

4.4 GTM900C通讯程序设计-26

4.4.1 串口通讯-26

4.4.2 GTM900C模块通讯-29

4.5 超声波模块程序设计-31

4.5.1 IIC通信介绍-31

4.5.2 KS101B模块通信流程时序图-32

4.5.3 KS101B工作流程-32

4.6 时钟程序设计-33

4.6.1 DS1302操作-33

4.6.2 DS1302部分代码-34

4.7 速度采集设计-35

4.7.1 速度采集流程图-35

4.7.2 测速过程及STC12C系列定时器-36

4.7.3 测速过程实现-38

4.8 STC12C系列第二串口设计-39

4.8.1 第二串口的使用-39

4.8.2 第二串口的相关寄存器-39

4.8.3 第二串口的设置代码-41

4.9 本章小结-41

5 系统实验与实测-42

5.1 LabVIEW应用程序测试-42

5.2 下位机系统-44

5.3 系统联合测试-45

5.4 本章小结-49

结论与展望-50

结论-50

展望-50

致谢-51

参考文献-52

附录-53

附录1 原理图-53

附录1.1 GPRS模块原理图-53

附录1.2 单片机模块原理图-54

附录2 Bill of Material-55

附录2.1 GPRS元器件清单-55

附录2.2 单片机模块元器件清单-56

附录3 源程序-57

附录3.1 主函数main.c文件-57

附录3.2 串口模块函数UART2.h文件-60

附录3.3 串口模块函数UART2.c文件-61

附录3.4 延时模块函数delay_ms.h文件-62

附录3.5 延时模块函数delay_ms.c文件-62

附录3.6 GPRS模块函数GTM900C_AT.h文件-62

附录3.7 GPRS模块函数GTM900C_AT.c文件-63

附录3.8 超声波模块函数KS101B.h文件-67

附录3.9 超声波模块函数KS101B.c文件-68

附录3.10 时钟模块函数DS1302.h文件-69

附录3.11 时钟模块函数DS1302.c文件-70

附录4 模拟发送数据VI-72

附录5 上位机VI程序框图-73

附录6 LabVIEW前面板-75

附录7 测试时串口监测到的数据-76

附录8 文件的数据记录-78