智能交通信号灯手持控制终端研究与设计.doc

摘要：近年来，国家经济飞速发展，城市中机动车的数量大幅增长，因此对同样迅速增长的交通信号灯系统进行监控是必要的。远程监控能让交管人员在中央控制室及时对信号灯进行控制。但远程控制也有一定的弊端。交管人员不能直观知悉命令执行情况；另外，现场交管人员也有根据具体交通流情况及时调整交通信号灯配置的需求。

本文研究的是基于单片机的实时交通信号灯手持控制终端的实现和设计。在硬件方面，这个手持控制终端核心用的是STM32F103RCT6单片机。主控板集成2.8寸TFT触摸屏，可以实现良好的人机界面，方便用户输入控制要求和显示控制器的响应数据。用户控制命令通过Si4463无线射频模块实时发给交通信号灯控制器，使交管人员在现场即可对交通灯灯态进行修改。软件部分主要设计了控制终端的人机界面与无线通讯代码，人机界面设置了输入按键、修改按键、发送按键等，同时设置了输入显示界面与接收显示界面，用户仅需输入控制器中需要人为设定的数据。接收显示界面显示出控制器回应的数据，让交管人员可以根据数据了解控制器的当前状态。按下发送键时，将调用无线射频模块，按照控制器的通讯协议将控制命令发给控制器，同时无线射频模块等待接收控制器回应，收到回应后将数据显示在触摸屏上供用户阅读。

调试结果表明，该控制终端性价比高，实用性强，能在各种天气条件各种环境下使用。

关键词：STM32，交通灯控制系统，人机界面，TFTLCD触摸屏，无线通讯

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论1

1.1 课题的提出和意义1

1.2 交通信号灯手持控制终端的研究现状1

1.3 交通信号灯手持终端的发展趋势2

1.4 课题的主要研究内容3

第二章 系统设计方案4

2.1 系统设计要求4

2.2 无线通讯模块方案论证4

2.2.1 蓝牙（Bluetooth）模块4

2.2.2 ZigBee模块4

2.2.3 无线射频模块5

2.3 控制方案论证6

2.4 显示方案论证6

2.5 总体设计方案7

第三章 硬件电路设计8

3.1 器件选型8

3.1.1 单片机的选型8

3.1.2 无线射频模块的选型10

3.1.3 触摸屏的选型11

3.2 单片机最小系统11

3.2.1 复位电路12

3.2.2 晶振电路12

3.2.3 锂电池供电与充电电路13

3.3 无线射频模块电路14

3.4 TFTLCD触摸显示屏电路15

第四章 系统软件设计17

4.1 STM32开发调试环境介绍17

4.2 系统总体程序17

4.3 触摸屏程序设计18

4.3.1 触摸屏校准子程序19

4.3.2 触摸屏显示触摸子程序21

4.3.3 触摸屏数据转换发送子程序23

4.4 无线通讯程序设计24

4.4.1 通讯协议25

4.4.2 CRC校验26

4.4.3 无线发送程序设计27

4.4.4 无线接收程序设计28

第五章 系统调试及功能实现30

5.1 系统调试软件介绍30

5.2 硬件测试30

第六章 总结与展望34

参考文献35

致    谢36