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基于ITS交通誘導系統車載終端的設計研究

閱讀:1332      發布時間:2015-09-28
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  城市交通擁擠問題已成為當今世界面臨的重大問題之一,而通過新建道路、擴建道路等傳統措施,能夠在一定程度上緩解交通擁擠問題,但是長久來看還是無濟于事。交通控制與誘導是解決交通擁擠問題的根本手段。交通控制是對通過某個路口的車輛進行控制,從而改變路網車輛的時間分布,而交通誘導是試圖避免未來將要出現的交通擁擠現象或緩解擁擠現象,對路網上未來即將通過的交通量的空間分布進行直接的調整,具有一定的預測性。
  
  交通誘導系統(TGS,Traffic Guidance System),或稱交通流誘導系統(TFGS,Traffic Flow Guidance System),也稱為交通路線引導系統(TRGS,Traffic Route Guidance System)或車輛導航系統(VNS,Vehicle Navigation System),是智能交通系統的重要子系統之一,是基于電子、計算機、網絡和通信等現代技術,根據出行者的起訖點向道路使用者提供*路徑引導指令或是通過獲得實時交通信息幫助道路使用者找到一條從出發點到目的地的*路徑,并zui終實現交通流在路網中各個路段上的合理分配,以達到解決交通擁堵的目的。
  
  1.交通誘導系統的功能結構
  
  交通誘導系統實現對車輛的實時動態誘導,主要有以下功用:
  
  1)獲取道路網中當前和過去若干時段內的交通信息,比如交通流量、行駛時間、延誤等信息;
  
  2)根據交通信息通過交通優化預測算法預測未來若干時段內路網的各路段的交通狀態;
  
  3)通過*的通信技術與車輛終端和用戶進行數據信息傳遞;
  
  4)建立選擇*路徑的優化模型;
  
  5)誘導策略評價與優化。
  
  其中車載終端是交通誘導系統與駕駛員進行信息交互的核心組件,由車輛狀態監測模塊、定位模塊、無線通信模塊、智能信息處理模塊組成。主要完成的功能包括以下幾個部分:
  
  1)無線通信:是車載終端的基礎,通過無線通信模塊與調度中心實現對車輛位置信息、交通狀態的發布信息等數據進行交互。
  
  2)車輛監控:完成對車輛的位置信息,車輛狀態信息監測。
  
  3)信息提示功能:實時顯示調度中心傳輸的誘導數據。
  
  4)人工報警:實現突發事件的人工報警功能。
  
  2.交通誘導系統車載終端硬件設計
  
  車載終端硬件設計主要包括嵌入式處理器、GPS模塊、無線通信模塊、人工報警模塊等部分組成。整個系統的運行由嵌入式處理器完成。
  
  PS模塊采集到車輛位置實時信息,通過串行數據接口實時傳送給信息處理模塊,信息處理模塊將車輛定位坐標信息提取出來,在液晶顯示模塊中將車輛位置坐標轉換成地圖位置顯示;同時通過無線傳輸模塊接收誘導數據,并在顯示模塊中顯示。
  
  信息處理和控制模塊是車載終端的核心控制部件,該模塊包括處理器及各種控制邏輯電路,其中zui核心的元件是CPU。位置信息的獲取、誘導信息的收發、內部數據的處理以及外圍報警設備的驅動都是在CPU的統一控制下完成的。本系統中選用的是Luninary(美國一家從事IC芯片高新企業,產品Slaris系列MCU遙遙先,*家從ARM拿到cortex_M3系列的產品的生產銷售權。)的LM3S6952。LM3S6952是*款基于ARMCortex-M3的控制器,ARMCortex-M3處理器為高性能、低成本的平臺提供一個滿足小存儲要求解決方案、簡化管腳數、以及低功耗三方面要求的內核,還提供了出色的計算性能和*的系統中斷響應能力。其特性具體包括:
  
  1)緊湊的內核;
  
  2)支持Thumb2指令集,在通常與8位和16位設備相關的存儲容量中,特別是在微控制器級應用的幾千字節存儲量中,提供ARM內核所期望的高性能;
  
  3)高速的應用通過Harvard結構執行,以獨立的指令和數據總線為特征;
  
  4)*的中斷處理能力,通過執行寄存器操作來實現,這些寄存器操作在處理硬件中斷時使用;
  
  5)存儲器保護單元(MPU)為復雜的應用提供特權操作模式;
  
  6)從ARM7TM處理器系列中移植過來,以獲得更好的性能和電源效率。
  
  GPRS模塊是車載終端的另一個重要的組成部分,負責車載終端與監控中心之間的通信。要求具有功耗低、體積小、有較好的抗震性能等特點。

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