一種基于GPRS通信的車(chē)輛檢測器的設計與實(shí)現

摘要：為了實(shí)現交通信號機檢測模塊與交通控制中心聯(lián)網(wǎng)并為其提供有用的路況信息功能，同時(shí)交通控制中心可以實(shí)時(shí)監控與控制路口的交通信號機的參數，設計采用STC89C52單片機控制GPRS M1206B模塊的方法來(lái)完成這個(gè)功能。首先對作為數據采集部分的環(huán)形線(xiàn)圈檢測器的從理論到軟硬件的設計做了具體說(shuō)明；然后介紹了M1206B模塊的GPRS功能，并且具體敘述了交通信號機與交通指揮中心的通信軟硬件的開(kāi)發(fā)與設計。
關(guān)鍵詞：智能交通系統；環(huán)形線(xiàn)圈車(chē)輛檢測；STC89C52；GPRS；WAVACOM；M1206B

0 引言
隨著(zhù)人們汽車(chē)擁有量的快速增長(cháng)，城市交通擁堵問(wèn)題已不容忽視。為了了解道路上車(chē)輛行駛、擁堵等情況，加上信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能交通系統(ITS)應運而生。通過(guò)掌握道路上車(chē)輛行駛的情況，采取相應的措施可極大地改善城市的交通狀況。而能聯(lián)網(wǎng)的交通信號機在此起著(zhù)至關(guān)重要的作用，但是現有的交通信號機的聯(lián)網(wǎng)存在以下一些問(wèn)題：
(1)一邊是交通信號機與交通指揮中心聯(lián)網(wǎng)都采用基于CAN總線(xiàn)、TCP／IP以太網(wǎng)的有線(xiàn)等方式的聯(lián)網(wǎng)；另一邊是還有部分老式的信號機的控制部分是單片機，聯(lián)網(wǎng)困難。這是由于單片機的硬件資源和處理能力有限，這樣對信號機與上位機通信的網(wǎng)絡(luò )數據的處理就成為一個(gè)很大的難題。
(2)網(wǎng)絡(luò )的快速普及，在城市的網(wǎng)絡(luò )覆蓋面越來(lái)越廣，這給交通信號機聯(lián)網(wǎng)提供了條件；但是對于一些網(wǎng)絡(luò )不健全的城市、以及縣城的交通信號機聯(lián)網(wǎng)就存在著(zhù)問(wèn)題。
(3)在城市中，當一些異常情況出現時(shí)，比如：停電、交通信號機出現故障等，上述聯(lián)網(wǎng)的交通信號機也會(huì )存在問(wèn)題。在一些城市，通常的做法是放置一個(gè)太陽(yáng)能的交通信號機在路中間，此信號機雖然可以控制交通但是它不能和交通指揮中心聯(lián)網(wǎng)，交通指揮中心也無(wú)法及時(shí)監控及控制路口的車(chē)輛通行情況。
出于對上述問(wèn)題的考慮分析。本設計采用GPRS(General Packet Radio Service)技術(shù)來(lái)嘗試解決這些問(wèn)題。

1可行性分析
整體方案：采用單片機控制M1206模塊來(lái)實(shí)現此功能。單片機采用的是STC公司的STC89C52，STC89C52完全兼容C51，而且編程簡(jiǎn)單，下載時(shí)采用ISP(In-System Programming)使下載調試程序非常簡(jiǎn)單，因此開(kāi)發(fā)方便成本低廉，同時(shí)比普通的51的速度快，完全可以滿(mǎn)足本設計的要求。GPRS模塊采用市場(chǎng)占有率高的WAVECOM代表型號Q24中的M1206模塊。
M1206模塊雖然是WAVECOM比較早的一款產(chǎn)品，但是其性能穩定、價(jià)格適中，而且接口采用RS 232，為單片機控制帶來(lái)了方便。同時(shí)它被廣泛運用于直放站、GPS車(chē)輛管理定位系統、短信息軟件、無(wú)線(xiàn)遠程監控、無(wú)線(xiàn)POS、移動(dòng)辦公以及醫療監護等領(lǐng)域。其具有115 Kb／s全雙工傳輸率、支持AT命令設置、支持TCP／IP，UDP以及PPP協(xié)議、2 W射頻功率輸出、高靈敏度天線(xiàn)、供電輸入5～24 V、自動(dòng)進(jìn)入省電模式等特點(diǎn)。
從價(jià)格方面來(lái)說(shuō)，單片機性?xún)r(jià)比高，GSM網(wǎng)絡(luò )連接可靠、費用按流量計算；從應用范圍方面看，幾乎所有的交通信號系統都有串口，所以選用GPRS模塊是可行的；從網(wǎng)絡(luò )的覆蓋面來(lái)說(shuō)，GSM網(wǎng)絡(luò )覆蓋面遠遠超過(guò)了現有的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，可以說(shuō)在有人聚居的地方就有GSM網(wǎng)絡(luò )的覆蓋；從機動(dòng)靈活性、不受斷電情況的制約方面上講，此方式也是可行的；同樣的采用GSM聯(lián)網(wǎng)的交通信號機還有其在一個(gè)區域內快速架設的優(yōu)勢。

2 GPRS簡(jiǎn)介
GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是GSM移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)可用的一種移動(dòng)數據業(yè)務(wù)。GPRS可以說(shuō)是GSM的延續。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同，它是以封包(Packet)的形式來(lái)傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料大小來(lái)計算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56 Kb／s甚至114 Kb／s。GPRS的特點(diǎn)如下：高速數據傳輸速度，可以達到10倍于GSM；設備是可以永遠在線(xiàn)。

3 系統整體圖
系統是網(wǎng)絡(luò )結構圖如圖1所示，它是系統的網(wǎng)絡(luò )的分布圖，下位機(即信號控制機)由串口連接到GPRS模塊然后通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )連接到交通指揮中心端的上位機。下位機與上位機的通信是由單片機控制的。其通信過(guò)程是下位機部分通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )發(fā)送數據到上位機，然后由上位機軟件將數據存入數據庫中為以后決策做準備，同時(shí)通過(guò)圖表將路口數據的變化展現給控制中心的工作人員；工作人員根據信號燈的配時(shí)方案將交通信號機參數發(fā)送給下位機。基于單片機的交通信號控制機的整體框圖如圖2所示。