智能汽车道闸控制系统的研发

摘要

物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，它的核心和基础是互联网，是在互联网上的延伸和扩展的网络。物联网通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的通信协议，将物品与互联网相连接，实现信息传递和通信。
　　 当今社会飞速发展，车辆越来越多，对车辆有效、安全的管理却逐渐成为一个越来越成为人们关注的话题。汽车道闸工作方式简单，却能有效的管理车辆进出，现在被越来越多小区、停车产、公司等都选作为管理车辆进出的一个平台。但人为的辨别和控制有时却很难做到安全、高效，偶尔的失误，却可能会给人们的安全带来隐患。本课题所设计的智能汽车道闸控制系统就是物联网技术在实际生活中的一个应用，能够对进出车辆自动辨别以及自动控制汽车道闸，很好地解决了人为操作所带来的问题。
　　 本文研究主要内容是围绕两大技术展开，一是嵌入式系统，二是无线通信技术。主控制器设计中，以ARMCortex-M3为内核的32位微处理器LM3S6965为基础，利用其自身所携带的串口模块、同步串行接口模块、以及以太网模块，进行实时控制和数据传输或TCP/IP网络通信。无线模块设计主要采用了一个以8051为内核的CC2530单片机，用于建立基于IEEE802.15.4标准协议的通信。
　　 软件设计中，主控制器用于接收无线数据，将其保存到SD卡文件中，并与保存在SD卡中的数据库内信息经行比较，核实数据的有效性，控制道闸起落。LCD屏显示汽车道闸控制器的基本信息和来往车辆数据，结合按键，实现对控制器内部参数修改。另外，主控制器具有网络功能，利用LM3S6965自带的以太网控制器与互联网实现网络联接，使用户可以直接通过网络对系统内保存的数据库和文件进行读取和更新，以及发送TCP/IP命令。无线通信模块的通信标准基于IEEE802.15.4标准协议，具有低功耗、低频唤醒以及远距离传输等有点，实现了无线通信模块之间信息的无线传输。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 本课题研究背景及意义

1.2 本课题的研究内容与任务

1.2.1 本课题的研究内容

1.2.2 本课题的研究任务

1.3 本论文的章节安排

第二章 无线通信技术方案

2.1 RFID无线通信方式介绍

2.1.1 被动式RFID通信

2.1.2 半被动式RFID通信

2.1.3 主动式RFID通信

2.2 组网通信方式与点对点通信方式对比

2.2.1 组网通信方式

2.2.2 点对点通信方式

2.3 本课题通信方式设计

第三章 智能道闸控制系统的硬件设计

3.1 智能道闸控制系统的硬件组成

3.2 微处理器LM3S6965介绍

3.2.1 LM3S6965的主要特点

3.2.2 LM3S6965的内部结构

3.3 主控制器的硬件设计

3.3.1 LM3S6965基本系统设计

3.3.2 人机交互模块设计

3.3.3 网络模块设计

3.3.4 RS232通信电路设计

3.3.5 数据存数模块硬件设计

3.3.6 其他接口及电路

3.4 无线通信的硬件设计

3.4.1 无线通信激励源硬件设计

3.4.2 无线通信模块硬件设计

3.5 本章小结

第四章 智能道闸控制系统的软件设计

4.1 系统软件设计

4.1.1 系统软件功能设计概述

4.1.2 智能道闸控制系统的工作流程

4.2 主控系统软件设计

4.2.1 网络模块通信设计

4.2.2 数据存储软件设计

4.2.3 人机交互软件设计

4.3 无线通信系统软件设计

4.3.1 激励源软件设计

4.3.2 无线通信模块通信软件设计

4.4 本章小结

第五章 实验结果与分析

5.1 影响无线通信的原因分析

5.1.1 无线通信模块没有被唤醒

5.1.2 无线通信模块的唤醒信号

5.2 人机交互界面与LED屏显示

5.2.1 人机交互界面

5.2.2 LED屏显示

5.3 系统与上位机的通信

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

缩略语

攻读硕士学位期间公开发表的论文

附录1 实物照片

附录2 智能道闸控制系统电路图

致谢