城市公交车路协同车载一体化关键技术研究与开发

摘要

随着世界经济的高速发展，城市汽车保有量在最近几年急剧增加，城市道路的通行能力增长速度越来越跟不上汽车保有量的增加速度，城市道路拥挤和交通安全问题制约着城市的可持续发展。发展智能公交系统，尤其是城市公交车路协同系统，对于缓解城市交通所面临的巨大压力具有重要意义。
　　本文在总结前人对车路协同车载一体化关键技术研究成果的基础上，重点从Zigbee无线传感器网络技术、基于ARM嵌入式系统的车载系统研发方面对城市公交车路协同车载一体化系统关键技术做了进一步的研究，具体内容可总结为以下几点：
　　⑴从狭义和广义两个角度设计了车载一体化系统的整体方案，并从城市交通信号控制、公交电子站牌和安全辅助驾驶三个方面定义了车载一体化系统的功能；设计了车载一体化的关键技术方案——基于Zigbee的车载通讯网络技术方案和基于ARM的车载终端技术方案，并根据系统的功能，对车载一体化系统的交互信息进行分类，为车载装置的软件和硬件的设计开发提供依据。
　　⑵根据车载移动节点在车路协同系统中的不同作用，设计了城市公交车载节点与路侧网络节点的通信方案，实现了公交车载节点组网、入网与离网的通信功能。
　　⑶车载系统开发包括硬件和软件部分，硬件部分采用模块化设计思想，设计开发了S3C2440A微处理器的工作电路、Zigbee通讯模块的工作电路、液晶触摸屏的外围电路、NandFlash存储器的外围电路、串口通信接口电路和公交载客量统计信号调理电路等；软件部分采用无操作系统的嵌入式软件系统设计思路，设计并调试了车载系统软件程序。
　　⑷本文开发的车载系统在实验室完成了调试和试验，调试过程按硬件测试、软件调试和综合调试的步骤进行，经过多次修改和试验，最终完成系统的综合调试。调试结果表明，本文开发的车载装置达到了预期目标。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2课题的国内外研究现状及发展趋势

1.3本文主要研究内容

第二章 车路协同车载一体化系统方案设计

2.1 车路协同技术及其车载一体化技术简述

2.2 车路协同车载一体化系统总体方案设计

2.3 车路协同车载一体化系统的功能定义

2.5 车载一体化关键技术方案

2.6车载一体化系统交互信息分析

2.7 本章小结

第三章 基于ZIGBEE的车载网络通讯系统设计

3.1 Zigbee简介

3.2 Zigbee 协议栈概述

3.3公交车载终端通信方案的设计

3.4本章小结

第四章 基于ARM的车载终端硬件设计与开发

4.1 ARM概述

4.2 系统的硬件组成及选择

4.3 主要电路的设计

4.4 通信接口设计

4.5 本章小结

第五章 软件设计与开发

5.1 系统开发工具

5.2 Bootloader的移植

5.3应用程序设计

5.4 通讯模块程序设计

5.5 液晶触摸屏模块程序设计

5.6本章小结

第六章 车路协同车载一体化设备的调试

6.1 车载系统实物装置及实验平台

6.2 硬件调试

6.3 软件调试

6.4本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目