【大学】单片机课程设计 高速公路自动收费系统.ppt
高速公路自动收费系统,http:/,1.概述高速公路收费方式及其分析,高速公路目前的收费方式一般有人工收费、半自动收费和自动收费三种。1.人工收费方式：人工收费直接进行现金交付，既无可靠的收费监控设施，也缺乏先进的计算机管理手段，因此存在工作疏忽、司机逃票、收费员作弊等漏款现象。2.半自动收费方式：人工判别车型，人工开票收费，采用人工发放的通行券作为收费媒介，在工作中引入计算机作为辅助管理的工具，适当提高工作效率和车辆通行效率，从而实现半自动收费。这种方式可避免纯人工收费方式的一些弊端，提高通行能力。3.自动收费方式：完全采用专用的设备和计算机系统联网，收费车道安装IC卡读写装置，可利用微波、红外、激光等技术与车载IC卡进行数据传输，卡上存有该车的主要信息，即车主单位、存入金额、车型类别等，可以不停车自动读写，进行自动收费。,http:/,2.方案设计,不停车收费系统(No Stop Electronic Toll Collection System,简称NSETCS或ETC)ETC收费系统采用多种技术手段使得车道收费过程自动化，常用的不停车收费系统利用非接触IC卡技术、车辆识别技术和计算机系统相联接使用。该系统建立有关车辆的信息数据库，将通过高速公路机动车的车型、车牌号码、金额存入IC卡中，并同时输入系统计算机中储存起来。当车辆通过收费车道入口时，车载电子标签与安装在路侧或门架上的阅读器自动进行信息交换，中心控制计算机根据电子标签中存储的信息识别出司机用户，系统数据库核对车卡中各数据是否合法，同时对合法的车卡写入收费站入口编号；通过出口时，系统计算机通过分析运算，在卡中扣除通过此路段的费用并自动放行。如果收费过程失败，根据存入计算机中的该用户的数据信息和汽车牌照，进行事后处理。这样一来，车辆在高速公路上行驶时，到达入口时自动提取数据，到达出口时自动扣费并自动放行，实现不停车自动收费。,http:/,3.ETC工作原理示意图,http:/,4.逻辑流程,车辆经过入口地感线圈，使地感线圈启动数码相机和阅读器工作；阅读器从电子标签中获取相关身份证据，送上位机（收费站主机）处理；数码相机拍下汽车的车型、牌照数据参数，也送上位机处理；将获取的信息相互比对核实，进行数据融合和判断，如果是合法车辆，计算本次收费额，并写回数据库；同时绿灯显示、挡车器栏杆抬起，显示收费额和车型代码；如果是非法车辆（无效卡、无卡、假卡、低值卡），红灯显示，挡车器栏杆闭合，同时进行人工收费；把本次收费数据送数码管显示；车辆经过车道的出口地感线圈，地感线圈发出信号，关闭阅读器、放下栏杆，完成收费过程。,http:/,5.ETC系统的结构层次,以AT89C2051单片机为平台，设计了外围控制器的红绿灯、显示屏和栏杆机的驱动电路，以及相应的配套软件和通信协议。,http:/,6.AT89C2051单片机,基本特性与MCS-51单片机兼容，含80C51核。片内有2KB可重复编程的Flash程序存储 器，可擦/写1000次以上。2.7V6.0V的宽工作电压范围。全静态逻辑，工作频率可为0-24MHz。两级程序存储器加密。128字节内部RAM。15条可编程I/O口线。2个16位定时/计数器。5个中断源。1个可编程全双工串行口。具有能直接驱动LED发光二极管的能力。片内有一个高精度的模拟比较器。提供待机和掉电两种省电工作方式。,http:/,7.单片机程序具体实现通信过程的流程图,http:/,8.程序代码,ORG 0000HAJMP startORG 0023H；串行口中断入口LJMP seriORG 0100Hstart：MOV TMOD，#20H；设置定时器1为方式2 MOV PCON，#00H；使TMOD=0 MOV TL1，#0FDH MOV TH1，#OFDH；设置波特率为9600b/s SETB EA；全局开中断CLR ET1；关T1中断SETB ES；开串口中断SETB TR1；开定时器中断CLR 71HMOV SCON，#50H；串行方式1，允许接收MOV R1，#51HSJMP$Seri：JNB TI，RXD-INT；判断是否发送中断 CLR TI；TI=1，清发送中断标志 SJMP SEND RETIRXD-INT：JNB RI，endtr CLR RI；清除接收中断标志 MOV A,SBUF；串口接收缓冲区数据送A,JB 71H,data CJNE A,#AAH,endtr；是否接到AA,如果不是等待 MOV SBUF,A；接到AA,发送Y SETB 71H SJMP endtr data:CJNE A,#4DH,next；是否接到”红绿灯结束标志”,若没有转到next MOV R1,#51H；如果接到结束标志,回到51H datasave:MOV R1,AINC R1send:MOV A,R0；R0为要发送的数据存放的地址 MOV SBUF，A JNB TI，$CLR TI INC R0endtr：RETI END,http:/,9.小结,在基于AT89C2051单片机的基础上，完成了收费额的LED显示、红绿灯的控制等硬件电路设计以及相应通信协议、串口通信等软件实现。实验证明，通信前收、发双方达成协议，明确规定彼此的联络信号以及数据的传送方式等内容，协议严密，易于实现；同时以上通信程序和硬件电路可读性好，使上位机和下位机的通信变得直观、简单，数据传输准确。经实验调试证实：硬件模块功耗低、可靠性好、接口简便，有一定实用价值。,http:/,谢谢观看,http:/,
