基于nRF905数据传输芯片的山区公路盲区弯道汇车提示系统的设计

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摘要：伴随电子技术的迅速发展，智能交通技术日趋成熟，该技术以计算机及电子技术为基础，配合通讯技术，实现车辆和道路智能化。本文从硬件、软件两个方面详细阐述了公路盲区弯道汇车的设计思想及工作原理。系统主要利用微处理器STC89C52单片机为核心控制芯片，协调各部分运行。以nrf905单片射频收发器无限通信模块作为无线收发装置，用于两个单片机之间的数据无线传输。本文建立了清晰的系统主程序流程图及nRF905无线通信模块接收数据和发送数据流程图。该系统检测车辆准确，数据传输稳定，增加了山区公路盲区弯道汇车的安全性。

Abstract： With the rapidly development of electronic technology， the intelligent technology is getting matured. The technology takes the computer and electronic as foundation with communication technology to achieve the transportation intelligent. This paper elaborates the design philosophy and operation principle of vehicles influx notice system in mountainous road blind crook in hardware and software. The system mainly treats STC89C52 MCU as host controller to coordinate each part of the operation. On-Chip Radio Transceiver nRF905 is wireless transceiver used for data transmission between two MCU. The paper established clear main program flow chart and receiving and sending data flow diagram of On-Chip Radio Transceiver nRF905. The system tests vehicle accurately and transmits data stably， increasing the safety of vehicles influx.

关键词： 电子技术；弯道汇车；STC89C52；nRF905

Key words： electronic technology；vehicles influx；STC89C52；nRF905

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0202-02

0 引言

汽车在通过山区公路盲区弯道时，当看清对面来车时，大多为时已晚，经常会引发交通事故，由于大山的阻挡，司机很难看到对面驶来的车辆，加之雨雾天气对山路路况的影响，夜晚行车，驾驶员易产生疲劳，就容易发生事故。它增加了在山区公路上弯道汇车的危险性，在U型弯较急的盲区弯道若不能及时辨认对面来车的灯光，是很危险的一件事。本文设计的山路盲区弯道汇车提示系统，是确保山路弯道汇车安全是问题的关键。它增加了山区公路盲区弯道汇车的安全性，避免了事故的发生。能及时地将来车信息传输给对面汇车的司机。

1 系统的组成和工作原理

盲区弯道汇车提示系统由传感器、单片机控制模块、nRF905无线传输模块、显示模块组成。系统连接框图如图1所示。

如图2所示，超前山路弯道入口一定距离前后分别设置两个红外光电传感器，显示屏设置在弯道的两个入口处。传感器检测距离覆盖整个路面宽度，显示板设置在弯道的两个入口处。这样设置传感器和显示板能够使系统提前检测到车辆，使数据及时，司机能够在进入弯道汇车之前就得到信息提示。在弯道入口处，由于驶入弯道和驶出弯道的汽车经过两个光电传感器先后次序的不同，引起两个传感器信号端口高低电平的变化，由STC89C52单片机来识别出驶入弯道的车辆和驶出弯道的车辆。当一辆汽车从弯道入口驶入时，弯道入口的单片机识别出是驶入弯道的车辆后，由PTR8000无线传输模块传输数据包，在弯道出口的单片机在接到数据包后，通过编程，计数器在之前驶入弯道入口的车辆数量上加1，得到此刻驶入弯道入口车辆的总数量，由显示电路在弯道出口的显示屏上显示“对面来车X辆”。当该车辆驶出弯道出口时，通过光电传感器检测，弯道出口的单片机判断出是驶出弯道车辆，计数器在驶入弯道入口的车辆数量上减1，由显示屏的显示“对面来车X-1辆”。当山路可以来往两辆车并行时，弯道出口处的司机在得到信息提示后，可以减速慢行，当山路仅允许一辆车通过时，弯道出口处的司机在得到信息提示后可以停车等待，待驶入弯道的车辆驶出弯道出口后，再启动车辆进入弯道。[1]

2 系统硬件电路设计

接口电路由晶振、复位电路以及MAX232电平转换电路组成。控制收发模块发送信息、接收信息和负责检测传感器信号，是由系统控制芯片选用STC89C52单片机决定的。

传感器选用PS-CN33型光电传感器，传感器引出三个端口，分别是VCC、GND、信号端，当有物体进入有效范围内，信号端由高电平变为低电平。

无线传输芯片选用nRF905。nRF905芯片是挪威Nordic公司推出的单片射频收发器。工作于433MHz/868 MHz/915MHz三个ISM频段，频段转换时间小于650us，最大数据传输速率为100Kb/s。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和GFSK调制器组成，无需外加表面滤波器。nRF905模块具有两种工作模式和两种节电模式。工作模式包括：ShockBurst接收模式和 ShockBurst发射模式；节电模式包括：掉电与SPI编程模式和待机与SPI编程模式。ShockBurst工作模式可以自动处理前导码和CRC（循环冗余检验），可以使用SPI接口和微控制器通信，配置十分方便。该芯片功耗低，收发可靠，使用方便。[2]

电源转换电路采用LD1117L3.3芯片，在芯片输入端和输出端，分别接100nF和10μF滤波电容与负极相连，可以将5V电源电压转换成3V电压输出，给nRF905模块供电。

硬件系统由一对配置nRF905模块的通信底板构成，光电传感器信号输出端与单片机I/O端口相连，SPI接口、nRF905模块的模式接口和状态接口均由I/O端口控制，单片机与nRF905无线收发模块相连接，为实现两台单片机系统之间的双向数据收发，无线收发系统采用半双工的通信模式。

液晶显示屏采用JM12864F汉字图形点阵液晶屏，它的数据/命令选择段、读/写选择端、使能信号端分别与单片机I/O口相连[3]。系统硬件连接图如图3所示。

3 系统软件设计

计算车辆的数量后显示数据。采用扫描I/O口的方式检测车辆，若没有数据传入转为判定驶入车辆和驶出车辆。通过判定与I/O口两个引脚连接的光电传感器信号端高电平1和低电平0的不同排列识别驶入车辆和驶出车辆，系统软件程序采用C语言编写，首先进行系统的初始设置，包括SPI接口和状态输出口、nRF905模块的配置口的设置，液晶显示屏初始化，传感器信号端口定义。初始化之后，若有数据包传入，接收数据，首先要判断对面的单片机是否有数据包传入，若为驶入车辆则发送数据包到对面单片机，若为驶出车辆则重新计算车辆数进行显示。参照JM12864F液晶显示屏手册编写显示程序，参照nRF905芯片手册中的发送流程和接收流程[4]。系统程序流程图如图5所示。

4 结语

4.1 本系统通过实验验证，能够准确识别驶入弯道车辆和驶出弯道车辆。

4.2 显示电路能够准确显示提示信息。

4.3 nRF905模块接收数据和发送数据稳定，通信可靠。

参考文献：

[1]黄智伟.无线发射与接收电路设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004：46-58.

[2]唐继贤.51单片机工程应用实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009：235-240.

[3]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009：147-456.

[4]谭浩强.C语言设计教程[M].北京：清华大学出版社，2007：106-120.