公路环境自动监测系统设计说明

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1、 . 摘 要随着我国高速公路的迅速发展，与时、有效的对高速公路的环境参数的监测是很有必要的，它不但可以减少交通事故的发生，从而给人们的出行安全带来很大方便。而且同时也能有效的为高速公路维护工作提供便利。高速公路环境参数自动监测系统的设计是通过对气温、湿度、风向、风速、路面结冰状况等气象要素的采集为工作的基础。本设计讨论了GPRS的无线通讯的高速公路环境参数自动监测系统的设计，并实现了气象采集的自动化和网络化。分析各气象要素传感器的接口、参数、性能、可靠性等关键问题，确定了HMP45D型号的湿度传感器、PT100温度传感器、IRS21智能路面状况传感器、HW-N1 型能见度仪、ZQZTF 风向风

2、速传感器、确定了H7000无线DDN系统为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络进行设计。由于高速公路环境参数自动监测系统因为其本身的地域的局限性，所以通讯方式最好采用无线通讯的方式。随着计算机网络技术的发展，GPRS数据服务除了高速、永远在线的特点外，还具备通讯费用低廉的优势。因此得到了广泛的应用。关键词：GPRS无线通讯；自动监测系统；传感器AbstractWith the rapid development of highway, timelyand effective environmental parameters on the highway monitorin

3、g is necessary, it can not only reduce traffic accidents, giving people travel security bring great convenience. But also can effectively facilitate the work for the highway maintenance.Automatic monitoring of environmental parameters highway system design is through the air temperature, humidity, w

4、ind direction, wind speed, icy conditions and other meteorological elements collected for the basis of the work. This design discussed GPRS wireless communication highway environmental parameters automatic monitoring system design and realization of meteorological acquisition automation and networki

5、ng. Analysis of the meteorological sensor interfaces, parameters, performance, reliability, and other key issues, identified HMP45D type humidity sensor, PT100 temperature sensor, IRS21 intelligent road condition sensors, HW-N1 type visibility meter, ZQZ-TF wind direction and speed sensor, identifie

6、d H7000 wireless DDN system provides users with high-speed, always online, transparent data transmission virtual private data communications network design.Because the highway environmental parameters automatic monitoring system because of its own geographical limitations, so the best use of the wir

7、eless communication means of communication. With the development of computer network technology, GPRS data services in addition to high-speed, always-on features, but also have the advantage of low-cost communications. So it has been widely used.Keywords: GPRS wireless communication; automatic monit

8、oring system; sensor目 录第1章 绪论11.1 研究背景11.2 国外发展21.3 本设计的解决的问题3第2章 方案论证52.1方案对比52.2方案分析7第3章 硬件电路设计103.1单片机的选型与其外围电路的设计103.2 A/D转换器113.3传感器的选型133.3.1路面传感器133.3.2温、湿度传感器143.3.3能见度传感器173.3.4风速风向传感器193.4通讯模块的设计203.5人机接口部分的设计233.5.1按键电路的设计233.5.2显示电路的设计243.5.3报警电路的设计25第4章 软件设计264.1主流程图264.2子程序流程图26第5章 通讯网

9、络系统的功能与实现305.1 GPRS模块的设置305.2 数据中心的实现简介30第6章 总结32参考文献33致34附录 I35附录II36附录III5367 / 71第1章 绪 论1.1 研究背景近年来，我国高速公路建设的发展非常迅速，自1988年建成我国第一条高速公路以来，到2010年底，我国高速公路通车里程达到7.3万km。根据国家高速公路网规划，我国正在全力以赴地加快国家高速公路网主骨架建设，到2020 年，基本建成国家高速公路网，届时，中国高速公路通车总里程将达10 万km。新路网由7 条首都放射线、9 条南北纵向线和18 条东西横向线组成, 简称为7918网。随着交通运输业的飞速发

10、展，天气条件对交通运输的影响也越来越广泛，恶劣的天气条件给交通运输带来巨大的损失，甚至威胁人们的生命财产安全。据统计，在冰雪路面、积水路面与正常干燥路面3 种情况下，交通事故发生的概率之为4.21.611，在寒冷地区这种现象甚至更为严重。所以，与时准确的天气信息成为交通管制部门决策支持的关键组成部分。高速公路交通气象监测系统由分布在高速公路沿线的若干个高速公路自动气象站联网组成，通过对天气变化、路面状况、空气环境进行实时监控，获取实时数据，并实时向外界发布天气、交通的变化信息，从而使交通管制部门与时作出相应决策，提高交通道路的安全指数，充分发挥交通道路效能。随着我国公路建设的快速发展，公路建设

11、的监测和维护工作也显得越来越重要。公路路面在实际使用的过程中，温度、水分以与载荷等因素均会对整个路面结构产生不利影响，并极大的增大了交通事故的发生几率，带来了极大的财产和生命损失。根据对、等几个省的事故资料统计研究发现，约有44% 的道路交通事故与气象条件有直接或间接的关系。数据显示，在美国每年680万起交通事故中，20% 发生在像雨、雪或冰雪这样的恶劣气象条件下问。目前我国道路交通事故数、交通事故伤亡人数与经济损失居高不下，交通安全形势恶劣。雨、雪、雾天能见度低，路面积水、结冰等都会使路面光滑、行车发漂，是形成事故的重要原因之一。低收入和中等收入国家每年有100多万人因公路交通事故丧生，高收