论文总字数：21562字

目 录

第一章 绪论 1

1.1选题背景及研究意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3论文的主要任务 1

第二章 系统方案设计 2

2.1系统方案的论证与选择 2

2.2公交车调度方法研究 3

2.3系统设计的总体流程 3

第三章 主要芯片介绍 3

3.1 TMS320F2812 3

3.2 HX711AD转换芯片 4

3.3 重力感应传感器 5

3.3.1 重力传感器简介 5

3.3.2 NRF24L01无线通信模块 5

第四章 硬件电路设计 6

4.1 TMS320F2812 6

4.1.1 TMS320F2812简介 6

4.1.2 TMS320F2812最小系统 6

4.2系统结构设计 8

4.3系统模块分析 9

4.3.1电子秤模块 9

4.3.2 LCD1602模块 11

第五章 软件系统设计 12

5.1整体的软件设计流程图 12

5.2电子秤模块软件设计 12

5.3 NRF24L01软件设计 14

第六章 调试 15

6.1 硬件的焊接 15

6.2电子秤模块调试 15

6.3显示屏模块的调试 15

6.5系统联合调试 16

6.6 实物 16

第七章 结论与展望 17

参考文献 18

致谢 19

附录 20

基于DSP的公交调度系统设计

卫腾飞

,China）

Abstract:With the rapid development of economy and the promotion of green travel, in order to meet the growing demand for travel, public transportation system on the urban road faces the explosive growth. However, it brings a serious challenge, the city road congestion caused by bus scheduling difficulties. Therefore, in the limited number of buses, the rational use of resources and improve the quality of service is the most important issue in front of city managers. The number of bus scheduling in this paper from the point of view of intelligent traffic of DSP2812 is used as a processing unit through placed on the platform at the electronic scale weight perception at the site and then communicate to the DSP for processing, and then the information is sent to the terminal, made by the terminal according to the information to determine the grid number. It can be reasonably and save resources, but also makes a bus to a reasonable use of.

Key words: smart transportation; dispatch; DSP2812; wireless communication

绪论

1.1选题背景及研究意义

随着经济的快速发展和绿色出行的推进，为了满足人们日益增长的出行需求，城市道路上的公交系统面临爆发式增长。然而由此带来一个严峻的挑战，乘客分布不均造成等待时间过长。因此，在有限的公交车数量范围内，能够进行合理调度，尽可能的合理利用资源，提高服务质量，成为了摆在城市管理者面前的首要问题。

研究此课题，对于目前大城市以及特大城市的交通管理问题有很大的借鉴意义，同时对以后智能交通，智慧城市的发展有参考价值。进一步推进智能交通，在环境保护，降低城市二氧化碳排放，提升居民幸福感指数方面都有长远的意义。如今科学技术的快速发展与居民交通状况的关注度不断提高，使得公共交通的技术与设备更新迅速，更加便利惠民。通过各种通信方式得到实时数据，使人们可以掌握最新的数据，了解交通的运行的状况，能够实时观看到自己需要等待的时间，用户及时做出相应的调整。由于生活的节奏越来越快，提高生活的质量和效率显得尤为的重要，公共交通的设备和产品等产品的市场会越来越大，其需求量亦会不断增加。因此，公共交通的设备和产品的研究对于未来的社会和市场具有长远的重要意义。

1.2国内外研究现状

国外城市化发展较早，在智慧城市和智能交通方面做了广泛的研究，积累了大量的经验。以英国伦敦为例，利用数据管理交通。在伦敦奥运会期间，负责运行伦敦公共交通网络的公共机构“伦敦交通局（Transport for London）”，在交通负担增加25%的情况下，集合当前的信息化网络时代的便利，充分利用城市建设当中的种种便利和设备，例如各个关键节点的闭路电视，控制无人侦察飞机，各个站台实时的客流量，分析大量的数据，确保了各个公共交通工具最大效率的发挥自身的效果，从而保证交通顺畅。

中国的城市化建设水平相比发达国家而言还处于相对落后状态，尤其是在对大型、特大型城市的管理经验和管理水平上还有一定的差距。对于智慧城市和智能交通的研究处于起步阶段，还在摸索中不断完善。但是国外的研究成果和经验并不一定适用于中国国情，中国大型、特大型城市人口密度大，流动量大，人文差异大的特点，决定了必须要根据中国实际国情来探索中国城市化发展的道路。

在现今大都市的交通信息化的建设已经步入正轨，全国大部分的城市均已经步入建设典型标榜型的城市行列中，要不断的加强交通管理以及合理的分配交通工具，使社会的交通体系更加完整和完善^[1]。

1.3论文的主要任务

该论文中关键研究任务为设计一个以DSP2812器件为基础的公交车站台调度系统，在此系统中，将DSP作为控制中心，通过硬件电子秤获得总重量，而后将信息传送给DSP，由DSP通过总重量判断人数。在获得人数信息后，由DSP判断人数是否超过临界值，超过临界值将信息通过无线传输发送给总站，总站根据人数判断发车数量。总站将发车数量所带来的等待时间的变化通过无线传输反馈给DSP所在的分站台。而后通过DSP显示在液晶显示屏上。另外，为了节省硬件与简化设计流程，将分站台DSP与总站DSP进行合并，把无线传输部分去掉。

系统方案设计

2.1系统方案的论证与选择

方案一：对于数量众多、系统庞大的公交车系统，使用GPS实时追踪每一辆公交车的运行状态，并且实时监控整个公交系统的运行情况。目前民用GPS定位精度在10米左右，对于城市公交车定位管理来说已经达到标准。配套数据收集与处理的一体化平台可以将整个城市地图以及所有公交车位置实时地在终端上显示。

配套数据收集与处理一体化平台运行在Windows系统中，建有SQLServer数据库，数据库存储了所有在运营的公交车信息。监控中心搭建专用服务器，用于网络调度，通信和数据处理。公交车上搭载了GPS接收机，公交车客户端与服务器之间的通信通过GPRS实现。整个系统原理框图如图2.1所示：

图2.1 GPS追踪系统原理图

这种方式也是目前世界上普遍使用的公交车调度系统方案，此方案优点是可以很方便的监控整个公交系统的运行状态，数据精确且全面。但是此方案的缺点也十分明显，系统很庞大，维护成本很高。对于调度人员来说，并不需要公交车实时的位置信息，而且并不需要整个公交系统运行的概览图，调度人员只需要知道站台上的总人数需要几辆公交车来装载，简单明了，信息更加精确，有利于系统对信息的自动化处理，减少调度人员的工作量，提高效率^[2]。

图2.2 站台追踪系统原理图

方案二：采用计算机视觉来自动识别公交车技术难度比较高，本方案提出由DSP2812作为核心控制机构，外接电子秤模块，无线通信模块。电子秤的测量信息传至DSP进行处理，再将处理的信息发送至总站即调度中心，由调度中心来判断派出公交车的数量，这样可以减少成本，提高系统稳定性和可靠性，同时便于维护。

本方案的核心思想是电子秤测量站台乘客重量，达到临界值输出给站台DSP，打开站台无线接收系统，将站台处情况传给调度中心，由调度中心做出相应的判断。整套系统的解决方案稳定性和可靠性都相对较高，维护成本也比较低。整个系统原理框图如图2.2所示：

综上两种方案的对比，方案一无疑是最成熟和完善的解决方案，也是目前最广泛采用的。但是对于毕设模拟来说，系统太过于庞大，难度以及成本会很高，这是一个相当宽泛的领域集合，并不仅仅是一门学科在里面。方案二成本较低，技术成熟，稳定性和可靠性较高。综合考虑到开发成本，系统建设及维护成本，系统的可靠性和稳定性，最终决定选用方案二。

2.2公交车调度方法研究

在现今的社会中，公交车也是我们现在不可替代的交通工具，其中公交车调度问题是社会一个实用性很强的研究课题。我们需要提出一个能够平衡社会利益与公交公司利益的实用性比较强的调度方法，还要给出能够照顾他们共同利益的数量标准。本次算法研究之前先做出一些理想设定，第一个是我们研究的数据是能够代表性大多数的情况；第二个是研究的环境没有交通拥挤的情况，车辆没有不蹲守交通规则的情况；第三个是没有统计居民上下车所用时间，车子是保持匀速前进的；第四个每辆车的出发相差时间是一样的。

通过公交站台的等待人数去控制车辆的调度，从而缩短等待时间。当等待人数小于10人时，要提示等待人员需要等待的时间为15分钟，当等待人数大于10人且小于20人时，要提示等待的人员需要等待的时间为10分钟，当等待人数大于20人时，要提示等待人员需要等待的时间为8分钟。

2.3系统设计的总体流程

图2.3系统设计流程图

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