交通信息化Ｔｒａｆｆｉｃ ＩｎｆＯｒｍａ｛ｊｚａｔｉｏｎ 基于ＭＳＰ４３０的倒计时交通信号控制器设计 郑国荣．李雪龙 （北方Ｔ业大学机电工程学院自动化系．北京１００１４４） 摘要：太阳能供电的交通信号控制器对光照的依赖性较大，基于ＭＳＰ４３０超低功耗微控制芯片．设计了一种低成本、低 功耗的倒计时交通信号控制器，并通过ＲＳ一２３２串口实现和上位机的联网通讯。实验结果表明：本系统控制信号灯稳定可 靠．功耗超低．可用于太阳能供电的环境 关键词：低功耗；ＭＳＰ４３０；交通信号控制；倒计时：上位机通讯 中图分类号：ＴＰ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—４７８６（２０１３）２３—００２０—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ０ｆ Ｃｏｕｎｔ－Ｄｏｗｎ Ｔｒａｆｉｃ Ｓｉｇｎａｌｆ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｂａｓｅｄ ０ｎ ＭＳＰ４３０ ＺＨＥＮＧ Ｇｕｏ—ｒｏｎｇ，ＬＩ Ｘｕｅ—ｌｏｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｉｔｈ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｆ ｌｏｗ—－ｃｏｓｔ ａｎｄ ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＳＰ４３０ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｉｎ ｃｏｕｎｔ——ｄｏｗｎ ｔｒａｆｉｃ ｓｉｇｎａｌｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ ｕｓｉｎｇ ＲＳ－２３２ ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍａｙ ｂｅ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ；ＭＳＰ４３０；ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｃｏｕｎｔ－ｄｏｗｎ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ０引言 之间的矛盾愈发突显，如何利用各种新理论、新技 术对交通流进行有效疏导，保障交通系统安全、有 序、快速地运行，是一个值得深入探讨的话题。此 随着社会经济的发展和人们日常生活水平的提 高，日益增长的机动车出行需求与有限的道路资源 ｆ４１邓黄卫，陈里得．智能运输系统（ＩＴＳ）概论『Ｍ１． 北京：人民交通出版社。１９９９． 划信息管理平台开发［Ｊ１．实验室研究与探索，２００７， ２６（８）：４０—４３． 『５］赵准，黄山．基于视频的交通事件和交通流检 测系统『Ｊ１．微计算机信息，２００７，２３（９）：９７—９８． 『６１刘会英，王毅，毕晓毅．加强实践教育培养学 生的综合创新设计能力【Ｊ］．实验室研究与探索，２００６， ２５（６）：７０３－７０５． 『１２１郭牧，张立东．Ｓｙｎｃｈｒｏ交通仿真系统分析及应 用［Ｊ］．信息技术与信息化，２００８，（３）：７０—７３． ［１３］任福田，刘小明．交通工程学［Ｍ］．２版．北京： 人民交通出版社．２００８． ｆｌ４１王建军，严宝杰．交通调查与分析『Ｍ１．２版．北 京：人民交通出版社．２００４． ［１５］吴兵，李晔．交通管理与控制［Ｍ］．４版．北京： 人民交通出版社．２００９． 『７］孙海浩，吴娇蓉．交通工程学科实验教学体系 研究［Ｊ］．实验室研究与探索，２０１２，３１（２）：１５１—１５３． 『８１胡明伟．微观仿真软件在交通工程专业课实验 教学中的应用叨．实验室研究与探索，２０１０，２９（８）： ２５７－２６０． 『９１帅斌，杨飞．交通工程专业实践和实验教学探 基金项目：深圳大学实验室与设备管理研究基金项目 （２０１１０４８）：深圳大学青年教师教学改革研究项目 （ＪＧ２０１２０４３） 讨［Ｊ】．实验室研究与探索，２００８，２７（６）：１２２—１２４． ［１０】秦焕美．交通规划软件实验教学研究［Ｊ】．实验 室研究与探索，２００７，２６（２）：５０—５３． 【１１１陈茜，梁衡弘．面向科研与实验教学的交通规 ２０ Ｉ交通标准化 作者简介：邹亮（１９７９一），男，黑龙江依兰人，副教授 研究方向为智能交通 收稿日期：２０１３—０６—２１ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉ ｎｆＯｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ 交通信息化 外．节能减排是国家一直在努力倡导的科学发展政 策．相当多的交通信号控制器已经使用太阳能供电 来替代传统的市电供电．而太阳能供电对光照的依 Ｃ０１ ４７ｕ 赖性较大．无法保证信号控制器在不良天气下能够 可靠运行。本文以此作为出发点．基于ＭＳＰ４３０超 低功耗微控制芯片，设计一款低成本、低功耗的交 通信号控制器．并通过ＲＳ一２３２串口实现和上位机 的联网通讯 １．２按键电路 ＬＥＤ０ ＝． ＧＮＤ 图２电源电路 为调整不同阶段的配时长短和手动控制阶段． 目前国内信号控制器广泛使用的处理器包括 Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＭＣＦ～５２７２．ＡＴＭＥＬ的８９Ｃ５１．宏晶的 设计了６个按键分别控制第一阶段和第二阶段时间 的增、减１ｓ，以及手动控制第一阶段、第二阶段。 电路原理如图３所示．按键电路用到的Ｉ／Ｏ为Ｐ１端口 ＳＴＣ等．本设计选用以低功耗为特色的ＭＳＰ４３０微控 制器。ＭＳＰ４３０微控制器是由美国德州仪器ＴＩ（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）公司推出的一款１６位超低功耗混合信 号处理器ＭＳＰ（Ｍｉｘｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ） 该处理器 的Ｐ１．Ｏ Ｐ１．７，分别控制按键矩阵的行和列。 采用ＲＩＳＣ精简指令集系统．额定工作电流为０．１～ ４００￣Ａ。时钟关断模式的最低功耗只有０．１ｐ，Ａ．工作 电压为１．８ ３．６Ｖ．具有强大的处理能力和运行速度 １ 系统硬件结构设计 图３按键电路 ＭＳＰ４３Ｏ芯片的ＣＰＵ通过１６位总线连接到存储 器和外围模块。ＪＴＡＧ接口可以直接进行嵌入式仿 真处理．系统时钟采用基本时钟系统和锁频（ＦＬＬ 和ＦＬＬ＋）时钟系统、ＤＣＯ数字振荡器时钟系统．可 以产生ＡＣＬＫ、ＳＭＣＬＫ、ＭＣＬＫ三种时钟信号。系 统的硬件结构如图１所示．包括主控芯片 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９、电源电路、按键电路、灯驱动电路、 串口驱动电路和数码管驱动电路 １．３ ＬＥＤ驱动电路 ＬＥＤ驱动电路原理如图４所示．主要由限流电 阻和共阳极发光二级管组成．其正极接ＶＣＣ．负极 接单片机相应Ｉ／０．通过控制Ｉ／Ｏ的高低电平来控制 红绿灯的亮灭及次序 ＬＥＤ驱动电路用到的Ｉ／Ｏ为 Ｐ２端口的Ｐ２．０～Ｐ２．７．分别对应南北和东西方向的 红、黄、绿灯。 图１硬件结构框图 １．１ 电源电路 电源电路原理如图２所示，接入电路时．Ｊ１为 ＤＣ５Ｖ输入接头．ＳＷ１只起到开关作用．不改变输 出电压，ＤＯ－－极管防止电源接反，对电路具有保 护作用，ＵＰ１（ＡＳＭ１ｌｌ７—３．３）电源管理芯片输出稳 定的＋３．３Ｖ电压。ＣＯ、Ｃ０１为滤波电容，实现高频 和低频滤波。Ｄ１发光二极管是电源指示灯。 图４ ＬＥＤ红绿灯驱动电路 １．４ 串口驱动电路 串口驱动电路原理如图５所示．集成芯片 ＭＡＸ２３２ＣＰＥ实现串口数据收发功能．将微控制器 的运行状态信息通过串口发送至上位机．实现对交 ２０１３年１２月第２３期Ｉ ２１ Ｔｒａｆｆｉｃ ｆｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ 交通信息化 成都公众出行信息服务系统 实施现状与对策探讨 钟学燕 －－．岳 辉 （１．西南石油大学经济管理学院，四川成都６１０５００；２．西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都６１００３１ ３．中铁二院智能交通设计研究院．四川成都６１００３１） 摘要：大力发展公众出行信息服务系统是缓解成都市交通拥堵的有效手段之一。在对成都市ＡｎＳ建设应用现状调查和问 题分析基础上，采用“ＳＯＡ＋Ｃｒ计算＋物联网＋大数据”的技术方针，从数据采集中心、数据处理中心、信息发布中心、标准规 范、信息安全和运维保障出发．提出相应建议。从建设运营机制、绩效考核、增值运营角度对未来发展对策进行探讨。研究 成果在纵横向联系、信息资源共享、应用服务拓展、运营机制方面有所改进，对改善成都市未来出行信息服务具有借鉴意义。 关键词：出行信息服务：交通数据采集；交通数据处理；交通信息发布 中图分类号：Ｕ４９１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—４７８６（２０１３）２３—００２３—０４ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｒａｖｅｌｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃｈｅｎｇｄｕ ＺＨＯＮＧ Ｘｕｅ－ｙａｎ ’２ ＹＵＥ Ｈｕｉ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｒｙｕａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｎ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｒａｖｅｌｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ａｌｌｅｖｉａｔｅ ｔｈｅ ｔｒａｆｉｆｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ Ｃｈｅｎｇｄｕ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＡＴＩＳ ｉｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ ｐｏｌｉｃｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＳＯＡ，ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ ａｎｄ ｂｉｇ ｄａｔａ，ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｐｒｏ— ｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｂｏｕｔ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒ，ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒ，ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｉｎ－ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｓｏｍｅ ａｄｖｉｃｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ａｂｏｕｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｐｐｒａｉｓａｌ，ｍａｒｋｅｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｈａｖｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｈａｒｉｎｇ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐａｃｅ ｔｏ ｅｘｐａｎｄ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒａｖｅｌｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｎｇｄｕ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｖｅｌｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ；ｔｒａｆｉｆｃ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｔｒａｆｆｉｃ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｔｒａｆｉｆｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉ０ｎ ＋－◆－◆＿◆＿◆－－ｒｉｂ－．◆ ＋０◆一・・● ‘ｍＰ－ ０◆－◆－●－◆－●・◆－◆－◆一—－‘ ０ 表ｌ北京市目前使用的各种信号机类型功耗参数对比表 思考［Ｊ］．中国新技术新产品，２００８，（１８）：７３． 信号机 厂商 机型 处理器 控制 工作电压 工作电流 ／Ｖ 功耗 ｆ２１周彤梅．北京路口信号机使用状况调查与分析 ／Ａ ／Ｗ ［Ｊ１．中国人民公安大学学报：自然科学版，２０００， 西门子 ＭＣＵ—Ｏ６ Ｒａｂｂｉｔ３００Ｏ ３＿３ ０．１０７ ０．３５３ 海信 ＨＳＣ一１ｏｏ ＭＣＦ一５２７２ ５ ０．７１９ ３．５９５ （１）：４７－５２． 本系统 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ ３．３ ０．０６８ ０．２２４ 『３］洪利．ＭＳＰ４３０单片机原理与应用实例详解『Ｍ１． 由表１可见．为验证本系统的超低功耗特性． 北京：北京航空航天大学出版社，２０１０． 通过对比北京市路口上其他型号的主流信号控制器． 『４］刘越伟，张海波．基于ＳＣＯＯＴ交通控制系统的 本文设计的基于ＭＳＰ４３０芯片的信号控制器的功耗指 信号灯倒计时研究及应用［Ｊ］．交通标准化，２０１２， 标均降低３６％～９３％．具备明显的低功耗优势 （ｉ）：１４５—１４７． 参考文献 ｆ１１王岩．交通信号倒计时装置国内外应用现状及 收稿日期：２０１３—０７—３０ ２０１３年１２月第２３期ｌ ２３