李樂

(西南科技大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川綿陽621010)

1.引言

交通量的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)是交通規(guī)劃的重要參數(shù)。獲取準(zhǔn)確的交通量數(shù)據(jù)，是進(jìn)行信號控制、交通方案組織的重要前提。傳統(tǒng)的交通量調(diào)查方法主要是人工計數(shù)法和浮動車法。其中人工計數(shù)法是指由人工定點對交通流進(jìn)行觀測與記錄。該方法應(yīng)用比較靈活，采用簡單的紙筆記錄形式來對某一地點的交通流量進(jìn)行統(tǒng)計。對在校的交通工程學(xué)生而言，基于人工計數(shù)法的交通量調(diào)查活動是一項重要的學(xué)科實踐工作。

傳統(tǒng)的人工調(diào)查方式以紙筆為主要工具，調(diào)查員在統(tǒng)計過程中容易發(fā)生誤計、錯計、漏計等情況，造成某種程度上的數(shù)據(jù)偏差，且效率較低[1]。針對這一情況，本文提出了一種便攜式的專用交通量調(diào)查器的設(shè)計方案，以取代以紙筆作為基本調(diào)查工具。該系統(tǒng)以單片機為控制核心，包括記錄和顯示模塊，具有操作簡單、準(zhǔn)確可靠的特點。

2.交通量調(diào)查器的功能需求

在功能上，該調(diào)查器應(yīng)具備以下幾個方面功能：

(1)體積小重量輕，便于攜帶；

(2)成本低廉，可重復(fù)使用；

(3)可以設(shè)定調(diào)查周期，調(diào)查周期通常選擇15分鐘、30分鐘或其它時長，調(diào)查器應(yīng)具備調(diào)查周期的設(shè)定功能；

(4)可以選擇調(diào)查車型，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，一般將車型分為8個類型，如表1所示。調(diào)查器應(yīng)具備對這8種車型的分類調(diào)查統(tǒng)計功能[1，2]；

?

(5)可以方便查看各車型統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

3.交通量調(diào)查器的設(shè)計

根據(jù)對系統(tǒng)的功能需求分析，以單片機為核心構(gòu)成一個調(diào)查器系統(tǒng)。控制芯片選用ATMEL的AT89S52型單片機，AT89S52是AT89S系列51單片機，完全兼容8051和AT89C51，其ISP在線編程技術(shù)既降低了編程器所需成本也無需反復(fù)拔插芯片，性價比較高。從功能上來看，便攜式交通量調(diào)查器需要一系列的設(shè)置和選定工作，并且要求其結(jié)果能即時顯示和查詢，因此可以考慮在AT89S52單片機最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加矩陣鍵盤模塊和LED數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成硬件平臺，同時編寫軟件系統(tǒng)，使調(diào)查操作按要求完成。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。系統(tǒng)包括主控芯片模塊、鍵盤矩陣模塊和LED數(shù)碼管顯示模塊。

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)主控芯片為AT89S52單片機，由5V直流電源供電。AT89S52的第20引腳接地；第40引腳接5V電源端；第18、19腳與24MHz的晶振和電容器構(gòu)成自激振蕩器為單片機提供時鐘信號，第9腳為復(fù)位腳。顯示部分采用兩個4位8段LED數(shù)碼塊，P0口連接段選信號，位選由P1口連接。LED由8個NPN型三極管驅(qū)動。P2口的高低4位連接鈕子開關(guān)構(gòu)成一個4*4的鍵盤。系統(tǒng)總體布局如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)定

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，鍵盤中1、2行共8個按鍵用作車型的選擇控制鍵，分別對應(yīng)8種車型的選定。其中每個按鍵的按下，即表示選擇了該車型，同時也代表對該車型進(jìn)行了一次計數(shù)的操作。鍵盤第3、4行為周期設(shè)置和調(diào)查數(shù)據(jù)查詢按鍵區(qū)，包含調(diào)查周期的長短設(shè)定、數(shù)據(jù)查詢時的車型和周期的選擇等。鍵盤各鍵的功能定義如圖3所示。

3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件系統(tǒng)主要包括初始化、定時器中斷、鍵盤掃描、LED動態(tài)顯示等模塊以及相應(yīng)的功能子程序。系統(tǒng)開機后首先進(jìn)行初始化定時器和相關(guān)參數(shù)的工作，然后進(jìn)入循環(huán)等待，定時掃描鍵盤判斷返回值并轉(zhuǎn)入到相應(yīng)的功能子程序中。主程序流程如圖5所示。

4.交通量調(diào)查器的使用

(1)車型記數(shù)

系統(tǒng)開機后即自動進(jìn)入記數(shù)模式。鍵盤中車型記數(shù)區(qū)的8個按鍵對應(yīng)了需要調(diào)查統(tǒng)計的8種車型，如表1所示。使用者按下相應(yīng)車型的按鈕即可進(jìn)行一次記數(shù)操作，同一按鈕每按下一次代表該車型記錄增加1。

(2)調(diào)查周期設(shè)置

系統(tǒng)可以靈活設(shè)置調(diào)查周期時長。進(jìn)入鍵盤中調(diào)查周期設(shè)置區(qū)，按下‘周期設(shè)定’按鈕即進(jìn)入周期設(shè)置模式。在該模式中可以通過控制“時間增加”或“時間減少”按鈕來設(shè)定調(diào)查周期的長度，設(shè)置完成后需要按下“確定”按鈕進(jìn)行確認(rèn)。周期設(shè)置模式時不影響正在進(jìn)行的調(diào)查工作，只要按下“車型記數(shù)區(qū)”的任意按鈕，系統(tǒng)將返回到記數(shù)模式工作，數(shù)據(jù)不會丟失。

(3)調(diào)查數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)運行中可以即時查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)。進(jìn)入鍵盤中調(diào)查數(shù)據(jù)查詢區(qū)，按下“進(jìn)入查詢”按鈕即進(jìn)入查詢模式。在該模式中可以通過控制“選擇下一周期”或“選擇上一周期”按鈕來選定需要查詢的周期。選定周期后，可以通過“車型選擇”按鈕來逐一查看該周期中的各種車型的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。查詢模式時不影響正在進(jìn)行的調(diào)查工作，只要按下“車型記數(shù)區(qū)”的任意按鈕，系統(tǒng)將返回到記數(shù)模式工作，數(shù)據(jù)不會丟失。

5.結(jié)語

經(jīng)實踐證明，這種以單片機為控制器的便攜式交通量調(diào)查器具有準(zhǔn)確可靠、簡單實用的優(yōu)點，性價比較高。在交通量調(diào)查工作中可以替代傳統(tǒng)的紙筆記錄方式，比較適合于在校交通相關(guān)專業(yè)學(xué)生所進(jìn)行的交通調(diào)查實踐工作。其功能還可進(jìn)一步的擴展，也可以用于其它某些統(tǒng)計用途上。

[1]杜林，張韻，王賦攀.面向?qū)嵺`教學(xué)的交通量調(diào)查儀研究[J].科技經(jīng)濟市場.2009，6：149-150.

[2]魏青.面向交通調(diào)查的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)開發(fā)[D].贛州：江西理工大學(xué)，2007.

[3]李綱，邱榮祖，林宇洪，郭建鋼.基于VBA技術(shù)的交通調(diào)查實習(xí)軟件的研制[J].實驗室研究與探索，2008，27(5)：59-62.

[4]王一然.基于單片機的城市信號控制混合交通模擬器件設(shè)計[J].科技信息.2010，22：478.