摘要：為了實現(xiàn)交通信號機檢測模塊與交通控制中心聯(lián)網(wǎng)并為其提供有用的路況信息功能，同時交通控制中心可以實時監(jiān)控與控制路口的交通信號機的參數(shù)，設計采用STC89C52單片機控制GPRS M1206B模塊的方法來完成這個功能,。首先對作為數(shù)據(jù)采集部分的環(huán)形線圈檢測器的從理論到軟硬件的設計做了具體說明；然后介紹了M1206B模塊的GPRS功能,，并且具體敘述了交通信號機與交通指揮中心的通信軟硬件的開發(fā)與設計,。
關鍵詞：智能交通系統(tǒng)；環(huán)形線圈車輛檢測,；STC89C52,；GPRS,；WAVACOM；M1206B
0 引言
隨著人們汽車擁有量的快速增長,，城市交通擁堵問題已不容忽視,。為了了解道路上車輛行駛、擁堵等情況,，加上信息技術的迅猛發(fā)展,，智能交通系統(tǒng)(ITS)應運而生。通過掌握道路上車輛行駛的情況,，采取相應的措施可極大地改善城市的交通狀況,。而能聯(lián)網(wǎng)的交通信號機在此起著至關重要的作用，但是現(xiàn)有的交通信號機的聯(lián)網(wǎng)存在以下一些問題：
(1)一邊是交通信號機與交通指揮中心聯(lián)網(wǎng)都采用基于CAN總線,、TCP／IP以太網(wǎng)的有線等方式的聯(lián)網(wǎng),；另一邊是還有部分老式的信號機的控制部分是單片機，聯(lián)網(wǎng)困難,。這是由于單片機的硬件資源和處理能力有限,，這樣對信號機與上位機通信的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的處理就成為一個很大的難題。
(2)網(wǎng)絡的快速普及,，在城市的網(wǎng)絡覆蓋面越來越廣,，這給交通信號機聯(lián)網(wǎng)提供了條件；但是對于一些網(wǎng)絡不健全的城市,、以及縣城的交通信號機聯(lián)網(wǎng)就存在著問題,。
(3)在城市中，當一些異常情況出現(xiàn)時,，比如：停電,、交通信號機出現(xiàn)故障等，上述聯(lián)網(wǎng)的交通信號機也會存在問題,。在一些城市,，通常的做法是放置一個太陽能的交通信號機在路中間，此信號機雖然可以控制交通但是它不能和交通指揮中心聯(lián)網(wǎng),，交通指揮中心也無法及時監(jiān)控及控制路口的車輛通行情況,。
出于對上述問題的考慮分析。本設計采用GPRS(General Packet Radio Service)技術來嘗試解決這些問題,。
1可行性分析
整體方案：采用單片機控制M1206模塊來實現(xiàn)此功能,。單片機采用的是STC公司的STC89C52，STC89C52完全兼容C51,，而且編程簡單,，下載時采用ISP(In-System Programming)使下載調(diào)試程序非常簡單，因此開發(fā)方便成本低廉,，同時比普通的51的速度快,，完全可以滿足本設計的要求,。GPRS模塊采用市場占有率高的WAVECOM代表型號Q24中的M1206模塊。
M1206模塊雖然是WAVECOM比較早的一款產(chǎn)品,，但是其性能穩(wěn)定,、價格適中，而且接口采用RS 232,，為單片機控制帶來了方便,。同時它被廣泛運用于直放站、GPS車輛管理定位系統(tǒng),、短信息軟件,、無線遠程監(jiān)控、無線POS,、移動辦公以及醫(yī)療監(jiān)護等領域,。其具有115 Kb／s全雙工傳輸率、支持AT命令設置,、支持TCP／IP,，UDP以及PPP協(xié)議,、2 W射頻功率輸出,、高靈敏度天線、供電輸入5～24 V,、自動進入省電模式等特點,。
從價格方面來說，單片機性價比高,，GSM網(wǎng)絡連接可靠,、費用按流量計算；從應用范圍方面看,，幾乎所有的交通信號系統(tǒng)都有串口,，所以選用GPRS模塊是可行的；從網(wǎng)絡的覆蓋面來說,，GSM網(wǎng)絡覆蓋面遠遠超過了現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡,，可以說在有人聚居的地方就有GSM網(wǎng)絡的覆蓋；從機動靈活性,、不受斷電情況的制約方面上講,，此方式也是可行的；同樣的采用GSM聯(lián)網(wǎng)的交通信號機還有其在一個區(qū)域內(nèi)快速架設的優(yōu)勢,。
2 GPRS簡介
GPRS是通用分組無線服務技術的簡稱,，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS可以說是GSM的延續(xù),。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，它是以封?Packet)的形式來傳輸,，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料大小來計算，并非使用其整個頻道,，理論上較為便宜,。GPRS的傳輸速率可提升至56 Kb／s甚至114 Kb／s。GPRS的特點如下：高速數(shù)據(jù)傳輸速度,，可以達到10倍于GSM,；設備是可以永遠在線。
3 系統(tǒng)整體圖
系統(tǒng)是網(wǎng)絡結構圖如圖1所示,，它是系統(tǒng)的網(wǎng)絡的分布圖,，下位機(即信號控制機)由串口連接到GPRS模塊然后通過GSM網(wǎng)絡連接到交通指揮中心端的上位機。下位機與上位機的通信是由單片機控制的,。其通信過程是下位機部分通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)到上位機,，然后由上位機軟件將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中為以后決策做準備，同時通過圖表將路口數(shù)據(jù)的變化展現(xiàn)給控制中心的工作人員,；工作人員根據(jù)信號燈的配時方案將交通信號機參數(shù)發(fā)送給下位機,。基于單片機的交通信號控制機的整體框圖如圖2所示,。
4 電路分析
單片機與M1206B的連接主要是通過串口連接的,，但是與通常所使用的串口不同。通常使用的串口只要其中的3根線即TXD,，RXD,，GND就可以了。本設計中為了使單片機與M1206B更加有效連接和協(xié)調(diào)工作采用了CTS與RTS作為握手信號,。CTS與RTS的硬件連接圖如圖3所示,。
5 軟件部分
5．1 GPRS模塊的設置
對GPRS模塊進行主要的設置工作有：
(1)設置通信波特率，可以使用AT+IPR=115 200命令,，把波特率設為115 200 b／s或其他合適的波特率,；
(2)設置接入網(wǎng)關，通過AT+CGD CONT=1,，“IP”,，“CMNET”命令設置GPRS接入網(wǎng)關為移動夢網(wǎng)；
(3)設置移動終端的類別,，通過AT+CGCLASS=“B”設置移動終端的類別為B類,，即同時監(jiān)控多種業(yè)務；但只能運行一種業(yè)務,，即在同一時間只能使用GPRS上網(wǎng),，或者使用GSM的語音通信；
(4)測試GPRS服務是否開通，使用AT+CGACT=1,，1命令激活GPRS功能,。如果返回OK，則GPRS連接成功,；如果返回ERROR,，則意味著GPRS失敗。這時應檢查一下SIM卡的GPRS業(yè)務是否已經(jīng)開通,，GPRS模塊天線是否安裝正確等問題,。
GPRS模塊可以通過撥“*99***1#”登錄到GGSN上動態(tài)分配到Internet網(wǎng)的IP地址。其間GPRS模塊與網(wǎng)關的通信要符合點對點協(xié)議(Point to Point Protocol,，PPP),，其中身份驗證時用戶名、密碼都為空,。使用PPP協(xié)議登錄上之后,，就可以通過GGSN接上Internet了。
5．2 軟件部分的編寫
由于篇幅有限,，以下介紹一下核心函數(shù)：
此函數(shù)是對單片機內(nèi)部的E2PROM寫入數(shù)據(jù),，在此模塊中的作用是為了節(jié)約單片中有限的RAM空間，將一些對M1206B操作的AT命令以及采集到的數(shù)據(jù)對應的PDU碼(是GPRS短信的一中編碼格式)存入E2PROM中,。
這個函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送,。在發(fā)送時要對數(shù)據(jù)進行打包即在數(shù)據(jù)包頭前加上相應的協(xié)議頭。其中Temp_Buffer是存放最后要發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)組,，data_len是要發(fā)送的數(shù)據(jù)大小,。
6 結語
本文將單片機與M1206B模塊相結合,，采用M1206B的GPRS的功能實現(xiàn)了智能交通信號機和交通指揮中心的數(shù)據(jù)傳輸功能,，為智能交通信號機提供做出決策的數(shù)據(jù)來源，而且為指揮交通實時的監(jiān)管各路口與下達交通信號機的配時方案提供了數(shù)據(jù),，從而可以進一步使道路暢通,，同時為以后交通信號控制器接入物聯(lián)網(wǎng)形成更大的ITS網(wǎng)絡打下了基礎。由于本設計采用廉價的單片機STC89C52和M1206B的GPRS模塊,，從經(jīng)濟性和實用性來看也具有一定的實用價值,。