吳振英，金 薇

(蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與通信工程系，江蘇 蘇州 215104)

隨著轎車行業(yè)的快速發(fā)展和我國道路交通建設(shè)的加快，道路不斷擴(kuò)建和增加，隨之紅綠燈裝置也越來越多，傳統(tǒng)的紅綠燈都是通過電纜線傳輸?shù)綗艏苌稀τ隈{駛員來說，如果前方有視力障礙時，例如前方公交車、卡車等大型車輛的遮擋、有霧時視線不清等情況出現(xiàn)時，后面車輛的駕駛員就很難看到紅綠燈的狀態(tài)從而導(dǎo)致闖紅燈而帶來的交通事故，或者后方車輛闖紅燈前方車輛緊急剎車而導(dǎo)致追尾等交通事故。目前由于闖紅燈帶來的交通事故也越來越嚴(yán)重。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的紅綠燈自動顯示裝置能顯著降低闖紅燈現(xiàn)象從而大大減少交通事故的發(fā)生。

1 無線傳輸?shù)募夹g(shù)特點(diǎn)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

Wi-Fi 技術(shù)即IEEE802.11 協(xié)議，其主要技術(shù)特點(diǎn)是無線接入和高速傳輸［1］。IEEE802.11 只負(fù)責(zé)在站點(diǎn)使用的無線的媒介上的尋址，它定義了分配系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)。Wi-Fi 的主要優(yōu)點(diǎn)有:Wi-Fi 具有可靠、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò);Wi-Fi 可以隨時、隨地接入;WiFi 無線技術(shù)架構(gòu)不再因線材連接面受限，無需專業(yè)操作技術(shù)、可以即裝即用［2］。

1.2 Wi-Fi 的總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Wi-Fi 的總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。AP 一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，它既有普通站點(diǎn)的身份，又有接入到分配系統(tǒng)的功能［3］。

圖1 Wi-Fi 總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

電路主要由紅綠燈狀態(tài)指示、電源模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、液晶屏顯示模塊、MP3 模塊、車內(nèi)控制器等模塊構(gòu)成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖2 所示。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)的串口1 與 Wi-Fi 無線模塊通訊，電路采用 TI 公司MSP430F149 作為MCU，單片機(jī)作為下位機(jī)，而無線模塊作為上位機(jī)，無線發(fā)射模塊發(fā)射紅綠燈信號狀態(tài)，無線接收模塊接收到紅綠燈狀態(tài)后將信息送到單片機(jī)，單片機(jī)處理后送往顯示器進(jìn)行正確的顯示。

圖2 基于Wi-Fi 無線傳輸?shù)募t綠燈自動報(bào)警裝置框圖

2.1 電源電路

電源電路如圖3 所示。其中Q1，Z1，R2 構(gòu)成輸入防反接保護(hù)電路，其工作原理是:當(dāng)電源正負(fù)極性接反的時候，場效應(yīng)管Q1 不導(dǎo)通，則系統(tǒng)無法正常上電，也就是當(dāng)電源反接時電路不能正常工作;由C1、C2 構(gòu)成濾波電路，當(dāng)輸入電源的電壓值發(fā)生變化時，濾波電路可以濾掉輸入電源中脈動成分，經(jīng)過濾波電容后可以提供比較平滑的電壓，從而保證了工作電源的穩(wěn)定性;電源監(jiān)測電路由R3、R4、C3 構(gòu)成，它們主要構(gòu)成電池電壓輸入反饋，經(jīng)過R3、R4 分壓以及C3 濾波之后信號進(jìn)入微處理器，進(jìn)行電源電壓診斷及處理。

圖3 電源電路

2.2 液晶屏顯示電路

液晶屏顯示電路采用的是128 行64 列的顯示電路。數(shù)據(jù)的傳輸采取的是并口方式，通過單片機(jī)的P2 口和12864的數(shù)據(jù)口相連，用以數(shù)據(jù)的傳送。

2.3 收發(fā)模塊

RF1100 單片無線收發(fā)器工作在433/868/915 MHz 的ISM 頻段，由一個完全集成的頻率調(diào)制器，一個帶解調(diào)器的接收器，一個功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成［4］。連接時，只要將管腳與單片機(jī)的接口相連即可。引腳功能介紹如表1 所示［5］。

表1 RF1100 引腳功能

電路中所有配置字都是通過SPI 接口送給CC1100。SIP接口的工作方式可通過SPI 指令進(jìn)行設(shè)置。

2.4 MP3 語音控制電路

考慮到實(shí)用性，在電路中加入了MP3 語音模塊，用來提示當(dāng)前狀態(tài)是“紅燈”、“綠燈”。或“黃燈”。該模塊采取的是集成語音芯片，可直接讀取SD 卡中的語音文件，與單片機(jī)采取串口通訊模式，有利于程序的調(diào)試。當(dāng)單片機(jī)的控制口給出一個低電平信號，MP3 工作，MMP3 模塊的串口腳為15腳(RXD)16 腳(TXD)，用來接單片機(jī)的對應(yīng)串口引腳，串口命令為單字節(jié)指令。

3 軟件設(shè)計(jì)

無線傳輸連接部分如圖4 所示。

圖4 無線連接部分圖

3.1 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)對設(shè)備的控制和操作是由設(shè)備驅(qū)動程序完成的，設(shè)計(jì)正確的驅(qū)動才能讓設(shè)計(jì)的電路正常工作。系統(tǒng)軟件流程圖如圖5 所示。

圖5 系統(tǒng)軟件流程圖

4 結(jié)束語

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基于Wi-Fi 無線傳輸?shù)募t綠燈自動報(bào)警裝置是通過無線接收模塊采集無線發(fā)射模塊的信號，從而通過車內(nèi)控制收到接收裝置的紅綠燈狀態(tài)信息并向駕駛員發(fā)出相應(yīng)的信息。本項(xiàng)目不受外界環(huán)境變化的影響，識別距離長，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高且使用方便，具有較好的應(yīng)用價值。本電路具有較高的推廣應(yīng)用價值。

［1］胡大可.MSP430 系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002：12－29.

［2］何鵬舉，張捷，張亮亮.基于WiFi 的超低功耗溫濕度網(wǎng)絡(luò)傳感器設(shè)計(jì)［J］.測控技術(shù)，2013(2) ：25－29.

［3］余海，曹蕾.基于WiFi 的無線網(wǎng)狀(Mesh) 組網(wǎng)技術(shù)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011(10) ：120－123.

［4］劉虎，沈元元.基于WiFi 的無線語音接收終端設(shè)計(jì)［J］.工況自動化，2012(12) ：37－40.

［5］祝彥，譚凱，羅劍.基于WiFi 技術(shù)的礦用機(jī)車無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012(10) ：650－653.