專利名稱：智能交通調(diào)查器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在于研發(fā)出一套可以靈活地采集交通信息并對信息進(jìn)行智能 化處理的交通調(diào)查設(shè)備，設(shè)備具有構(gòu)造簡單、精致，容易攜帶，交通信 息采集方便，信息處理精確快捷等特點，屬于交通信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
交通調(diào)査是為了獲知交通現(xiàn)狀而進(jìn)行的一種客觀手段，它是獲得交 通數(shù)據(jù)的基本途徑，是進(jìn)行交通現(xiàn)狀分析、交通規(guī)劃與線路改善、交通 理論檢驗等方面工作的必經(jīng)步驟?？梢哉f，交通調(diào)查是一項十分平凡而 又極其重要的基礎(chǔ)性工作。交通調(diào)查涵蓋內(nèi)容廣、工作量大，調(diào)查的對象也是多層次多種類的， 但是根據(jù)調(diào)查的參與主體，主要可以分為兩大類人工調(diào)査法和機(jī)械調(diào) 查法。其中，人工調(diào)査法，是指調(diào)查設(shè)備要求簡單，數(shù)據(jù)的采集和處理 主要是以人工手動方式完成的調(diào)査。該法組織工作和設(shè)備要求簡單，人 員安排和地點變動靈活，適應(yīng)面也比較廣，但是這種方法需要投入大量 的人力，在實地調(diào)査中容易產(chǎn)生誤差，而且后期往往需要再次錄入和處 理數(shù)據(jù)。機(jī)械調(diào)查法，是指由專門的設(shè)備自動采集交通數(shù)據(jù)，完成相關(guān) 調(diào)査。應(yīng)用機(jī)械調(diào)査法，可以節(jié)省大量的人力，使用方便，精度較高， 而且可以獲得大量較為可靠的數(shù)據(jù)，但是，這種方法一般需要大量的投資，使用率往往不高，適用性和靈活性嚴(yán)重受限。 發(fā)明內(nèi)容針對以上的不足，本發(fā)明提出了一種集人工調(diào)查的靈活性和機(jī)械調(diào) 查的智能性于一體的產(chǎn)品一智能交通調(diào)查器，它包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù) 據(jù)通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集原始數(shù)據(jù)，它包括一個調(diào)査器和程序驅(qū)動。 所述調(diào)查器由主控單片機(jī)、儲存芯片、時鐘芯片、復(fù)合功能按鍵、顯示 單元、模式選擇、聲音提示和數(shù)據(jù)傳輸接口組成，所述程序驅(qū)動采用循 環(huán)方式查詢工作模式、顯示交通量和時間，采用中斷方式判斷按鍵并執(zhí)行相應(yīng)操作。調(diào)査器的主控單片機(jī)為ATmega8L，時鐘芯片采用DS1302， 儲存芯片采用AT24C64，復(fù)合功能按鍵/顯示單元采用驅(qū)動芯片ZLG7290 進(jìn)行驅(qū)動，模式選擇使用一個單刀雙擲開關(guān)控制MCU引腳的電平，MCU 通過檢測此引腳的電平來判斷模式，數(shù)據(jù)傳輸接口使用ATmega8L的串 口，經(jīng)過MAX232將MCU的邏輯電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為PC機(jī)的邏 輯電平(RS232電平)后與計算機(jī)通訊。所述調(diào)査器采用增量法存儲結(jié) 構(gòu)，調(diào)查器每次開機(jī)時便記錄下當(dāng)前日期和具體開機(jī)時刻，每次按鍵時 就記錄下當(dāng)前時刻與開機(jī)時刻之間的差值。數(shù)據(jù)通訊模塊負(fù)責(zé)將智能交通調(diào)查器內(nèi)部存儲的原始數(shù)據(jù)，通過接 收串口輸出，并以數(shù)據(jù)庫的形式保存在計算機(jī)上，該模塊通過串口讀取 調(diào)查器內(nèi)部的存儲數(shù)據(jù)，錄入到臨時數(shù)據(jù)庫，然后以復(fù)制的方式將臨時 數(shù)據(jù)庫另存為調(diào)查器數(shù)據(jù)處理軟件可識別數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)處理模塊提取智能交通調(diào)查器上所記錄的交通量、行程時間、信號燈時間等交通信息，并根據(jù)用戶的定義，對相應(yīng)信息進(jìn)行一系列處 理，從而實現(xiàn)交通調(diào)査后期數(shù)據(jù)處理的自動化和智能化，它包括交通量 統(tǒng)計模塊、信號階段時間統(tǒng)計模塊、車輛牌照法確定行程時間模塊、偏 移法確定行程時間模塊。所述交通量統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所定義的統(tǒng)計時段、單位時間間隔、 實地調(diào)查中各鍵所代表的具體車型及其折算系數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)各 個時間單元的車流量，包括了實際交通量和當(dāng)量交通量兩種統(tǒng)計結(jié)果， 該模塊根據(jù)查詢條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)査器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢，并把查詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格；所述信號階段時間統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段以及所調(diào)查 交叉口的信號相位階段數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)，所調(diào)查交叉口的周期時 長以及每一具體周期里面信號相位階段的時間長度，模型根據(jù)查詢條件 生成査詢語句，對智能交通調(diào)查器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢，并把查詢結(jié)果寫在 Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格；所述車輛牌照法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段、上 下游調(diào)査斷面數(shù)據(jù)庫的訪問路徑，統(tǒng)計出每一調(diào)查到車輛在調(diào)查路段的 具體行程時間，從而實現(xiàn)了行程時間的有效紀(jì)錄，模型根據(jù)用戶在主界面上選擇的統(tǒng)計條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)查器上、下游數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行比較査詢，并把査詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel 表格；所述偏移法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的時段、上下游調(diào)査 斷面數(shù)據(jù)庫的訪問路徑、以及用戶輸入的分組時間和估計行程時間范圍 等參數(shù)，使用偏移算法計算行程時間，模型根據(jù)用戶在主界面上選擇的時間條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)查器上、下游數(shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢， 并結(jié)合車型折算系數(shù)以及行程時間估算值和間隔時間值等計算參數(shù)，使 用偏移法計算出行程時間。 本發(fā)明的有益效果為1 )便于操作，優(yōu)于處理智能交通調(diào)査器構(gòu)造簡單、精致，容易 攜帶，操作簡便，可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的實地采集；而調(diào)查器的數(shù)據(jù)處 理軟件，以普通的計算機(jī)為載體，有強(qiáng)大的處理功能，可以精確快捷地 得到最終整理數(shù)據(jù)。2) —物多用，功能齊全利用智能交通調(diào)查器可以實現(xiàn)交通量調(diào)査、 信號時間調(diào)査、行程時間調(diào)查、延誤時間調(diào)查等多個類別的交通調(diào)查， 同時用戶還可以根據(jù)自己所需，定義并實現(xiàn)其他類型的調(diào)查(譬如，公 交車上下車人員類型及數(shù)量調(diào)查等)。3) 節(jié)省人力，優(yōu)化資源人力資源是交通調(diào)查的一個重要制約因素， 一次大型的交通調(diào)查，人力費(fèi)用的累計數(shù)很大，利用智能交通調(diào)查器可 以節(jié)省不少設(shè)備，而在進(jìn)行與時間相關(guān)的調(diào)查時，又可以節(jié)省大量人力。4) 構(gòu)造簡單，價格低廉智能交通調(diào)查器的硬件構(gòu)造比較簡單，造 價比較低。


圖1為智能交通調(diào)査器組成示意圖；圖2為調(diào)査器框架圖；圖3為編程接口示意圖；圖4為ATmega8L引腳圖示意圖；圖5a為DS1032引腳示意圖；圖5b為時鐘芯片與MCU連接圖；圖6為AT24C64引腳示意圖；圖7為多片存儲芯片與MCU連接圖；圖8a為ZLG72卯引腳示意圖；圖8b為ZLG7290與MCU連接圖；圖9為數(shù)碼管與ZLG7290連接圖；圖10為按鍵與ZLG7290連接圖；圖11為MAX232與MCU連接圖；圖12為模式選擇鍵與MCU連接圖；圖13為主程序流程圖；圖14為按鍵中斷處理程序流程圖；圖15為保存子函數(shù)執(zhí)行流程圖；圖16為數(shù)據(jù)通訊模塊實現(xiàn)流程圖；圖17為交通量統(tǒng)計模塊和信號時間統(tǒng)計模塊的實現(xiàn)流程圖； 圖18為車輛牌照法確定行程時間模塊的實現(xiàn)流程圖； 圖19為偏移法計算行程時間模塊的實現(xiàn)流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。如圖1所示，智能交通調(diào)査器由硬件(智能交通調(diào)査器)和軟件(調(diào) 査器數(shù)據(jù)處理軟件)兩部分組成，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)整理 三個模塊。智能交通調(diào)査器通過硬件(調(diào)査器)實地采集數(shù)據(jù)，并將原 始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上；軟件(數(shù)據(jù)處理軟件)以計算機(jī) 為平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將整理得到的最終結(jié)果輸出。硬件部分，即是調(diào)査器，其功能是采集數(shù)據(jù)，它由主控單片機(jī)(MCU)、儲存芯片、時鐘芯片、復(fù)合功能按鍵、顯示單元、數(shù)據(jù)傳輸接口、模式 選擇開關(guān)等構(gòu)件組成。軟件部分，指的是調(diào)查器數(shù)據(jù)處理軟件，其功能是處理由調(diào)査器所 采集數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)整理兩個模塊組成。數(shù)據(jù)整理模塊又包括 交通量統(tǒng)計模塊、信號階段時間統(tǒng)計模塊、車輛牌照法確定行程時間模 塊、偏移法確定行程時間模塊。數(shù)據(jù)通訊負(fù)責(zé)將實地記錄并存儲于硬件之中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入普通計算 機(jī)，并以數(shù)據(jù)庫的形式保存起來，以便對所錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，它是 連接數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)整理模塊之間的橋梁。數(shù)據(jù)整理涵蓋了交通量統(tǒng)計、信號階段時間統(tǒng)計、車輛牌照法確 定行程時間、交通量一時間圖偏移法估算行程時間等具體功能。交通量統(tǒng)計以表格的形式統(tǒng)計出單位時間內(nèi)通過道路某一斷面的 車輛數(shù)(或行人數(shù))，包括基本累加值及換算累加值兩種結(jié)果。信號階段時間統(tǒng)計以表格的形式統(tǒng)計出所調(diào)査信號燈控制路口的 各個信號階段時長和各個周期時長，同時適用于定時控制和感應(yīng)控制。車輛牌照法確定行程時間計算并以表格的形式整理出每一調(diào)查到 車輛通過特定路段的具體行程時間。交通量一時間圖偏移法估算行程時間利用上下游路段檢測點路段 流量一時間圖相似性，估算出路段行程時間。各模塊具體闡述一、數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊包括調(diào)査器和程序驅(qū)動，負(fù)責(zé)采集的原始數(shù)據(jù)，是后 期利用調(diào)查器軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。調(diào)查器自帶數(shù)傳接口，可以方 便地將硬件上以電子方式記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上，有效地結(jié)合計算 機(jī)輔助分析，從而極大地提高數(shù)據(jù)錄入的精度和速度，提高了軟件整理 數(shù)據(jù)的效率。 1.1調(diào)查器如圖2所示，調(diào)查器由主控單片機(jī)(MCU)、儲存芯片、時鐘芯片、 復(fù)合功能按鍵、顯示單元、模式選擇、聲音提示、數(shù)據(jù)傳輸接口等構(gòu)件組成1.1,1主控MCU主控MCU采用ATMEL公司生產(chǎn)的ATmega8L，其供電電壓 2.7-5.5V，電壓適應(yīng)范圍大，功耗低，內(nèi)部自帶RC振蕩器，易于簡化系 統(tǒng)設(shè)計。如圖4所示ATmega8L負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的所有控制，包括模式的 判別、系統(tǒng)時間的修改/讀取、存儲芯片的讀寫、按鍵的判斷、數(shù)碼管的 顯示、與PC的數(shù)據(jù)傳輸?shù)热康墓δ?。ATmega8L自帶IIC通訊接口， 可以很方便地與存儲芯片和鍵盤/顯示驅(qū)動芯片通訊。 1.1.2編程接口MCU支持在線編程，通過PC可以很方便地修改其中運(yùn)行的程序。 編程接口用標(biāo)準(zhǔn)的AVR-ISP編程接口，其定義為l-MOSI， 2-VCC， 4/6/8/10-GND， 5國RST， 7-SCK， 9-MISO，編程接口示意圖如圖3所示。 l丄3時鐘芯片時鐘芯片采用DALLAS公司生產(chǎn)的DS1302，它是具有涓細(xì)電流充 電能力的高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片，可以對年、月、日、星期幾、時、分、秒進(jìn)行計時，并具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，工作電壓為2.5V 5.5V。圖5a所示列出DS1302的引腳排列，其中Vccl為后備電源，VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，Vccl向DS1302供電，這保證了系 統(tǒng)斷電后時鐘還能繼續(xù)運(yùn)行。在主電源未關(guān)閉的情況下，DS1302由Vccl 或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vccl+0.2V時，Vcc2給 DS1302供電。其中，時鐘芯片與MCU之間的連接如圖5b所示。 l丄4存儲芯片存儲芯片采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT24C64，它是IIC接口的 EEPROM， 64K存儲空間，并且是總線式連接，同一條IIC總線上最多可 以同時掛8片。它的供電電壓為2.7V 5.5V，具有掉電保存的功能，可擦 寫100萬次，數(shù)據(jù)保存期為100年。存儲芯片通過IIC的方式與MCU進(jìn) 行通訊。圖6為AT24C64的引腳排列，A0、 Al、 A2為芯片地址設(shè)定引腳， 可以設(shè)定芯片地址的末三位，當(dāng)連到VCC時引腳對應(yīng)的位為1 ，連到GND 時引腳對應(yīng)的位為0。地址的前四位為1010B，即尋址范圍從 1010000B 1010111B。 WP為寫保護(hù)引腳，當(dāng)其連到VCC時，對芯片的 寫操作被禁止。SCL為IIC總線的時鐘線，SDA為IIC總線的數(shù)據(jù)線。為了確保智能交通調(diào)査器有足夠大的存儲空間，研發(fā)小組采用在 MCU上連接多片存儲芯片的方式拓展硬件存儲空間，圖7是多片存儲芯 片與MCU的連接圖。 l丄5顯示/按鍵顯示和按鍵由廣州周立功公司生產(chǎn)的專用驅(qū)動芯片ZLG7290進(jìn)行驅(qū)動。ZLG7290可驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管和64個按鍵，引腳如圖8a所示。 ZLG7290通過IIC方式與MCU通訊，并提供鍵盤中斷信號，方便MCU 程序進(jìn)行處理，具體連接如圖8b所示。其中，顯示用8位8段數(shù)碼管，前四位用以顯示車流量總數(shù)，后四 位用以顯示當(dāng)前時間(hh:mm)，另有一個LED顯示按鍵是否被按下，數(shù) 碼管與ZLG7290的具體連接如圖9所示；調(diào)查器有16個按鍵，其中0 9 復(fù)用，在流量模式時作為車型鍵，在牌照法模式時作為車牌數(shù)字鍵使用。 另有6個功能鍵，分別為設(shè)置、左移、右移、輸出、備用、備用。其中 設(shè)置鍵用于設(shè)置系統(tǒng)時間，左移/右移鍵用于移動光標(biāo)，輸出鍵用于向PC 輸出數(shù)據(jù)。按鍵與ZLG7290具體連接如圖IO所示。 l丄6數(shù)傳接口數(shù)據(jù)傳輸接口使用ATmega8L的串口 ，經(jīng)過MAX232將MCU的邏 輯電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為PC機(jī)的邏輯電平(RS232電平)后與計算機(jī) 通訊，通訊連接如圖ll所示。 l丄7模式選擇模式選擇使用一個單刀雙擲開關(guān)控制MCU引腳的電平，MCU通過 檢測此引腳的電平來判斷模式，模式選擇鍵與MCU具體連接如圖12所不。1.2程序驅(qū)動 1.2.1程序流程MCU運(yùn)行的程序是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)完成整個系統(tǒng)的檢測、判 斷、控制、通訊等全部功能。其中算法是程序的核心，其效率關(guān)系到系 統(tǒng)運(yùn)行的有效性和穩(wěn)定性。經(jīng)過詳細(xì)考慮和多次實驗，決定采用循環(huán)方式査詢工作模式、顯示交通量和時間；采用中斷方式判斷按鍵并執(zhí)行相 應(yīng)操作。程序流程如下圖13所示。主程序初始化后讀取存儲芯片中已存交通 量并顯示出來，使得關(guān)機(jī)后再次開機(jī)能繼續(xù)上次的調(diào)查；然后進(jìn)入循環(huán)程序，進(jìn)行判斷和顯示并不斷更新顯示當(dāng)前時間。ATmega8L內(nèi)部自帶看 門狗，啟動后需要在一定間隔內(nèi)給復(fù)位信號，超過一定時間沒有看門狗 復(fù)位信號的話，系統(tǒng)就會認(rèn)為MCU已經(jīng)死機(jī)并在內(nèi)部重新啟動MCU。 此功能可以極大地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在主程序中循環(huán)進(jìn)行看 門狗復(fù)位，如果超過2秒沒有進(jìn)行看門狗復(fù)位，即表明程序運(yùn)行出現(xiàn)異 常，系統(tǒng)就會重啟。按鍵處理芯片帶有中斷輸出，當(dāng)按鍵有效按下時芯片即產(chǎn)生中斷信 號，MCU檢測到中斷信號后即中斷當(dāng)前的工作，進(jìn)入按鍵中斷處理程序 判斷按鍵并執(zhí)行相應(yīng)操作，按鍵中斷處理程序流程如下圖14所示。保存子程序根據(jù)不同工作模式進(jìn)行數(shù)據(jù)保存①當(dāng)處于交通量模式 時，直接記錄下當(dāng)前時間和代表不同車型的當(dāng)前按鍵號；②當(dāng)處于牌照 法模式時，就判斷并等待按足三個鍵，再把它當(dāng)成一個車牌號與當(dāng)前時 間一起保存下來。保存子函數(shù)執(zhí)行流程如圖15所示。 1.2.2數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)為了優(yōu)化存儲空間，增大調(diào)查器的數(shù)據(jù)存儲量，本發(fā)明采用增量法 來保存數(shù)據(jù)，即每次開機(jī)時便記錄下當(dāng)前日期和具體開機(jī)時刻，每次按 鍵時就記錄下當(dāng)前時刻與開機(jī)時刻之間的差值。因為兩字節(jié)的無符號數(shù) (unsigned int)最大表示65535，已足以保證記錄下任一時刻與開機(jī)時刻 的差值了，再用兩字節(jié)的無符號數(shù)記錄按鍵/車牌號。列舉兩個示例，說明采用增量法時的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，實例1假設(shè)日期為4月17日，初始時間為14點10分10秒，增量 法存儲數(shù)據(jù)說明如下首先記錄下當(dāng)前日期和具體開機(jī)時刻，初始日期和初始時間分別如表1和表2所示 .6138 216表1為初始日期存儲格式 表2為初始時間存儲格式初始日期計算為1X256+161X1=417，即4月17號； 初始時間計算為2X65536+38X256+216X1=141010，即14:10:10。 示例2:實地調(diào)査車輛牌照時，按下"386"號鍵的具體時刻為"4 月17日14點25分18秒"，存儲下車牌和具體時刻。示例2的原始記錄為"386, 0417142518"，在增量法中，用兩個字 節(jié)記錄車輛類型"386"，而后面的時間數(shù)據(jù)"0417142518"，就可以利用 調(diào)査器上已保存的初始日期和初始時間進(jìn)行簡化，具體如表3所示。130228表3增量法示例2存儲格式,(三位):1X256+130X1=386;第一二字節(jié)代表車量牌 第三四字節(jié)代表時間差，具體說明計算和示例1一樣。由上可見，采用增量法的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，每個數(shù)據(jù)只需占用4字節(jié) 的存儲空間，64kbit的存儲芯片能記錄2000個數(shù)據(jù)，八片芯片能同時記 錄1.6萬個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容量大大提高，幾乎可以滿足任一次交通調(diào)査。二、數(shù)據(jù)通訊模塊數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊(又稱數(shù)據(jù)通訊模塊)，負(fù)責(zé)將智能交通調(diào)査器內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)，通過接收串口輸出，并以數(shù)據(jù)庫的形式保存在計算機(jī)上，為 數(shù)據(jù)整理功能的進(jìn)一步實現(xiàn)以及其它相關(guān)交通研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊的實現(xiàn)流程如圖16所示，模型通過串口讀取調(diào)査器內(nèi)部的存儲數(shù)據(jù)，錄入到臨時數(shù)據(jù)庫，然后以復(fù)制的方式將臨時數(shù)據(jù)庫另 存為調(diào)查器數(shù)據(jù)處理軟件可識別數(shù)據(jù)庫。在這個過程中，涉及到的關(guān)鍵 技術(shù)是串口讀取，數(shù)據(jù)庫的錄入和保存，以及文件復(fù)制等。三、數(shù)據(jù)處理模塊3.1交通量統(tǒng)計模塊交通量統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所定義的統(tǒng)計時段、單位時間間隔、實地 調(diào)查中各鍵所代表的具體車型及其折算系數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)各個時 間單元的車流量，包括了實際交通量和當(dāng)量交通量兩種統(tǒng)計結(jié)果。該功能的核心就是統(tǒng)計出單位時間內(nèi)的按鍵次數(shù)。調(diào)查器上設(shè)置有0 一9共10個數(shù)字鍵，數(shù)據(jù)采集過程中，按下數(shù)字鍵，調(diào)查器會記錄下按 鍵的數(shù)字及按下按鍵的具體時刻，并將其以特定的數(shù)據(jù)段格式存儲于儲 存芯片上。數(shù)據(jù)處理時，通過數(shù)據(jù)通訊將調(diào)查器上所存儲的記錄以數(shù)據(jù) 庫形式導(dǎo)入電腦，然后用戶可以根據(jù)每個數(shù)據(jù)段中代表車型的按鍵數(shù)字 定義出不同的車型(譬如"l"鍵代表"大型車"，"2"鍵代表"小型車"， "3"鍵代表"摩托車"等)，同時可以設(shè)置每個按鍵所代表車型的折算系數(shù)(如當(dāng)量小汽車換算系數(shù)等)，利用用戶所定義的時間段(最小時間段為l秒)，對所存數(shù)據(jù)庫分段處理，將各個時段的數(shù)據(jù)進(jìn)行原始累加和換算累加后，以Excel表格的形式導(dǎo)出。交通量統(tǒng)計模塊的實現(xiàn)流程如圖17所示，模型根據(jù)査詢條件生成查詢語句，對智能交通調(diào)查器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢，并把査詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格。在這個過程中，涉及到的關(guān)鍵 技術(shù)是操作界面上各查詢條件的邏輯關(guān)系、統(tǒng)計的算法實現(xiàn)以及 Spreadsheet的操控技術(shù)。 3.2信號時間統(tǒng)計模塊信號時間統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段以及所調(diào)査交叉口的 信號相位階段數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)，所調(diào)查交叉口的周期時長以及每 一具體周期里面信號相位階段的時間長度。該功能的核心是計算出兩次按鍵之間的時隔長度。該功能與"交通 量統(tǒng)計"功能類似，在數(shù)據(jù)采集過程中，用戶可以根據(jù)所調(diào)查信號燈控 制路口一個信號周期內(nèi)的具體信號階段個數(shù)，定義不同的按鍵代表不同 的信號階段。譬如，對于某個每一信號周期里包含三個信號階段的信號 燈控制路口，可以定義"1"鍵代表信號階段I , "2"鍵代表信號階段II ，"3"鍵代表信號階段ni。在實地調(diào)查中，信號階段I剛啟動的時候按下"1"鍵，轉(zhuǎn)成信號階段II之際按下"2"鍵，信號階段II轉(zhuǎn)成信號階段m之際按下"3"鍵，信號階段m轉(zhuǎn)成信號階段i之際再次按下"r'鍵…… 可以多次循環(huán)操作。在數(shù)據(jù)處理中，以不同按鍵之間的時間差作為某一具體信號階段的時長。譬如，"2"鍵按下的具體時刻與它前面相臨的"1"鍵時刻之間的時間差作為信號階段I的時長……因為一個信號周期可以 分割為幾個具體的信號階段，所以數(shù)據(jù)采集過程中循環(huán)按下按鍵多次， 則在數(shù)據(jù)整理過程中可以導(dǎo)出多個信號全周期時間及每個具體周期里的 各個相位階段時長。信號時間統(tǒng)計模塊的實現(xiàn)流程如圖17所示，模型根據(jù)查詢條件生成查詢語句，對智能交通調(diào)查器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢，并把查詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格。在這個過程中，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是操作界面上各査詢條件的邏輯關(guān)系、數(shù)據(jù)統(tǒng)計的容錯技術(shù)以及Spreadsheet的，喿控技術(shù)。3.3車輛牌照法確定行程時間模塊車輛牌照法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段、上下游 調(diào)查斷面數(shù)據(jù)庫的訪問路徑，統(tǒng)計出每一調(diào)查到車輛在調(diào)査路段的具體 行程時間，從而實現(xiàn)了行程時間的有效紀(jì)錄。該功能的核心是比較提取出上下游路段所采集數(shù)據(jù)庫中車牌字段相 同的一對數(shù)據(jù)，并計算出該對數(shù)據(jù)的按鍵時刻差。該法屬于雙調(diào)查器實 現(xiàn)功能，利用該法調(diào)査時，必須在所要調(diào)查路段的上下游路口分別用智 能交通調(diào)查器記錄數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)時，用戶可以連續(xù)按下三個數(shù)字鍵， 相應(yīng)地代表所觀測到的車輛車牌后三位。數(shù)據(jù)處理時，打開同一路段上、 下游路口數(shù)據(jù)庫，比較并提取出數(shù)據(jù)庫中具有相同車牌數(shù)據(jù)(車牌后三 位一樣，當(dāng)成同一輛車)，比較所提取車牌的上、下游路口記錄時刻，利 用公式"行程時間=下游路口時刻_上游路口時刻"，則可求得每一記錄 車輛的具體行程時間。車輛牌照法確定行程時間模塊的實現(xiàn)流程如圖18所示，模型根據(jù)用 戶在主界面上選擇的統(tǒng)計條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)查器上、下 游數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較查詢，并把查詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生 成Excel表格。在這個過程中，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是操作界面上各查詢條 件的邏輯關(guān)系、上下游數(shù)據(jù)庫的并行訪問以及Spreadsheet的操控技術(shù)。 3.4偏移法確定行程時間模塊偏移法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的時段、上下游調(diào)査斷面 數(shù)據(jù)庫的訪問路徑、以及用戶輸入的分組時間和估計行程時間范圍等參 數(shù)，使用偏移算法計算行程時間，該功能屬于交通仿真功能。該功能的核心是利用上下游路段檢測點路段流量一時間圖相似性， 估算出路段行程時間。這是由中山大學(xué)智能交通中心提出并驗證了的推 定行程時間的新型方法。偏移法計算行程時間模塊的實現(xiàn)流程如圖19所示，模型根據(jù)用戶在 主界面上選擇的時間條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)査器上、下游數(shù) 據(jù)庫進(jìn)行査詢，并結(jié)合車型折算系數(shù)以及行程時間估算值和間隔時間值 等計算參數(shù)，使用偏移法計算出行程時間。在這個過程中，涉及到的關(guān) 鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)庫讀取操作和偏移法的運(yùn)算。
權(quán)利要求
1. 一種智能交通調(diào)查器，它包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集原始數(shù)據(jù)，它包括一個調(diào)查器和程序驅(qū)動；數(shù)據(jù)通訊模塊負(fù)責(zé)將智能交通調(diào)查器內(nèi)部存儲的原始數(shù)據(jù)，通過接收串口輸出，并以數(shù)據(jù)庫的形式保存在計算機(jī)上；數(shù)據(jù)處理模塊提取智能交通調(diào)查器上所記錄的交通量、行程時間、信號燈時間等交通信息，并根據(jù)用戶的定義，對相應(yīng)信息進(jìn)行一系列處理，從而實現(xiàn)交通調(diào)查后期數(shù)據(jù)處理的自動化和智能化，它包括交通量統(tǒng)計模塊、信號階段時間統(tǒng)計模塊、車輛牌照法確定行程時間模塊、偏移法確定行程時間模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通調(diào)査器，其特征在于，所述調(diào)查 器由主控單片機(jī)、儲存芯片、時鐘芯片、復(fù)合功能按鍵、顯示單元、模 式選擇、聲音提示和數(shù)據(jù)傳輸接口組成，編程接口采用循環(huán)方式査詢工 作模式、顯示交通量和時間，采用中斷方式判斷按鍵并執(zhí)行相應(yīng)操作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能交通調(diào)查器，其特征在于，所述調(diào)查器的主控單片機(jī)為ATmega8L，時鐘芯片采用DS1302，儲存芯片采用 AT24C64，復(fù)合功能按鍵/顯示單元采用驅(qū)動芯片ZLG7290進(jìn)行驅(qū)動，模 式選擇使用一個單刀雙擲開關(guān)控制MCU引腳的電平，MCU通過檢測此 引腳的電平來判斷模式，數(shù)據(jù)傳輸接口使用ATmega8L的串口，經(jīng)過 MAX232將MCU的邏輯電平轉(zhuǎn)換為PC機(jī)的邏輯電平后與計算機(jī)通訊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通調(diào)査器，其特征在于，所述調(diào)查器采用增量法存儲結(jié)構(gòu)，調(diào)查器每次開機(jī)時便記錄下當(dāng)前日期和具體開 機(jī)時刻，每次按鍵時就記錄下當(dāng)前時刻與開機(jī)時刻之間的差值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通調(diào)査器，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 通訊模塊通過串口讀取調(diào)査器內(nèi)部的存儲數(shù)據(jù)，錄入到臨時數(shù)據(jù)庫，然 后以復(fù)制的方式將臨時數(shù)據(jù)庫另存為調(diào)査器數(shù)據(jù)處理模塊可識別數(shù)據(jù) 庫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通調(diào)査器，其特征在于， 所述交通量統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所定義的統(tǒng)計時段、單位時間間隔、實地調(diào)査中各鍵所代表的具體車型及其折算系數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)各 個時間單元的車流量，包括了實際交通量和當(dāng)量交通量兩種統(tǒng)計結(jié)果， 該模塊根據(jù)查詢條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)査器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢， 并把査詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格；所述信號階段時間統(tǒng)計模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段以及所調(diào)查 交叉口的信號相位階段數(shù)，統(tǒng)計出需求時段內(nèi)，所調(diào)査交叉口的周期時 長以及每一具體周期里面信號相位階段的時間長度，模型根據(jù)查詢條件 生成查詢語句，對智能交通調(diào)査器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢，并把查詢結(jié)果寫在 Spreedsheet控件上，最終生成Excel表格；所述車輛牌照法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的統(tǒng)計時段、上 下游調(diào)查斷面數(shù)據(jù)庫的訪問路徑，統(tǒng)計出每一調(diào)查到車輛在調(diào)查路段的 具體行程時間，從而實現(xiàn)了行程時間的有效紀(jì)錄，模型根據(jù)用戶在主界面上選擇的統(tǒng)計條件生成查詢語句，對智能交通調(diào)査器上、下游數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行比較査詢，并把查詢結(jié)果寫在Spreedsheet控件上，最終生成Excel 表格；所述偏移法確定行程時間模塊根據(jù)用戶所輸入的時段、上下游調(diào)查 斷面數(shù)據(jù)庫的訪問路徑、以及用戶輸入的分組時間和估計行程時間范圍 等參數(shù)，使用偏移算法計算行程時間，模型根據(jù)用戶在主界面上選擇的 時間條件生成査詢語句，對智能交通調(diào)查器上、下游數(shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢， 并結(jié)合車型折算系數(shù)以及行程時間估算值和間隔時間值等計算參數(shù)，使 用偏移法計算出行程時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能交通調(diào)查器，它包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。首先由數(shù)據(jù)采集模塊即調(diào)查器采集原始數(shù)據(jù)，然后由數(shù)據(jù)通訊模塊通過接收串口輸出，并以數(shù)據(jù)庫的形式保存在計算機(jī)上，最后數(shù)據(jù)處理模塊提取智能交通調(diào)查器上所記錄的交通量、行程時間、信號燈時間等交通信息，并根據(jù)用戶的定義，對相應(yīng)信息進(jìn)行一系列處理，從而實現(xiàn)交通調(diào)查后期數(shù)據(jù)處理的自動化和智能化。該智能交通調(diào)查器構(gòu)造簡單、精致，容易攜帶，操作簡便，可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的實地采集；而調(diào)查器的數(shù)據(jù)處理軟件，以普通的計算機(jī)為載體，有強(qiáng)大的處理功能，可以精確快捷地得到最終整理數(shù)據(jù)。
文檔編號G08G1/01GK101271626SQ20081002718
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者趙建明 申請人:中山大學(xué);廣州市方緯交通科技有限公司