摘 要

智能交通系统(ITS)是未来交通系统的发展愿景，是当下科技工作者日夜奋斗的发展方向。专用短程通信(DSRC)协议由此而生，它可以满足当下与未来智能交通系统的各类通信需求。作为当前V2X的主流技术，可以在实现在事先规定的小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，实时传输包括声音、视频等多态信息，将车辆和任何物体有机连接，具有非常广泛的应用前景。DSRC广泛地应用在各个领域，包括ETC、车辆出入控制和信息服务等等。因此需要对基于DSRC的路边设备有进一步的研究与发展，来确保新一代车联网技术安全有效的应用。

本文首先对设计所要用到的一些基本概念进行阐述，探讨了当前国内外DSRC发展状况以及研究该课题的目的及意义。本文基于DSRC国家标准协议，对该协议进行了简要探讨与分析，并考虑实际需求，进行了系统总体需求设计，介绍了RSU通信基本流程，并设计出了研究课题的基本结构框架包括：RSU射频收发、MCU微处理器、GPS定位系统以及电源模块。RSU射频收发模块使用了VERA-P1芯片完成收发及协议处理，MCU微处理器采用了SST89E564RD单片机，而GPS模块则主要用到U-BLOX系列芯片，从而完成了对RSU的电路分析与设计。

关键词：专用短程通信技术；路边设备；V2X

Abstract

Intelligent Transportation System (ITS) is the development vision of the future transportation system, and is the development direction of the current day and night of science and technology workers. The Dedicated Short Range Communication (DSRC) protocol was created to meet the various communication needs of today's and tomorrow's intelligent transportation systems. As the mainstream technology of the current V2X, it can realize the recognition and two-way communication of moving targets under high-speed motion in a small area specified in advance, and transmit polymorphic information including sound and video in real time, and organically connect the vehicle and any object. Wide application prospects. DSRC is widely used in various fields, including ETC, vehicle access control and information services. Therefore, further research and development of DSRC-based roadside equipment is needed to ensure the safe and effective application of the new generation of vehicle networking technology.

This paper first expounds some basic concepts to be used in the design, then discusses the current development status of DSRC at home and abroad, and the purpose and significance of the research. Based on the DSRC national standard protocol, this paper briefly discusses and analyzes the protocol, and considers the actual needs, designs the overall system requirements, introduces the basic flow of RSU communication, and designs the basic structural framework of the research topic including: RSU RF Transceiver, MCU microprocessor, GPS positioning system and power module. The RSU RF transceiver module uses the VERA-P1 chip to complete the transceiver and protocol processing. The MCU microprocessor uses the SST89E564RD microcontroller, while the GPS module mainly uses the U-BLOX series chip, thus completing the circuit analysis and design of the RSU.

Key Words：DSRC；RSU；V2X

目录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 论文研究目的 2

1.3 国内外研究现状 3

1.3.1国外研究现状 3

1.3.2国内研究现状 3

1.4 本文主要工作及行文结构 4

第2章 课题采用协议及技术 5

2.1 专用短程通信DSRC 5

2.2 V2X 6

第3章 系统总体设计 8

3.1 系统需求分析 8

3.2 系统设计方案 8

第4章 通信模块硬件设计 10

4.1 射频收发核心模块设计 10

4.2 GPS模块电路设计 11

第5章 MCU功能模块硬件设计 14

5.1 模块结构设计 14

5.2 单片机微处理器电路设计 14

5.2.1 单片机外围电路设计 14

5.2.2 单片机电路设计 16

5.3 通信方式 17

5.3.1 SPI通信电路设计 17

5.3.2 扩展USB接口电路设计 18

5.3.3 UART串口通信 19

5.4 电源模块电路设计 19

第6章 总结与展望 21

6.1 总结 21

6.2 展望 21

参考文献 22

第1章 绪论

1.1 选题背景

当代世界经济发展迅速，交通事业也取得了很大的进步和发展。大部分发达国家都基本建成了高度发展的现代化国家道路网，而发展中国家在这方面也进步迅速。如我国的个别身份，已经建立起了复杂的城市立体交通网络和遍布全省的村村通工程。与此同时，随着人们经济能力的提升，越来越多的人拥有了私家车，日常出行都会优先选择方便的自驾行。此外，互联网销售导致如物流等行业也如火如荼。物流快递的高质量高速度服务受到人民迫切的需求。交通事业现有的窘迫状况严重限制了各发达国家和地区的经济发展。这方面的问题尤其变现在大城市中，大城市中出现的交通问题越来越多，并且由此导致了交通事故增加、环境污染的加剧，这是我国很多城市都面临的一个严重问题。与此同时，民众对于交通的安全性、舒适性等要求也与日俱增。这使得越来越多的国家已决定利用大数据、通信、云计算等高新技术来改造现有状况，缓解道路交通压力。因此，智能交通系统(ITS)就成了世界交通运输研究领域的前沿课题，众多科学工作者和政府官员寄希望于此，智能交通系统受到了政策和市场的重点照顾^[[1]]。

智能交通系统通过采用计算机技术以及网络、电子通讯、信息、自动控制等技术实现道路、隧道等收费网点的信息收集、自动控制与监测，不仅能够有效解决交通拥堵等城市病，同时能在一定程度上改善环境、节约能源。ITS的实施也会提高交通管理服务水平和服务质量。智能交通给人们的出行带来方便的同时也明显提高了社会的服务效率，促进科学技术进步，带来不可估量的经济效益^[[2]]。