ARM智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)
目前,國(guó)內(nèi)交通信號(hào)燈普遍采用定周期程控技術(shù),即主要靠經(jīng)驗(yàn)和以往統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定紅綠燈亮滅時(shí)間。要實(shí)現(xiàn)道路交通的智能化,就要引入變周期交通信號(hào)燈控制技術(shù),實(shí)時(shí)檢測(cè)路口的交通流量以及擁塞量等數(shù)據(jù),根據(jù)規(guī)則動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)信號(hào)燈,獲得更加滿意的通行率。
本文提出了一種具有分布式特征的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,它利用RFID技術(shù)提高路況信息的收集精度, 利用電流環(huán)遠(yuǎn)距離傳輸方式,并且應(yīng)用人工智能理論使得系統(tǒng)具有更強(qiáng)的自適應(yīng)性和可擴(kuò)充性。
1 系統(tǒng)功能與整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從功能特點(diǎn)來(lái)看,智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)應(yīng)具有時(shí)間固定模式、時(shí)間設(shè)定模式、時(shí)間感應(yīng)模式、現(xiàn)場(chǎng)遙控模式、遠(yuǎn)程控制模式等信號(hào)控制模式;可以進(jìn)行日期、時(shí)間設(shè)定、分時(shí)段時(shí)間設(shè)定、感應(yīng)參數(shù)設(shè)定、周期時(shí)間、相位差和綠信比等參數(shù)設(shè)定;可以進(jìn)行系統(tǒng)自檢、綠沖突檢測(cè)、燈故障檢測(cè)、線路故障檢測(cè);具有強(qiáng)大的輸入/輸出功能,可實(shí)現(xiàn)對(duì)路口的不同相位燈控輸出和檢測(cè)功能。此外,系統(tǒng)提供友好的人機(jī)界面,用戶可通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)或遙控器對(duì)信號(hào)機(jī)進(jìn)行設(shè)定和控制。
信號(hào)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。它由LCD屏、控制板、燈組驅(qū)動(dòng)板、開(kāi)關(guān)電源、按鈕板等共5種功能模塊插件板,以及配電板、接線端子排等組成。本系統(tǒng)選擇基于ARM核的32位嵌入式RISC處理器AT91RM9200作為信號(hào)機(jī)控制板處理器,可以滿足信號(hào)機(jī)智能化的要求,使信號(hào)機(jī)在系統(tǒng)中成為收集與處理交通流量數(shù)據(jù)、通信聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)域協(xié)調(diào)控制的平臺(tái)。
智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1 交通信號(hào)燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
信號(hào)燈采用發(fā)光二極管,即LED技術(shù),發(fā)光功率大,抗震能力強(qiáng),省電又穩(wěn)定。系統(tǒng)內(nèi)各組件,包括信號(hào)燈都由外部供電,并配有UPS。信號(hào)燈控制器對(duì)各種信號(hào)燈不提供工作電壓,僅進(jìn)行信號(hào)傳遞,完全實(shí)現(xiàn)弱電控制。信號(hào)燈亮度的控制采用脈寬調(diào)制的原理,將電壓全波整流,經(jīng)電阻分壓,由光耦將其轉(zhuǎn)成有一定占空比的方波,當(dāng)電源電壓升高時(shí),占空比會(huì)減小,抑制LED亮度的提高,當(dāng)電源電壓降低時(shí),占空比會(huì)增大,限制LED亮度的降低,從而實(shí)現(xiàn)了LED亮度的自動(dòng)控制。
信號(hào)燈遠(yuǎn)距離通信控制可以采用電流環(huán)信號(hào)傳輸方式加以實(shí)現(xiàn)。這種遠(yuǎn)距離通信控制電路簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)。它是由電流環(huán)傳輸串行移位的3種信號(hào)--數(shù)據(jù)D、時(shí)鐘CLK、鎖存STR,交通燈則將控制器發(fā)來(lái)的串行信息轉(zhuǎn)換為并行輸出,準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)位控制,不同的信號(hào)燈就可以在連線上采取并聯(lián)方式,這樣,一個(gè)線路輸出的負(fù)載能力足以控制十幾個(gè)信號(hào)燈,可以滿足各種交通路口的需要。
智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)既是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),又是整個(gè)地區(qū)智能信號(hào)燈系統(tǒng)的一部分。通過(guò)信息共享,可以實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)的聯(lián)動(dòng)控制,進(jìn)行有效的交通預(yù)測(cè)和疏導(dǎo)。當(dāng)路口車流相對(duì)均勻穩(wěn)定時(shí),地區(qū)內(nèi)的信號(hào)燈協(xié)調(diào)運(yùn)作,可以實(shí)現(xiàn)“綠波帶”控制。
以下給出地區(qū)交通信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,如圖2所示。
圖2 地區(qū)交通信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
評(píng)論