王凱歌 邢俊哲 姜文龍 趙丹

摘 要：本設(shè)計擬結(jié)合相應(yīng)的硬件模塊如：光線檢測模塊、紅外檢測模塊，GPRS報警模塊，進(jìn)行設(shè)計出一款檢測光線及路過條件的智能路燈控制系統(tǒng)，同時基于電磁波檢測和紅外檢測的數(shù)碼管可以提供更加精確的道路車流信息，基于GPRS模塊的“一鍵報警”功能及時開啟報警燈并將事故地點發(fā)送給指揮中心。該系統(tǒng)對于應(yīng)對突發(fā)事件、節(jié)省能源、檢測車流量三個方面都具有創(chuàng)新性。

關(guān)鍵詞：交通事故警示;照明系統(tǒng);模塊開發(fā)與拼接

中圖分類號：TU113.606 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 研究背景、現(xiàn)存問題及意義

目前我國絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開燈都是采用人工控制或者定時控制，這樣有許多不利之處：若采用人工控制，則路燈開關(guān)存在著一定的不確定性，同時也占用了一定的人力資源;定時控制則存在著夏冬季白黑晝時間不同的情況，使得天還沒黑路燈就開，天還沒亮路燈就滅的情況，大大影響了人們的日常出生活。在路燈的高效節(jié)能方面，自動路燈控制系統(tǒng)的優(yōu)劣舉足輕重[1]。

通過本次設(shè)計研究，旨在實現(xiàn)減低路燈帶來的電力消耗，能夠彌補(bǔ)我國在城市照明上所存在的巨大能源消耗，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗，并實現(xiàn)夜間路燈動態(tài)變化，提高駕駛?cè)俗⒁饬?，可以有效降低交通事故?/p>

目前基于線圈技術(shù)的交通信息檢測器占據(jù)90%以上市場，但是這種路面接觸式的交通采集裝置有著不可避免的缺點。

本項目利用車輛經(jīng)過檢測區(qū)域時引起的電磁波的返回時間或頻率的變化進(jìn)行檢測，采用紅外檢測對車輛分辨清晰，檢測交通信息，充分利用這樣的立桿式設(shè)備，有利于相關(guān)部門掌握實時交通信息。

2 工作原理

2.1 原理簡介

本系統(tǒng)由51單片機(jī)系統(tǒng)（主要是STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)）、GPRS報警模塊、光線檢測電路、紅外檢測電路、路燈控制電路、數(shù)碼管顯示電路等組成[3]。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

3 技術(shù)實現(xiàn)

3.1 實現(xiàn)功能

（1）根據(jù)實際光線條件控制路燈開關(guān)及光線亮度的變化功能;

（2）天黑時，實現(xiàn)車來燈亮，車走燈滅的功能效果（注：本效果為模擬效果，實際情況中，常規(guī)車輛的常規(guī)車速制動距離內(nèi)的路燈都會表現(xiàn)亮的效果。如家用轎車從100公里的時速到靜止，時間一般在3秒左右，距離制動40米）;

（3）實現(xiàn)對車流量進(jìn)行統(tǒng)計的功能，有利于公安交管部門掌握實時交通信息;

（4）路燈加設(shè)“一鍵報警”功能，可在第一時間用GPRS模塊作為短信發(fā)送，每個燈柱后面加個按鍵用于一鍵報警按鍵，當(dāng)按下燈柱后面的按鍵，會發(fā)送一條報警信息，例如按下燈柱1處的按鍵，會發(fā)送“燈柱1處發(fā)生交通事故，請立即處理”的信息到指揮中心。

3.2 應(yīng)用方案設(shè)計

3.3 研究內(nèi)容

本項目的重點在各個模塊的獨立開發(fā)以及各個模塊的拼接。通過調(diào)研，各個模塊所使用的外設(shè)都在單片機(jī)有統(tǒng)一的協(xié)議，有較為豐富的開發(fā)資源。同時，各個模塊和主控板都是支持統(tǒng)一的串口通信協(xié)議，控制系統(tǒng)的重要構(gòu)成組件為光線傳感器、紅外檢測模塊、GPRS模塊和控制電路[4]。

3.4 實驗?zāi)M

圖3為實物演示大致效果和相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)。

當(dāng)車輛經(jīng)過1～4號路燈，系統(tǒng)會記錄為一次有效的車流事件，并將結(jié)果通過數(shù)碼管顯示出來。

4 結(jié)論

本文通過對光線傳感器、GPRS模塊、紅外檢測模塊的獨立開發(fā)以及對各模塊與控制電路的串口連接研究共同構(gòu)成云臺檢測照明系統(tǒng)，從而及時應(yīng)對交通事故以及減少公共設(shè)施成本，基于電磁波測量和紅外感應(yīng)的車流量測量裝置提高了測量的準(zhǔn)確度。由于時間關(guān)系，本文所提及設(shè)備為階段性成果，在未來將與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（LoRa技術(shù)）和5G通信連接，實現(xiàn)系統(tǒng)功能和信息應(yīng)用的多樣性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國楊，杜金波，張婕，等.LED智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技風(fēng)，2020，33（01）：14.

[2]呂揚(yáng)建，李光耀.基于視頻分析的車流量統(tǒng)計算法研究[J].井岡山大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，34（04）：46-51.

[3]張亞萍，宗桂林，魯加寶.兒童滯留校車報警系統(tǒng)的設(shè)計[J].唐山學(xué)院學(xué)報，2018，31（06）：27-32.

[4]任環(huán)宇，曹虎，李道全.基于Arduino的電動車與摩托車安全報警裝置[J].電腦知識與技術(shù)，2018，14（25）：273-276.