葉偉光 石堅(jiān)

摘 要：本文主要是以STM32為載體來(lái)設(shè)計(jì)出一種更具全面性、系統(tǒng)性的交通燈智能控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)通過(guò)利用攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)流量的實(shí)時(shí)化統(tǒng)計(jì)，以此來(lái)推進(jìn)交通燈智能化、實(shí)用化進(jìn)一步提升，這一系統(tǒng)可以推進(jìn)道路交叉口車(chē)輛通行能力進(jìn)一步提升。是由車(chē)速檢測(cè)模塊，道路交通流智能檢測(cè)模塊，信號(hào)燈的控制模塊以及智能控制主機(jī)模塊等共同組成的。

關(guān)鍵詞：SMT32;交通燈;智能控制

0 引言

現(xiàn)階段，在各個(gè)城市道路的交叉口常常出現(xiàn)安裝各種紅綠燈，其已經(jīng)成為疏導(dǎo)各大交通路面、解決交通擁堵以及保障交通秩序的有效途徑。但是，隨著社會(huì)進(jìn)步，傳統(tǒng)的交通燈已經(jīng)難以滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的需求，特別是遇到人流量大的時(shí)候，交通道路更為擁堵，這個(gè)時(shí)候，傳統(tǒng)的交通燈也就表現(xiàn)出了各種各樣的問(wèn)題，如不能根據(jù)道路的擁堵情況，靈活變換交通燈的亮滅以及時(shí)長(zhǎng)。這個(gè)時(shí)候，傳統(tǒng)的交互燈就表現(xiàn)得不盡如人意了，非常需要改善功能水平，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于道路交通通行效率的要求[1]。

在科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多重因素的作用下，我國(guó)城市建設(shè)技術(shù)突飛猛進(jìn)，因此建設(shè)速度也就很快，城市道路交通體系日新月異，也在一步步走向完善之中，但是隨著人民生活水平的提高，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量和轎車(chē)數(shù)量也越來(lái)越多，道路資源本就不豐富，現(xiàn)在更加雪上加霜了，道路就變得越來(lái)越擁堵，因此非常需要及時(shí)且正確地進(jìn)行道路交通分流，那么交通燈控制的重要性也就與日俱增了。目前，對(duì)于放置在路口的交通燈，什么時(shí)候亮滅，時(shí)間大部分都是由人們事先設(shè)定好的，靈活度就不高了，一遇到早上上班，傍晚下班，道路交通上的人就更多了，特別容易造成擁堵，可是這個(gè)時(shí)候的交通燈是由人工來(lái)設(shè)置的，死板的，一出現(xiàn)什么情況都不能及時(shí)應(yīng)對(duì)，就不具備較高的智能化、信息化水平，難以滿(mǎn)足人們的交通需求了。因此，本文提出的基于STM32的交通燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就具有很高的價(jià)值性和實(shí)用性。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文所研究的是能夠輔助交通管理的智能燈控制系統(tǒng)。

STM32作為先進(jìn)的控制核心，本文將其應(yīng)用在該系統(tǒng)中。從該系統(tǒng)的運(yùn)行方式上來(lái)看主要應(yīng)用智能攝像頭來(lái)對(duì)路面的車(chē)流信息進(jìn)行采集，在處理器內(nèi)傳遞相應(yīng)的信號(hào)，相關(guān)車(chē)流信息經(jīng)處理器的分析，從而采取更加合理的信號(hào)燈分配時(shí)間，通過(guò)綜合考慮道路的車(chē)流情況實(shí)現(xiàn)對(duì)紅綠燈信號(hào)的智能化處理，這一交通系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)化調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)主要的特點(diǎn)就是通過(guò)利用攝像頭來(lái)對(duì)車(chē)流量信息進(jìn)行采集，并將所采集的數(shù)據(jù)反饋到處理器中，由處理器對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，意在實(shí)現(xiàn)對(duì)行人和車(chē)輛的有效提醒。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 STM32 處理器選用

可以將STM32放置于交通燈智能控制系統(tǒng)中，使其作為整個(gè)交通燈智能控制系統(tǒng)的控制核心，以使得系統(tǒng)更加高性能和低功耗，因STM32F103系列芯片符合要求，故本文以此作為該系統(tǒng)的核心芯片。

2.2 道路交通流智能檢測(cè)

在該系統(tǒng)中智能攝像頭起到關(guān)鍵性的作用，通過(guò)利用攝像頭實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，除了能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)的車(chē)輛檢測(cè)外，還能夠?qū)崿F(xiàn)混行檢測(cè)，該檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)視頻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同交通參與對(duì)象的檢測(cè)。車(chē)輛檢測(cè)的范圍主要集中在車(chē)道內(nèi)的車(chē)輛，從檢測(cè)的程序上來(lái)看，首先智能攝像頭能夠?qū)?chē)道內(nèi)的車(chē)輛進(jìn)行抓拍，并對(duì)車(chē)牌等車(chē)輛信息進(jìn)行分析，相關(guān)的檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠上傳到控制中心。通過(guò)應(yīng)用智能攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路車(chē)流量的智能分析，以及信息采集，能夠輔助實(shí)現(xiàn)更為高效以及全面的交通管理[2]。

2.3 信號(hào)燈的控制電路設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)中對(duì)于紅綠燈的控制主要基于智能攝像頭所采集到的數(shù)據(jù)，信號(hào)燈的控制模塊根據(jù)所采集的交通數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的智能化控制，同時(shí)通過(guò)車(chē)流量分析的相關(guān)算法來(lái)保證控制決策的科學(xué)性以及即時(shí)性。在此基礎(chǔ)上，正確地判斷和處理當(dāng)下的交通狀況，最后結(jié)合實(shí)際交流流量來(lái)科學(xué)地調(diào)整和改進(jìn)。

2.4 車(chē)速檢測(cè)模塊

車(chē)速檢測(cè)模塊放置在路口，通過(guò)檢測(cè)車(chē)速，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，比對(duì)，就可以判斷交通路口的擁堵情況了。

2.5 智能控制主機(jī)

智能控制主機(jī)采用 STM32 作為主控芯片，由三大模塊構(gòu)成無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，彼此通信，第一模塊是 Zigbee 模塊，第二模塊是車(chē)速檢測(cè)模塊，第三模塊是交通燈模塊，三個(gè)模塊統(tǒng)一為一個(gè)整體。智能控制主機(jī)作為中樞大腦，根據(jù)各模塊檢測(cè)到的路口擁堵信息，反饋給該中樞大腦，最終綜合得出路口紅綠燈的時(shí)長(zhǎng)，再通過(guò) Zigbee 模塊通信，這個(gè)模塊可以用于通信，將相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給交通燈模塊，由交通燈模塊根據(jù)路口的實(shí)時(shí)變化情況緩解路口擁堵的壓力。同時(shí)，本系統(tǒng)還可以使用藍(lán)牙進(jìn)行通信，主控芯片通過(guò)串口擴(kuò)展一個(gè)藍(lán)牙模塊，再在手機(jī)上面下載一個(gè)app，此時(shí)打開(kāi)藍(lán)牙，就可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙和手機(jī)的通信，并借助手機(jī)控制該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)近程的藍(lán)牙通信操作。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以STM32F103系列搭建硬件電路作為基礎(chǔ)，再搭配對(duì)應(yīng)的軟件，構(gòu)成一個(gè)綜合的基于STM32F103系列的交通燈智能控制系統(tǒng)[3]。因?yàn)橛布蛙浖忻芮械慕Y(jié)合關(guān)系，是一個(gè)統(tǒng)一的整體，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保基于STM32F103系列的交通燈智能控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)電路是正確的，才能使得對(duì)應(yīng)系統(tǒng)程序軟件可以正確與其結(jié)合。將模塊化設(shè)計(jì)思想合理地引入到系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中。先對(duì)主要程序予以編制，接著才設(shè)計(jì)各個(gè)子程序。

4 結(jié)語(yǔ)

本文采用 STM32 設(shè)計(jì)了一種交通燈智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有較大實(shí)用性，可以結(jié)合實(shí)際交通規(guī)則，來(lái)落實(shí)上述種種功能。這種針對(duì)問(wèn)題的模塊化設(shè)計(jì)思路，也可以使得其自身便捷操作、可靠運(yùn)行等等特點(diǎn)得到有效彰顯，但是該系統(tǒng)還存在多種問(wèn)題，智能性依然還不是很高，需要更多改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳震，李平.一種智能交通燈控制系統(tǒng)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（36）：113-114.

[2]聶云浩，邱達(dá)，游超，等.基于STM32的智能交通燈系統(tǒng)[J].電子世界，2016（12）：137-138.

[3]胡永強(qiáng)，周書(shū)民，孫尚清.基于STM32的交通燈設(shè)計(jì)[J].電子質(zhì)量，2017（3）：96-100+107.