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        基于STM32的交通燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2021-09-10 03:43:24葉偉光石堅(jiān)
        交通科技與管理 2021年19期
        關(guān)鍵詞:智能控制

        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.

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