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提要

本文设想了一种基于RFID的智能交通节制,接纳RFID 手艺检测穿插路口四周的车辆,智能交通节制旌旗灯号机按照收罗到的车辆信息,挑选适合的路口节制形式自顺应地节制车辆通行时候,从而保障车辆通行品质。

详细内容

 1  弁言

  为了减缓交通压力,下降修路资金投入,削减车辆耽搁,节能减排,设想智能交通节制是扶植资本节俭型社会的必然挑选。本文设想了一种基于RFID的智能交通节制,接纳RFID 手艺检测穿插路口四周的车辆,智能交通节制旌旗灯号机按照收罗到的车辆信息,挑选适合的路口节制形式自顺应地节制车辆通行时候,从而保障车辆通行品质。

  2  路口节制形式


  传统的路口节制形式是按时节制,路*通旌旗灯号灯的延不时候是牢固的,不能按照车辆的流量自顺应地静态调理延不时候,从而形成车辆耽搁时候长及不须要的堵塞等环境。进步前辈的路口节制形式有恍惚节制、绿波带形式、夜间形式和急停形式。恍惚节制形式按照随机的车辆流量智能完成恍惚增减交通旌旗灯号节制时候。绿波带形式在单向车辆岑岭期时将各个路口间红绿灯肇端点亮时候迁延必然量来保障车辆一起畅行。夜间节制形式在夜晚车辆流量为零负荷的状况操纵,仅操纵黄灯警示开车司机,削减动力和时候的耗损。急停形式为告急车辆斥地通行空间,在告急车辆标的目标开启绿灯,别的标的目标开启红灯。本设想提出在差别的时段接纳差别的节制形式,在9: 00- 11: 3014: 30- 17: 3020: 30- 24: 00时段接纳恍惚节制形式; 5: 30- 9: 0011: 30- 14: 3017: 30- 20: 30时段接纳绿波带形式; 0: 00- 5: 30时段接纳夜间节制形式; 在检测到告急车辆时接纳急停节制形式。挑选多种节制形式能够或许完成交通节制的公道化,从现实上减缓交通路口的压力。详细的时段设置能够或许按照详细的地区或车辆流量由旌旗灯号机重设或点窜。


  3  智能交通节制设想

  3. 1  智能交通节制旌旗灯号机设

  3 .1 .1  旌旗灯号机硬件设想:


  国际旌旗灯号机首要分为2一类接纳8 /16位单片机作为处置器,功效简略、计划单一,难以完成地区交通调和理制,不能顺应古代化交通节制的请求; 别的一类是基于工控机或PC104,功效固然壮大,但因为工控机和PC104都是按通用计较机规范设想,并非特地针对旌旗灯号机操纵设想,硬件布局庞杂,本钱高。外洋的旌旗灯号机(如西门子公司的2070和美国的EAGLE )起步早,程度高,但不合用于中国夹杂交通形式,且价钱高贵,操纵不便利。本文挑选基于ARM 核的32位嵌入式R ISC 处置器S3C44B0X停止智能交通旌旗灯号机硬件设想,以到达收罗与处置交通流数据、通讯联网和地区调和理制的设想目标,旌旗灯号机硬件布局如图1所示。
 

旌旗灯号机须要寄存指导法式、操纵体系和操纵法式等数据,体系启动后操纵体系和法式运转须要更大的空间,是以设想外存储单元以扩展存储空间,存储器模块包含8MBSDRAM2MBNorFlash16MBN andFlash。存储器用来存储时段、相位等其余参数。旌旗灯号秘密收罗车辆流量信息,车辆流量检测模块由射频标签、天线和射频读写器构成。设想中射频标签为TG200,射频读写器为FR200S3C44B0x不集成搜集节制器,故选用NE2000兼容的以太网节制器芯片RTL8019来扩展以太网。液晶显现与键盘模块用来手动设置或点窜交通旌旗灯号机的节制参数。经由历程ZLG7290B扩展一个4 4的键盘矩阵,ZLG7290B 经由历程IIC串行总线与处置器停止毗连; S3C44B0X内置LCD驱动节制器,能够或许主动发生LCD 驱动节制所需的节制旌旗灯号,是以S3C44B0X能够或许与LCD间接毗连,而不须要别的加LCD节制器。体系还设想了电源模块、RTC (实不时钟)模块等。设想的旌旗灯号机具备节制参数输入、保管、节制状况输入、灯态输入节制、交通参数及时检测与存储、配时计划存储、倒计时牌节制、以太网及与手持终端通讯等功效。

  3 .1 .2  旌旗灯号机软件设想


  旌旗灯号机操纵间断体例领受交通参数和宣布节制指令。古代智能旌旗灯号机须要同时履行旌旗灯号灯色状况、相位与倒计时节制、配时优化、通讯和车流量检测等多个任务。为了处置多任务同时运转所带来的法式布局紊乱、功效受限、效力低劣等题目,引入嵌入式操纵体系uC linux 以撑持多种文件体系、模块化设想和基于计较机搜集的通讯。uC linux内核能够或许完成历程办理、内存办理、文件体系、装备节制和搜集完成等功效,内核接纳模块化设想,很多功效块能够或许自力地增添或删除,当从头编译内核时,挑选嵌入式装备所须要的功效模块,删除冗余的功效模块。经由历程从头设置装备摆设内核,能够或许减小体系运转所须要的内核,缩减资本操纵量,从而光鲜明显削减体系运转所需的硬件资本。


  旌旗灯号机软件由体系监控、车流量收罗、路口节制形式挑选、配时、键盘扫描与液晶显现模块构成。基于uC linux的旌旗灯号机软件布局如图2所示。
 

  3 .2  基于RFID手艺的车辆检测

  3 .2 .1基于RFID 的车辆检测计划


  射频辨认( Radio Frequency Ident ification) 手艺是一种非打仗的主动辨认手艺,它操纵射频旌旗灯号和空间耦合(电感和电磁耦合)传输特征,在读卡器和射频卡之间停止无线双向通讯,完成对被辨认物体的主动辨认[ 8] 。最根基的RF ID体系由读写器、天线、电子标签三局部构成。RFID 接纳存储在电子标签中的独一的ID标识物体,读写器主动高速地搜集辨认规模内的标签信息数据,从而完成主动辨认物品和搜集物品标记信息的功效。是以,RFID手艺对任何挪动工具都能够或许停止及时的定位、跟踪和监测。


  在智能交通节制历程中,旌旗灯号秘密按照及时收罗的车辆信息来挑选路口节制形式,本设想基于RF ID 手艺停止车辆检测。这类计划不必对现有红绿灯装备停止装配,只要对车辆粘贴响应的电子标签,在原有红绿灯根本上装置RFID 读写装备及调剂旌旗灯号灯节制器软件。在车辆前挡风玻璃上粘贴RFID 标签,在穿插路口四个标的目标的红绿灯前50- 70米装置RFID 读写器,读写器斜对马路(扩展领受规模,检测穿插路口四周的车辆流量,按照收罗的车辆数据,挑选适合的节制形式并调理旌旗灯号灯。当某个相位的车辆流量比其余相位大且该相位绿灯亮时,则恰当地耽误该相位的绿灯周期(绿灯周期不跨越最大绿灯周期,保障车辆有丰裕的时候经由历程路口; 若是该相位红灯亮,则恰当地延长红灯周期(红灯周期不小于最小红灯周期,削减车辆等待时候,尽能够削减车辆在穿插口的耽搁的时候。


  因为都会途径环境庞杂,很轻易对标签卡的微波旌旗灯号停止反射衍射,为防止同一RFID 卡号被多个读卡器读取到,从而致使车辆检测毛病,经由历程软件停止设定,一旦读到RFID 卡旌旗灯号,则后续读卡器在规按时候内(30)对此RFID卡号停止屏障,如许能够或许防止同一ID 号被一条马路上两台读卡器读到后对信息的误判。


  将每辆车的RFID 卡的ID号作为关头字段成立数据库。将车辆的ID 号与车商标接洽干系能够或许成立车辆有关参数数据库,首要包含车型、发念头号、底盘号、出厂日期、年审时限、养盘费缴纳时限和违章记实等; 经由历程车商标与车主的对应干系,能够或许成立车主有关信息数据库,首要包含姓名、春秋、性别、单元、户籍和接洽德律风(包含牢固德律风和挪动德律风)等。在成立了根基参数库后,针对车辆的一些运转环境,还设置了一些记实车辆违章时候及地址等参数的字段; 在数据库中还成立一些图形文件库,能够或许记实车辆照片、车主照片和车辆违章照片。数据库中还成立车辆的优先权限,公交车辆设置为通俗优先,特别车辆(如消防车,抢救车,警车)设置为相对优先。一旦检测到特别车辆的标签旌旗灯号,则接纳急停节制形式,相对绿灯,保障特别车辆顺通顺行。


  3 .2 .2  基于RFID 的车辆检测完成


  本设想接纳有源标签TG200来标识车辆,FR200多功效RFID 读写器来读取RFID 卡信息,TG200 FR200的任务频次为433MH z,最大辨认间隔为150米,通讯速度为250Kbps,具备投入本钱低、靠得住性高,宁静性高、保护简洁、装置实行简略等长处。RFID 读写器经由历程RS232接口与S3C44B0x 处置器毗连,处置器担任完成PC FR200读写器之间数据的传递和节制。


  RFID 数据收罗模块包含天线、RF发送电路及RF领受电路、解调电路、电源、内部通讯接口等,其内部通讯接口终究输入准确的RFID ID 信息。RFID 数据收罗与处置流程图如图所示。车辆档案数据(如车号、单元、优先权限等)同一存储在一个file  tx t的文件中,作为数据辨认历程的数据根据,判定电子标签ID信息是不是正当。若是判定电子标签ID 信息为NULL,则停止报警提醒等处置; 若是判定电子标签ID 信息为特别车辆数据,则停止优先节制、数据保管等。RFID 信息、收罗时候、地址等数据按格局保管在一个*  tx t文件中。最初,办事器经由历程以太网与路口节制终端装备成立TCP / IP毗连,路口节制终端装备将保管的文件上传至办事器供办理体系处置。上传胜利的文件将从本地F lash中删除,本地Flash因为容量无限,接纳轮循存储的方法,保管的数据超越50MB 后,将从存储规模的起头处今后笼盖本来的文件。
 

  4  竣事语

  本文提出了一种基于RFID 的智能交通节制设想,在差别的时段接纳差别的路口节制形式,基于S3C44B0X处置器和uC linux操纵体系斥地智能交通节制旌旗灯号机,接纳有源标签TG200来标识车辆,在原有红绿灯根本上装置FR200多功效RFID读写器来读取RFID卡信息,由路口节制终端对RFID读写器收罗到的RFID数据停止处置来完成车辆智能节制功效。

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