基于云计算的智能交通信号灯控制系统设计与实现

《基于云计算的智能交通信号灯控制系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、—振荡输出图I地感线圈构成的耦合电路基于云计算的智能交通信号灯控制系统设计与实现谢金生，官飞（福建林业职业技术学院，福建南平353000）要］本文阐述了基于云计算的交通信号灯控制系统设计-与实现。通过地感线圈来检测午流屋,GPRS进行交通屋数据的实吋数据上传，综合运川STM32F103芯片、云计算机技术等技术实时反馈交通流量、流向，即时调整信号灯配时,实现交通信号灯智能控制。咲键词］交通灯;车流最检测；GPRS信号传输;云计算;智能控制［中图分类号1TP391攻献标识码］A及章编号］2095-7602（2014）04-0057-04道路交叉口处的交通信号灯是控制城市道路的主要手段，需要以最优控

2、制方法减少道路网络中车辆行程的时间。然而，如今交通灯控制系统主要采取定时控制的方式，不能根据车流量自动调节红绿灯时间，这样必然会造成车辆延迟及交通拥塞等现象。因此，设讣一个智能交通系统，根据具体的车流量来控制红绿灯时间，有效地分配交通资源,减少交通拥堵，最大限度地提高道路使用效率，是现代城市发展与建设资源集约型社会的必然选择。1系统概述基于云计算的智能交通信号灯控制系统，由车流量检测及其信号控制终端等现场设备、GPRS数据传输和接收终端、云计算系统等三大部分组成。通过车流量检测及其信号控制终端等现场设备完成现场交通信息的采集；利用GPRS进行数据传输和接收终端完成对车流量信息的上传与控制命令的

3、下发；综合运用云计算技术、STM32FIO3芯片等对各道路车流量进行信息处理，以实现整个城市或区域交通监控系统的协调、统一控制和管理。2系统设计与实现2-1车流量检测与数据采集车流虽检测装置是智能交通灯系统必不可少的重要组成部分。冃前，检测车流量方法有多种，例如超声波车流信息检测法、感应电磁装置法及基于车流量检测法的视觉机器等。对交通路口来往车辆的检测，本系统采用基于电磁感应原理的地感线圈检测方法。在道路中埋设的地感线圈L1是有多匝导线绕制形成的环形线圈，并有一定的工作电流。耦合电路的地感线圈构成如图1所示。隔离变压器T的匝数比为1:1,由两只三极管Q1和Q2组成共射极振荡器，电阻R3是两只三

4、极管的公共射极，构成正反馈电路;车辆检测系统中的器振荡回路与谐［收稿日期］2014-03-11亚金项冃］福建省教育厅A类科技项冃（JA13391）。［作者简介］谢金生（1964—），男，福建建瓯人，福建林业职业技术学院自动化工程系副教授，从事信息化技术应用与计算机工程研究。振电路中作为检测器的电感元件（地感线圈L1）形成LC谐振。当交通路口有车辆经过的时候，会导致线圈中电流波动，从而引发磁通量的变化，因此，线圈中的电感值也随之改变，从而改变LC谐振的频率，此频率的变化就是汽车经过时的信号输入。由于系统需要在同一时刻检测多个地感线圈的频率变化大小，以确定是否有多部车辆同时到来。因此可利用LM56

5、7锁相环音频译码器来检测频率的变化，电路图如图2所示。第5、6脚外接电阻LM567，IC内部压控振荡器的中心频率是由电容决定的，即f0=1/l.IRCo第1、2脚分別是接地电容，构成环路低通滤波和输出滤波网络,其决定锁相环电路的捕捉带宽是第2脚所接的电容，带宽的理论值侑号输出接皿斤机图2LM567应用电路图XTAUmu0TlbMI)1STODCSIJa047Ww卄F3M>F24M12rr-A：F2M14r~3-FFFJMODnummamnvroP3MD)1■*KT~^Tvncn^TbnnttpP图3交通流量发射终端设计电路-L可用公式BW二1070U1foC2进行计算，其中U］是输入信号的有效

6、值，c2是滤波电容（单位为UF），也是锁相环电路的实际捕获带宽。当交通路口无车辆通过时,系统中的耦合电路振荡频率不会发生变化，始终保持在一定的范围内，当车辆通过地感线圈时，会因车体自身重量不同和车型大小的变化，而引起耦合电路振荡频率在一定范围内产生波动。LM567要有一定的带宽值捕获，使得无车通过时，输入信号频率虽会产生微小波动，但此时耦合电路的振荡频率浮动都处于通频状态,LM56锁定,8脚输出低电平；当有车辆通过时，耦合电路的振荡频率会产生剧烈的变化，此时，因为耦合电路的振荡频率不在通频带内，因此,8脚就会输岀高电平。利用这一原理，将是否有车辆经过路口的检测转化为对耦合电路中电平大小的检测，

7、通过单片机的外部屮断触发，即可感知是否有车辆到来，而无需通过复杂的程序来判别此时的频率变化是否由车辆的经过所引起，最大限度减少了编程量和编程难度。2-2基于GPRS的数据传输和接收终端设计2・2・1交通流量发射终端交通信号控制釆用基于STC80C52单片机和GTM900通讯模块來实现交通流量的发射，设计电路如图3所示。通过单片机的外部中断口INT1对车流量脉冲信号进行检测，进而计算统计时段的车流量