基于CAN總線交通信號(hào)燈動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的

1、 成員:（資料搜集、匯報(bào)）（PPT、報(bào)告整理）基于CAN總線交通信號(hào)燈動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能夠根據(jù)實(shí)際的交通狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。不能夠根據(jù)道路狀況預(yù)先干預(yù)，防止交通惡化。嚴(yán)重依賴于交管部門(mén)的工作效率，且一般只能在交通惡化后才可能介入，不能提前預(yù)防。弊端基于CAN總線交通信號(hào)燈動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滯后低效研究意義 該課題設(shè)計(jì)提出一種基于CAN總線紅綠燈動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用國(guó)內(nèi)道路上已經(jīng)廣泛使用的環(huán)形線圈，實(shí)時(shí)采集路面數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)交通狀態(tài)，在交通惡化前自動(dòng)調(diào)整紅綠燈切換時(shí)問(wèn)，在特殊情況下也可以遠(yuǎn)距離人工干預(yù)。優(yōu)勢(shì)：實(shí)時(shí)性高 客觀 準(zhǔn)確 降低交管部門(mén)的勞動(dòng)強(qiáng)度。 便利交通控制器控制器紅綠燈1紅綠燈

2、4紅綠燈3紅綠燈2環(huán)線線圈1環(huán)線線圈4環(huán)線線圈3環(huán)線線圈2CAN-TXCAN-RX圖1 紅綠燈控制器結(jié)構(gòu)環(huán)形線圈車(chē)輛檢測(cè)器分別安裝在十字路口的四個(gè)方向檢測(cè)車(chē)輛行駛信息，每個(gè)路口的紅綠燈控制器通過(guò)CAN總線連接到控制中心，如圖1?？傮w設(shè)計(jì)方案紅綠燈控制器1紅綠燈控制器n。CAN總線USB-CAN 轉(zhuǎn)換器控制中心一般情況下，控制器對(duì)所測(cè)信息進(jìn)行計(jì)數(shù)、處理，并實(shí)時(shí)控制紅綠燈切換的時(shí)間，將道路調(diào)整到最佳通行狀態(tài)；同時(shí)控制器通過(guò)CAN總線將計(jì)算得到的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至控制中心及相關(guān)部門(mén)?？刂浦行目筛鶕?jù)具體情況向社會(huì)公布，同時(shí)也可以向控制器發(fā)送指令，進(jìn)行遠(yuǎn)程人工干預(yù)，如圖2 。圖2 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)硬件由環(huán)形線圈

3、車(chē)輛檢測(cè)器、控制器和CAN收 發(fā)模塊等組成。硬件設(shè)計(jì)環(huán)形線圈檢測(cè)器環(huán)形線圈檢測(cè)器是傳統(tǒng)的交通檢測(cè)器，是目前世界上用量最大的一種檢測(cè)設(shè)備。車(chē)輛通過(guò)埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈，引起線圈磁場(chǎng)的變化，檢測(cè)器據(jù)此計(jì)算出車(chē)輛的流量、速度、時(shí)間占有率和長(zhǎng)度等交通參數(shù)，并上傳給中央控制系統(tǒng)，以滿足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方法技術(shù)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點(diǎn)?？刂破髟O(shè)計(jì) 控制器采用ST公司的STR710作為中央處理單元。STR710具有14個(gè)外部中斷輸入，256 KB程序FLASH存儲(chǔ)器，64 KB內(nèi)部RAM，5個(gè)定時(shí)器，比較適合處理有多個(gè)外部中斷源需要處理的場(chǎng)合控制器。如圖3所示。STR710P2.5P2.

4、4TX1RX1P2.5P2.5P2.5P2.5光耦MAX485接紅綠燈接GPRS模塊接環(huán)形線圈震蕩器1接環(huán)形線圈震蕩器2接環(huán)形線圈震蕩器3接環(huán)形線圈震蕩器4圖3 控制器電路CAN收發(fā)模塊設(shè)計(jì)CAN-RXCAN-TXU1STR710DGNDVCCRRSCANHCANLVrefU2SN65HVD230DVcc888912348765R4R1S2S1R2R363972J1DB9VccCAN收發(fā)模塊由CAN總線收發(fā)器SN65-HVD230D和DB9組成，如圖3所示。SN65HVD230是德州儀器公司生產(chǎn)的3.3V CAN收發(fā)器，該器件適用于較高通訊速率、良好抗干擾能力和高可靠性CAN總線的串行通信。

5、如圖4所示，同時(shí)在道路的上游A和下游B安裝檢測(cè)器。通過(guò)檢測(cè)器所得數(shù)據(jù)信息進(jìn)而判斷交通是否處于可能發(fā)生擁堵、已擁堵和已疏散三種狀態(tài)。軟件設(shè)計(jì)AB交通狀況判定交通狀況判定圖4(1)若上游的檢測(cè)器A檢測(cè)出的流量的相對(duì)增量小于占有率的相對(duì)增量，則認(rèn)為下游路段在本周期或下幾個(gè)周期內(nèi)有可能發(fā)生交通交通擁擠擁擠。(2)在條件(1)基礎(chǔ)上，上游與下游檢測(cè)器的車(chē)輛平均占有率絕對(duì)差大于某一閾值a，上游與下游檢測(cè)器的平均占有率相對(duì)差大于某一閾值b時(shí)，判定有交通擁擠事件發(fā)生有交通擁擠事件發(fā)生。其中：a，b和道路的實(shí)際設(shè)計(jì)容量有關(guān)。(3)若上游與下游檢測(cè)器的車(chē)輛平均占有率絕對(duì)差小于或等于某一閾值a，上游與下游檢測(cè)器的平

6、均占有率相對(duì)差大于某一閾值b時(shí)，判定交通擁擠處于消散過(guò)程交通擁擠處于消散過(guò)程。交通狀況判定交通狀況判定主程序主程序主程序根據(jù)中斷程序返回的狀態(tài)循環(huán)調(diào)用命令處理、交通狀態(tài)判定和紅綠燈控制模塊，并定時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)上傳模塊。其流程圖見(jiàn)圖5?？刂破鬈浖O(shè)計(jì)控制器軟件設(shè)計(jì)圖5 主程序流程圖系統(tǒng)將環(huán)形線圈振蕩器所連接的STR710的4個(gè)外部中斷設(shè)置為FIQ，以降低中斷反應(yīng)時(shí)間。在車(chē)輛通過(guò)時(shí)，中斷子程序計(jì)數(shù)后退出，主要的計(jì)算在擁堵判定中完成，以提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。系統(tǒng)以中斷方式接收控制中心的命令，在接收到命令時(shí)，只將命令轉(zhuǎn)存后退出，進(jìn)一步的處理由命令處理程序執(zhí)行。中斷處理中斷處理系統(tǒng)根據(jù)中斷處理程序設(shè)置的標(biāo)記，對(duì)時(shí)問(wèn)間隔緩沖區(qū)進(jìn)行刷新。由紅綠燈控制模塊執(zhí)行調(diào)整。數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)上傳命令處理命令處理程序先將數(shù)據(jù)打包成CAN幀格式，再寫(xiě)入緩沖區(qū)，由硬件自動(dòng)發(fā)送出去。紅綠燈控制模塊框圖見(jiàn)圖6。該模塊根據(jù)命令處理或擁堵判定所做的標(biāo)記，執(zhí)行調(diào)整紅綠燈間隔時(shí)間。紅綠燈控制紅綠燈控制圖6本課題根據(jù)交通擁擠和消散過(guò)程的特征，給出了利用微機(jī)技術(shù)自動(dòng)判定道路交通狀況的算法，并試圖在此基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)地控制紅綠燈的