基于STM32的交通燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計

葉偉光 石堅

摘 要：本文主要是以STM32為載體來設(shè)計出一種更具全面性、系統(tǒng)性的交通燈智能控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)通過利用攝像頭來實現(xiàn)對車流量的實時化統(tǒng)計，以此來推進(jìn)交通燈智能化、實用化進(jìn)一步提升，這一系統(tǒng)可以推進(jìn)道路交叉口車輛通行能力進(jìn)一步提升。是由車速檢測模塊，道路交通流智能檢測模塊，信號燈的控制模塊以及智能控制主機模塊等共同組成的。

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，隨著社會進(jìn)步，傳統(tǒng)的交通燈已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代社會的需求，特別是遇到人流量大的時候，交通道路更為擁堵，這個時候，傳統(tǒng)的交通燈也就表現(xiàn)出了各種各樣的問題，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長。這個時候，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)代社會對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，機動車數(shù)量和轎車數(shù)量也越來越多，道路資源本就不豐富，現(xiàn)在更加雪上加霜了，道路就變得越來越擁堵，因此非常需要及時且正確地進(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，對于放置在路口的交通燈，什么時候亮滅，時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，可是這個時候的交通燈是由人工來設(shè)置的，死板的，一出現(xiàn)什么情況都不能及時應(yīng)對，就不具備較高的智能化、信息化水平，難以滿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，就具有很高的價值性和實用性。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

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)的運行方式上來看主要應(yīng)用智能攝像頭來對路面的車流信息進(jìn)行采集，在處理器內(nèi)傳遞相應(yīng)的信號，相關(guān)車流信息經(jīng)處理器的分析，從而采取更加合理的信號燈分配時間，通過綜合考慮道路的車流情況實現(xiàn)對紅綠燈信號的智能化處理，這一交通系統(tǒng)來實現(xiàn)對智能控制系統(tǒng)的動態(tài)化調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)主要的特點就是通過利用攝像頭來對車流量信息進(jìn)行采集，并將所采集的數(shù)據(jù)反饋到處理器中，由處理器對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，意在實現(xiàn)對行人和車輛的有效提醒。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計

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

在該系統(tǒng)中智能攝像頭起到關(guān)鍵性的作用，通過利用攝像頭實現(xiàn)對車流的實時檢測，除了能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)的車輛檢測外，還能夠?qū)崿F(xiàn)混行檢測，該檢測功能的實現(xiàn)主要是通過視頻來實現(xiàn)對不同交通參與對象的檢測。車輛檢測的范圍主要集中在車道內(nèi)的車輛，從檢測的程序上來看，首先智能攝像頭能夠?qū)嚨纼?nèi)的車輛進(jìn)行抓拍，并對車牌等車輛信息進(jìn)行分析，相關(guān)的檢測數(shù)據(jù)能夠上傳到控制中心。通過應(yīng)用智能攝像頭來實現(xiàn)對道路車流量的智能分析，以及信息采集，能夠輔助實現(xiàn)更為高效以及全面的交通管理[2]。

2.3 信號燈的控制電路設(shè)計

在該系統(tǒng)中對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)，信號燈的控制模塊根據(jù)所采集的交通數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對信號燈的智能化控制，同時通過車流量分析的相關(guān)算法來保證控制決策的科學(xué)性以及即時性。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)合實際交流流量來科學(xué)地調(diào)整和改進(jìn)。

2.4 車速檢測模塊

車速檢測模塊放置在路口，通過檢測車速，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中進(jìn)行處理，比對，就可以判斷交通路口的擁堵情況了。

2.5 智能控制主機

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

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

以STM32F103系列搭建硬件電路作為基礎(chǔ)，再搭配對應(yīng)的軟件，構(gòu)成一個綜合的基于STM32F103系列的交通燈智能控制系統(tǒng)[3]。因為硬件和軟件有密切的結(jié)合關(guān)系，是一個統(tǒng)一的整體，所以在設(shè)計過程中，必須確?；赟TM32F103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)計思想合理地引入到系統(tǒng)軟件設(shè)計中。先對主要程序予以編制，接著才設(shè)計各個子程序。

4 結(jié)語

本文采用 STM32 設(shè)計了一種交通燈智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有較大實用性，可以結(jié)合實際交通規(guī)則，來落實上述種種功能。這種針對問題的模塊化設(shè)計思路，也可以使得其自身便捷操作、可靠運行等等特點得到有效彰顯，但是該系統(tǒng)還存在多種問題，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，周書民，孫尚清.基于STM32的交通燈設(shè)計[J].電子質(zhì)量，2017（3）：96-100+107.