一種可對(duì)突發(fā)交通事故警示的云臺(tái)檢測(cè)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王凱歌 邢俊哲 姜文龍 趙丹

摘 要：本設(shè)計(jì)擬結(jié)合相應(yīng)的硬件模塊如：光線檢測(cè)模塊、紅外檢測(cè)模塊，GPRS報(bào)警模塊，進(jìn)行設(shè)計(jì)出一款檢測(cè)光線及路過(guò)條件的智能路燈控制系統(tǒng)，同時(shí)基于電磁波檢測(cè)和紅外檢測(cè)的數(shù)碼管可以提供更加精確的道路車(chē)流信息，基于GPRS模塊的“一鍵報(bào)警”功能及時(shí)開(kāi)啟報(bào)警燈并將事故地點(diǎn)發(fā)送給指揮中心。該系統(tǒng)對(duì)于應(yīng)對(duì)突發(fā)事件、節(jié)省能源、檢測(cè)車(chē)流量三個(gè)方面都具有創(chuàng)新性。

關(guān)鍵詞：交通事故警示;照明系統(tǒng);模塊開(kāi)發(fā)與拼接

中圖分類(lèi)號(hào)：TU113.606 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 研究背景、現(xiàn)存問(wèn)題及意義

目前我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開(kāi)燈都是采用人工控制或者定時(shí)控制，這樣有許多不利之處：若采用人工控制，則路燈開(kāi)關(guān)存在著一定的不確定性，同時(shí)也占用了一定的人力資源;定時(shí)控制則存在著夏冬季白黑晝時(shí)間不同的情況，使得天還沒(méi)黑路燈就開(kāi)，天還沒(méi)亮路燈就滅的情況，大大影響了人們的日常出生活。在路燈的高效節(jié)能方面，自動(dòng)路燈控制系統(tǒng)的優(yōu)劣舉足輕重[1]。

通過(guò)本次設(shè)計(jì)研究，旨在實(shí)現(xiàn)減低路燈帶來(lái)的電力消耗，能夠彌補(bǔ)我國(guó)在城市照明上所存在的巨大能源消耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，并實(shí)現(xiàn)夜間路燈動(dòng)態(tài)變化，提高駕駛?cè)俗⒁饬?，可以有效降低交通事故?/p>

目前基于線圈技術(shù)的交通信息檢測(cè)器占據(jù)90%以上市場(chǎng)，但是這種路面接觸式的交通采集裝置有著不可避免的缺點(diǎn)。

本項(xiàng)目利用車(chē)輛經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)引起的電磁波的返回時(shí)間或頻率的變化進(jìn)行檢測(cè)，采用紅外檢測(cè)對(duì)車(chē)輛分辨清晰，檢測(cè)交通信息，充分利用這樣的立桿式設(shè)備，有利于相關(guān)部門(mén)掌握實(shí)時(shí)交通信息。

2 工作原理

2.1 原理簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)由51單片機(jī)系統(tǒng)（主要是STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)）、GPRS報(bào)警模塊、光線檢測(cè)電路、紅外檢測(cè)電路、路燈控制電路、數(shù)碼管顯示電路等組成[3]。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 實(shí)現(xiàn)功能

（1）根據(jù)實(shí)際光線條件控制路燈開(kāi)關(guān)及光線亮度的變化功能;

（2）天黑時(shí)，實(shí)現(xiàn)車(chē)來(lái)燈亮，車(chē)走燈滅的功能效果（注：本效果為模擬效果，實(shí)際情況中，常規(guī)車(chē)輛的常規(guī)車(chē)速制動(dòng)距離內(nèi)的路燈都會(huì)表現(xiàn)亮的效果。如家用轎車(chē)從100公里的時(shí)速到靜止，時(shí)間一般在3秒左右，距離制動(dòng)40米）;

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的功能，有利于公安交管部門(mén)掌握實(shí)時(shí)交通信息;

（4）路燈加設(shè)“一鍵報(bào)警”功能，可在第一時(shí)間用GPRS模塊作為短信發(fā)送，每個(gè)燈柱后面加個(gè)按鍵用于一鍵報(bào)警按鍵，當(dāng)按下燈柱后面的按鍵，會(huì)發(fā)送一條報(bào)警信息，例如按下燈柱1處的按鍵，會(huì)發(fā)送“燈柱1處發(fā)生交通事故，請(qǐng)立即處理”的信息到指揮中心。

3.2 應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

3.3 研究?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目的重點(diǎn)在各個(gè)模塊的獨(dú)立開(kāi)發(fā)以及各個(gè)模塊的拼接。通過(guò)調(diào)研，各個(gè)模塊所使用的外設(shè)都在單片機(jī)有統(tǒng)一的協(xié)議，有較為豐富的開(kāi)發(fā)資源。同時(shí)，各個(gè)模塊和主控板都是支持統(tǒng)一的串口通信協(xié)議，控制系統(tǒng)的重要構(gòu)成組件為光線傳感器、紅外檢測(cè)模塊、GPRS模塊和控制電路[4]。

3.4 實(shí)驗(yàn)?zāi)M

圖3為實(shí)物演示大致效果和相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)1～4號(hào)路燈，系統(tǒng)會(huì)記錄為一次有效的車(chē)流事件，并將結(jié)果通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)光線傳感器、GPRS模塊、紅外檢測(cè)模塊的獨(dú)立開(kāi)發(fā)以及對(duì)各模塊與控制電路的串口連接研究共同構(gòu)成云臺(tái)檢測(cè)照明系統(tǒng)，從而及時(shí)應(yīng)對(duì)交通事故以及減少公共設(shè)施成本，基于電磁波測(cè)量和紅外感應(yīng)的車(chē)流量測(cè)量裝置提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。由于時(shí)間關(guān)系，本文所提及設(shè)備為階段性成果，在未來(lái)將與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（LoRa技術(shù)）和5G通信連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和信息應(yīng)用的多樣性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國(guó)楊，杜金波，張婕，等.LED智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2020，33（01）：14.

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[3]張亞萍，宗桂林，魯加寶.兒童滯留校車(chē)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].唐山學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，31（06）：27-32.

[4]任環(huán)宇，曹虎，李道全.基于Arduino的電動(dòng)車(chē)與摩托車(chē)安全報(bào)警裝置[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018，14（25）：273-276.