王凱歌 邢俊哲 姜文龍 趙丹

摘 要：本設計擬結合相應的硬件模塊如：光線檢測模塊、紅外檢測模塊，GPRS報警模塊，進行設計出一款檢測光線及路過條件的智能路燈控制系統(tǒng)，同時基于電磁波檢測和紅外檢測的數碼管可以提供更加精確的道路車流信息，基于GPRS模塊的“一鍵報警”功能及時開啟報警燈并將事故地點發(fā)送給指揮中心。該系統(tǒng)對于應對突發(fā)事件、節(jié)省能源、檢測車流量三個方面都具有創(chuàng)新性。

關鍵詞：交通事故警示;照明系統(tǒng);模塊開發(fā)與拼接

中圖分類號：TU113.606 文獻標識碼：A

1 研究背景、現存問題及意義

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

通過本次設計研究，旨在實現減低路燈帶來的電力消耗，能夠彌補我國在城市照明上所存在的巨大能源消耗，從而實現節(jié)能降耗，并實現夜間路燈動態(tài)變化，提高駕駛人注意力，可以有效降低交通事故。

目前基于線圈技術的交通信息檢測器占據90%以上市場，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。

本項目利用車輛經過檢測區(qū)域時引起的電磁波的返回時間或頻率的變化進行檢測，采用紅外檢測對車輛分辨清晰，檢測交通信息，充分利用這樣的立桿式設備，有利于相關部門掌握實時交通信息。

2 工作原理

2.1 原理簡介

本系統(tǒng)由51單片機系統(tǒng)（主要是STC89C52單片機最小系統(tǒng)）、GPRS報警模塊、光線檢測電路、紅外檢測電路、路燈控制電路、數碼管顯示電路等組成[3]。

2.2 系統(tǒng)構成

3 技術實現

3.1 實現功能

（1）根據實際光線條件控制路燈開關及光線亮度的變化功能;

（2）天黑時，實現車來燈亮，車走燈滅的功能效果（注：本效果為模擬效果，實際情況中，常規(guī)車輛的常規(guī)車速制動距離內的路燈都會表現亮的效果。如家用轎車從100公里的時速到靜止，時間一般在3秒左右，距離制動40米）;

（3）實現對車流量進行統(tǒng)計的功能，有利于公安交管部門掌握實時交通信息;

（4）路燈加設“一鍵報警”功能，可在第一時間用GPRS模塊作為短信發(fā)送，每個燈柱后面加個按鍵用于一鍵報警按鍵，當按下燈柱后面的按鍵，會發(fā)送一條報警信息，例如按下燈柱1處的按鍵，會發(fā)送“燈柱1處發(fā)生交通事故，請立即處理”的信息到指揮中心。

3.2 應用方案設計

3.3 研究內容

本項目的重點在各個模塊的獨立開發(fā)以及各個模塊的拼接。通過調研，各個模塊所使用的外設都在單片機有統(tǒng)一的協(xié)議，有較為豐富的開發(fā)資源。同時，各個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)的重要構成組件為光線傳感器、紅外檢測模塊、GPRS模塊和控制電路[4]。

3.4 實驗模擬

圖3為實物演示大致效果和相關技術實現。

當車輛經過1～4號路燈，系統(tǒng)會記錄為一次有效的車流事件，并將結果通過數碼管顯示出來。

4 結論

本文通過對光線傳感器、GPRS模塊、紅外檢測模塊的獨立開發(fā)以及對各模塊與控制電路的串口連接研究共同構成云臺檢測照明系統(tǒng)，從而及時應對交通事故以及減少公共設施成本，基于電磁波測量和紅外感應的車流量測量裝置提高了測量的準確度。由于時間關系，本文所提及設備為階段性成果，在未來將與物聯(lián)網技術（LoRa技術）和5G通信連接，實現系統(tǒng)功能和信息應用的多樣性。

參考文獻：

[1]李國楊，杜金波，張婕，等.LED智能路燈控制系統(tǒng)設計[J].科技風，2020，33（01）：14.

[2]呂揚建，李光耀.基于視頻分析的車流量統(tǒng)計算法研究[J].井岡山大學學報（自然科學版），2013，34（04）：46-51.

[3]張亞萍，宗桂林，魯加寶.兒童滯留校車報警系統(tǒng)的設計[J].唐山學院學報，2018，31（06）：27-32.

[4]任環(huán)宇，曹虎，李道全.基于Arduino的電動車與摩托車安全報警裝置[J].電腦知識與技術，2018，14（25）：273-276.