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微分电子智能交通物联网实训系统 1.1 智能交通实训系统

智能交通物联网实训系统，以智能车为主体，代替真实的车辆在智能交通沙盘上进行智能交通各种功能特征的模拟与仿真；系统汇聚了智能车、RFID定位、图像识别与传输、无线传感网等技术。综合实现了智能公交、ETC、智能停车场、智能红绿灯、智能路灯、车辆定位、车牌识别等智能交通中的各种先进案例及功能。

 

沙盘包含交通道路、桥梁、城市建筑物、红绿灯、停车场、ETC收费站、郊区山丘等等。

沙盘上可同时跑5~7辆智能小车，每辆车均可实现单独控制，自动循迹或手动模式，自动检测应该行驶的道路，自动读取红绿灯信息，按照交通规则行驶，系统汇聚了智能车、RFID定位、图像识别与传输、无线传感网等技术。综合实现了智能公交、ETC、智能停车场、智能红绿灯、智能路灯、车辆定位等智能交通的各种先进及典型的功能。

² 锻炼学生使用感知、控制和智能化技术，开发智能交通应用，提出缓解交通拥堵，使得出行更加方便方案；

² 锻炼学生对沙盘感知到信号、进行采集、传输并搭建应用场景；

² 锻炼学生利用如下开发平台和工具开发智能交通和物流调度系统：

n ArcGis地图开发技术

n 嵌入式WinCE系统开发技术

n GPS开发技术

n GPRS开发技术

n Android开发技术

² 锻炼学生团队合作，开发一套完整物联网应用系统的能力。

1.1.1 系统构成

智能交通实训系统由实训沙盘、智能车、软件控制系统、视频监控系统组成。

 

1.1.2 实训沙盘

操作台模型

实训模型是学生实训操作的主体，微分电子除了提供标准版的软件实训系统外，模型主体可以根据学校的需求进行定制，包括外形尺寸、材质、街道设计，功能定义等，力求为学校提供最好的解决方案，实现与学校的教学和项目课题的无缝对接。

硬件组成

沙盘上集成了自动停车场、ETC智能收费电动闸门、RFID读写设备、信息发布屏、停车计费系统；红绿灯倒计时数字显示；智能路灯的灯光控制、光强传感设备；智能公交站显示牌；车流量监测红外反射模块；智能网关；图像识别道路监控摄像头等。

 

1.1.2.1 智能小车

ARM智能小车1

 

主控芯片：ARM Cortex M3的STM32f系列；

多协议通讯接口：Zigbee控制、蓝牙控制、WIFI摄像头等

主要功能：红外反射传感器实现黑白线循迹；电磁场检测模块实现电磁循迹；车载wifi摄像头实现道路监控及图像传输；超声波传感器实现测距、避障；红外测速传感器实现小车自动测速；四轮驱动；

ARM智能小车2

 

主控芯片：ARM Cortex M3系列， STM32F103RBT6；

多协议通讯接口：Zigbee控制、红外控制、蓝牙控制、WIFI摄像头等

主要功能：红外反射传感器实现黑白线循迹；电磁场检测模块实现电磁循迹；车载wifi摄像头实现道路监控及图像传输；超声波传感器实现测距、避障；红外测速传感器实现小车自动测速；四轮驱动；智能电源管理模块、电压显示；

单片机智能小车：

主芯片：STC89C52RC，四轮驱动、循迹、循磁、舵机车载摄像头、道路监控、图像识别、电压管理、电压显示、wifi、蓝牙、Zigbee通讯。

 

飞思卡尔智能小车：

主芯片：ARMSTM32F103RBT6，后轮驱动，前轮舵机转向多协议通讯接口：Zigbee控制、红外控制、蓝牙控制、WIFI摄像头、黑白线循迹、电磁循迹、车载wifi摄像头道路监控及图像传输、超声波测距、避障；红外测速、智能电源管理。

 

1.1.2.2 小车自动巡航

智能小车可手动控制可循迹模式，其中循迹模式有两种，一种红外线黑白线循迹，另一种自动循磁，还可以利用RFID标签技术，识别特定小车，辅助巡航。

  

黑白线循迹                         电磁循迹

1.1.2.3 高速ETC不停车收费系统

在高速路口设置ETC不停车收费系统，车辆上高速时模拟高速ETC不停车收费系统。智能车经过ETC路口，系统自动感应车载电子标签，完成车辆信息的识别，对车辆自动扣费，抬竿放行，路口竖立的电子显示屏，会显示扣费情况及小车信息，并且语音播报。

   

1.1.2.4 智能公交

公交车是城市交通里最重要的一环，如何保障公交系统的快捷、便利的运行也是智能交通系统里最重要命题。

公交优先，优先保障公交车通行，公交车影响红绿灯优先变绿、私家车遇公交车启动自动避让系统

公交车自动停站、语音播站；站牌实时显示全线路公交到站信息；手机端可查询公交到站信息，智能搜索推荐路线。

 

1.1.2.5 实时道路监控系统：

² 智能小车配备车载摄像头，进行前方道路监控，并在相应的后台实时显示；

² 在ETC、红绿灯路口、关键路段安置摄像头，进行车流量统计，根据红绿灯状态自动判别是否拥堵，拥堵后将信息上报交通平台，并路牌显示

² 车牌自动识别，重要出入口ETC或停车场道闸，安装车辆检测模块，监测到车辆后自动启动车辆拍照功能，自动读取车牌号；

 

1.1.2.6 交通信号灯管理系统

Ø 信号灯上有时间倒计时显示，实现最基本的红灯停、绿灯行。

Ø 根据实时路况，对交通信号灯进行智能干预和调节，可以手动调节红绿灯时长，或者根据车流量自动调节，还可以实现有公交车一侧优先开放绿灯放行。

Ø 红绿灯路口有红外探测传感器，红灯状态下有车辆超过停车线，将调用摄像机进行违章抓拍。

 

1.1.2.7 环境监测及灾害预警系统

灾害仿真模拟器模拟真实的自然灾害，比如森林火灾、大雾、断桥等。另外，结合雨滴、温湿度、PM2.5等传感器监测交通环境，并将这些数据在显示屏上发布出去。灾害出现时，无线传感网会将数据发送到控制网关，网关对行驶在相关路段上的车辆进行险情播报，并启动应急预案，沿路发布信息情报板上的应急指挥信息。当车辆收到险情和应急指挥之后，会响应应急方案拐弯绕道、停车或掉头返回。

     

1.1.2.8 智能停车管理系统

智能停车场两个技术特点：

无人值守，通过ETC技术、车牌识别技术、智能管控技术实现停车场的自动计时扣费实现无人化管理。

信息联网，停车场的车位信息实时发布到网络上，通过APP可查看停车场的车位信息及公告。

1、每个车位安装有车辆检测传感器，系统检测车位上是否有车辆停靠。

2、停车场全面支持ETC系统，自动进行停车计时、费用统计、自动扣费，实现无人值守。

3、车位空余信息通过控制网关实时统计并显示，在停车场的信息屏。

 

1.1.2.9 智能路灯

Ø 节能控制模式：在没有车辆经过的地方，路灯熄灭，当有车辆进入本区域后，该区域路灯点亮。

Ø 整体控制模式：公园、社区里的路灯会根据光照强度智能打开关闭照明灯光。

 

 

1.1.2.10 智能物流调度实训系统

物流车辆监控：选择被监控车辆，在地图区域显示车辆的当前位置，实时监控所选车辆动态变化。如果车辆超过电子围栏设置的范围或者车辆超过预设的限制时速，定位车辆，同时显示越界报警信息，并发送至服务器后台软件，由后台软件下发至终端设备。报警信息存入数据库。

物流运输轨迹回放：选择要查询的车辆，设置要查询的起止时间，在地图上显示车辆的轨迹，并显示车辆的时速、行驶里程等信息。轨迹播放期间可以暂停、停止、重新播放

车辆调度：向在线车辆发送调度信息，在车载终端上语音提示调度信息。司机可以选择接受调度或者拒绝调度。

1.1.3 智能交通开发套件

提供配套的智能交通开发套件，提供全套的SDK开发包、例程光盘、实验手册、开放的云平台API接口。

 

基于该套件： 

² 学习传感器开发技术、自组织传感网通讯技术、基于linux、Android系统嵌入式开发技术、无线点对点无线通讯技术、图像处理及识别技术、上位机BS/CS架构开发及Android应用开发；

² 培养学生开发物联网在智能交通应用，提出缓解交通拥堵，使出行更加方便的解决方案；

² 锻炼学生利用如下开发套件，做ETC收费系统实训、车载摄像头实训、智能车实验、智能停车场和物流调度系统：

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