基于CAN总线交通信号灯动态调整系统的.ppt

成员:（资料搜集、汇报） （PPT、报告整理） 基于CAN总线交通信号灯动态调整系统的设计 不能够根据实际的交通状况进行动态切换。 不能够根据道路状况预先干预，防止交通恶化。 严重依赖于交管部门的工作效率，且一般只能在交通恶化后才可能介入，不能提前预防。 弊端 基于CAN总线交通信号灯动态调整系统的设计 滞后 低效 研究意义 该课题设计提出一种基于CAN总线红绿灯动态调整系统，该系统利用国内道路上已经广泛使用的环形线圈，实时采集路面数据，动态检测交通状态，在交通恶化前自动调整红绿灯切换时问，在特殊情况下也可以远距离人工干预。 优势：实时性高 客观 准确 降低交管部门的劳动强度。 便利交通 控制器 红绿灯1 红绿灯4 红绿灯3 红绿灯2 环线线圈1 环线线圈4 环线线圈3 环线线圈2 CAN-TX CAN-RX 图1 红绿灯控制器结构 环形线圈车辆检测器分别安装在十字路口的四个方向检测车辆行驶信息，每个路口的红绿灯控制器通过CAN总线连接到控制中心，如图1。 总体设计方案 红绿灯 控制器1 红绿灯 控制器n 。。。。 CAN总线 USB-CAN 转换器 控制中心 一般情况下，控制器对所测信息进行计数、处理，并实时控制红绿灯切换的时间，将道路调整到最佳通行状态；同时控制器通过CAN总线将计算得到的相关数据传送至控制中心及相关部门。控制中心可根据具体情况向社会公布，同时也可以向控制器发送指令，进行远程人工干预，如图2 。 图2 系统框图 系统硬件由环形线圈车辆检测器、控制器和CAN收 发模块等组成。 硬件设计 环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，并上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。此种方法技术成熟，易于掌握，并有成本较低的优点。 控制器设计 控制器采用ST公司的STR710作为中央处理单元。STR710具有14个外部中断输入，256 KB程序FLASH存储器，64 KB内部RAM，5个定时器，比较适合处理有多个外部中断源需要处理的场合控制器。如图3所示。 STR710 P2.5 P2.4 TX1 RX1 P2.5 P2.5 P2.5 P2.5 光 耦 MAX485 接红绿灯 接GPRS模块 接环形线 圈震荡器1 接环形线 圈震荡器2 接环形线 圈震荡器3 接环形线 圈震荡器4 图3 控制器电路 CAN收发模块设计 CAN-RX CAN-TX U1 STR710 D GND VCC R RS CANH CANL Vref U2 SN65HVD230D Vcc 88 89 1 2 3 4 8 7 6 5 R4 R1 S2 S1 R2 R3 6 3 9 7 2 J1 DB9 Vcc CAN收发模块由CAN总线收发器SN65-HVD230D和DB9组成，如图3所示。 SN65HVD230是德州仪器公司生产的3.3V?CAN收发器，该器件适用于较高通讯速率、良好抗干扰能力和高可靠性CAN总线的串行通信。 如图4所示，同时在道路的上游A和下游B安装检测器。通过检测器所得数据信息进而判断交通是否处于可能发生拥堵、已拥堵和已疏散三种状态。 软件设计 A B 交通状况判定 图4 (1)若上游的检测器A检测出的流量的相对增量小于占有率的相对增量，则认为下游路段在本周期或下几个周期内有可能发生交通拥挤。 (2)在条件(1)基础上，上游与下游检测器的车辆平均占有率绝对差大于某一阈值a，上游与下游检测器的平均占有率相对差大于某一阈值b时，判定有交通拥挤事件发生。其中：a，b和道路的实际设计容量有关。 (3)若上游与下游检测器的车辆平均占有率绝对差小于或等于某一阈值a，上游与下游检测器的平均占有率相对差大于某一阈值b时，判定交通拥挤处于消散过程。 交通状况判定 主程序 主程序根据中断程序返回的状态循环调用命令处理、交通状态判定和红绿灯控制模块，并定时调用数据上传模块。其流程图见图5。 控制器软件设计 图5 主程序流程图 系统将环形线圈振荡器所连接的STR710的4个外部中断设置为FIQ，以降低中断反应时间。在车辆通过时，中断子程序计数后退出，主要的计算在拥堵判定中完成，以提高系统响应速度。 系统以中断方式接收控制中心的命令，在接收到命令时，只将命令转存后退出，进一步的处理由命令处理程序执行。 中断处理 系统根据中断处理程序设置的标记，对时问间隔缓冲区进行刷新。由红绿灯控制模块执行调整。 数据上传 命令处理 程序先将数据打包成CAN帧格式，再写入缓冲区，由硬件自动发送