一種基於單片機的智能交通燈的製作方法
2023-05-14 16:04:36
專利名稱：一種基於單片機的智能交通燈的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於智能交通領域，尤其涉及一種基於單片機的智能交通燈。
背景技術：
目前，交通信號燈在疏導城市交通車輛方面發揮了巨大作用，是最常見也是最有效的方法。但是，隨著我國經濟的飛速發展，汽車的數量急劇增加，例如2010年，我國共銷售汽車1600多萬輛，造成城市交通十分擁擠，成為政府各部門亟待解決的一個問題。解決交通擁擠的方法大體有兩種，一種是加快城市道路建設，周全的規劃待建的道路，這種方法是解決交通擁擠問題的根本方法；第二種方法是加強城市道路管理，比如本實用新型提出的一種基於單片機的智能交通燈裝置以及加強交通違規的打擊力度、智能交通等等。眾所周知，現在大部分城市交通燈的控制方式比較死板，大多採用設定固定的時間間隔，交通燈按照這個間隔以固定不變的方式工作。然而，經常會發現，一個方向有很多車輛在等待紅燈，另一方向幾乎沒有車輛卻是綠燈，這種現象不僅降低道路的通行效率，而且浪費了人員的寶貴時間影響駕駛員的心情等等。
發明內容針對傳統交通燈存在的缺點和不足，本實用新型的目的在於，提供一種基於單片機的智能交通燈，可以在一定程度上緩解城市交通擁擠問題，提高現有道路的通行效率和通行能力。為了實現上述任務，本實用新型採用如下技術方案予以實現一種基於單片機的智能交通燈，包括攝像機，其特徵在於，所述的攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接。上述單元都可以安裝在交通信號燈杆上。本實用新型的其他特點是所述攝像機為經濟型補光道路攝像機AV-9030H-ITS/R。所述視頻同步分離單元為視頻分離晶片LM1881。所述視頻處理單元採用freescale公司生產的MC9S12DG128單片機，其能實時接收視頻同步分離單元輸入的信息，並對這些信息進行快速準確的處理，得到交叉口某一方向等待通行的車輛數。所述信息處理單元採用Atmel公司生產AT89C51單片機，其能實時接收視頻處理單元輸入的信息，並對這些信息進行快速準確的處理，然後控制交通燈工作。所述顯示單元為普通8段式數碼顯示管和發光二極體，8段數碼顯示管用於倒計時，發光二極體用作紅、綠、黃燈。本實用新型的基於單片機的智能交通燈，可以安裝在車流量較大的十字路口，應用範圍廣泛。攝像機採集的錄像，經過視頻同步分離和視頻處理單元處理後得到視頻中的車輛數，信號處理單元根據預先編寫好的程序優化交叉口各方向的綠燈通行時間，控制紅綠燈和倒計時顯示單元顯示。具有製作方便，電路簡單，成本低，更加智能化、高效化等特
[0014]圖I為本實用新型的結構示意框圖。[0015]圖2為供電電路圖。[0016]圖3為視頻處理電路原理圖。[0017]圖4為彳目息處理和顯不電路原理圖。[0018]圖5為本實用新型的工作流程圖。[0019]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
[0020]參照圖I所示，本實施例給出一種基於單片機的智能交通燈的硬體結構，包括攝像機、視頻同步分離單元、視頻處理單元、信息處理單元和顯示單元。[0021]本實施例中，攝像機採用山東中煤生產的經濟型補光道路攝像機，型號為:
AV-9030H-ITS/R。該攝像機的攝像頭採用特殊光源補光，對字和底色均不反光；可直視強光，並可看見強光下的目標；具有防水、防雷擊功能；像素為752*582。該單元採用12V直流由供由
HZi I/、HZi o視頻同步分離單元採用LM1881晶片，該晶片用於提取峰峰值幅度從0. 5V到2V的標準負向同步NTSC。其具有大於10千歐的輸入阻抗,小於10毫安的電源輸出電流,複合同步以及幀輸出，奇/偶場輸出，在零下400C至85°C下工作。視頻處理單元採用Freescale公司生產的MC9S12DG128單片機。它是M68HC12 系列16為單片機中的一種,其內部結構主要有單片機基本部分和CAN功能塊部分組成，基本結構包括中央處理器單元HCS12 (CPU)、2個異步串行通信口 SCI、2個同步串行通信口 SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時器，I個8通道脈寬調製模塊以及49個獨立數字I/O 口(其中20個具有外部中斷及喚醒功能)，在片內還擁有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM 和2KB的EEPROM ；CAN功能塊包括兩個兼容CAN2. 0A/B協議的msCAN控制器組成，這些豐富的內部資源和外部接口資源可以滿足ECU對各種數據的處理、CAN網絡數據的發送和接收要求，晶片集成了兩個msCAN12模塊，能夠實現高低速CAN網絡的網關節點功能。信息處理單元中採用Atmel公司生產的AT89C52單片機，其包含高性能、低功耗的 8位微處理器，內含8k bytes的可反覆擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和256bytes的隨機數據存儲器(RAM)，器件採用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產。信息處理單元主要接收並處理電量信號輸入單元傳送的信息，並向語音提示單元輸出控制信號。顯示單元採用8段數碼顯示管和發光二極體，8段數碼顯示管用於倒計時，發光二極體用作紅、綠、黃燈。上述各單元都可以安裝在交通信號燈杆上。參照圖2，供電電路採用220V交流電，經過全橋濾波、穩壓後輸出5V直流電。變壓器後面由4個二極體組成一個橋式整流電路，整流後就得到一個電壓波動很大的直流電源，所以在這裡接一個2200uf的電解電容；輸出的電壓經過穩壓晶片LM7805穩壓後，變成電壓穩定的+5V直流電供信息處理單元、顯示單元和視頻處理單元使用。參照圖3，AV-9030H-ITS/R攝像機共有3根線，接地線、電源線和信號線。信號線經過0. Iuf的電容與視頻同步分離晶片LM1881的2引腳相連，視頻同步分離完成視頻圖像的行、列分離，其1、7引腳分別與單片機MC9S12DG128的PT3和PT2相連，分別控制視頻圖像的行和列信息。參照圖4，經過視頻處理單元處理後的信號輸入信息處理單元即AT89C51單片機的Pl 口，按照預先編寫的程序控制用於顯示倒計時的8段數碼顯示管和用於顯示紅綠燈的發光二極體工作。P2 口控制紅綠燈，P22、P23和P24 口控制A方向紅綠燈，P25、P26和P27 口控制B方向紅綠燈。單片機的Pl 口發送的指令經過鎖存器74LS373和2826的處理後控制倒計時數碼顯示管。參照圖5，該基於單片機的智能交通燈的工作流程如下所示首先，整個系統完成初始化工作，A方向和B方向各有兩個攝像機，採集各自方向的場景，經過同步視頻分離後生成行和列圖像信號，按照預先編好的程序提取出車輛圖像的包絡線，並對挨在一起的車輛進行圖像分割，從而實時計算出各方向的車輛數。如果A方向兩個攝像機的圖像中的車輛總數大於B方向，則A方向適當延長綠燈時間；否則，適當延長B方向綠燈時間。當然控制策略可以更見智能化、人性化，比如可以建立A、B方向車輛數之差與A、B方向綠燈延長時間的函數進一步精確控制交通燈工作。
權利要求1.一種基於單片機的智能交通燈，包括攝像機，其特徵在於，所述的攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接。
2.如權利要求I所述的基於單片機的智能交通燈，其特徵在於，所述的攝像機選擇補光道路攝像機AV-9030H-ITS/R。
3.如權利要求I所述的基於單片機的智能交通燈，其特徵在於，所述的視頻同步分離單元選擇視頻分離晶片LM1881。
4.如權利要求I所述的基於單片機的智能交通燈，其特徵在於，所述的視頻處理單元採用MC9S12DG128單片機。
5.如權利要求I所述的基於單片機的智能交通燈，其特徵在於，所述的信息處理單元採用AT89C51單片機。
6.如權利要求I所述的基於單片機的智能交通燈，其特徵在於，所述的顯示單元為8段式數碼顯示管和發光二極體。
專利摘要本實用新型公開了一種基於單片機的智能交通燈，包括攝像機，該攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接，可以安裝在車流量較大的十字路口，應用範圍廣泛。攝像機採集的錄像，經過視頻同步分離和視頻處理單元處理後得到視頻中的車輛數，信號處理單元根據預先編寫好的程序優化交叉口各方向的綠燈通行時間，控制紅綠燈和倒計時顯示單元顯示。具有製作方便，電路簡單，成本低，更加智能化、高效化等特點。
文檔編號G08G1/08GK202352085SQ201120437659
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者張倩, 林小鳳, 馬建新 申請人:長安大學