智能隧道交通安全監(jiān)控系統(tǒng).

1、智能隧道交通安全監(jiān)控系統(tǒng)學(xué) 校：姓 名：一、項(xiàng)目摘要2二、創(chuàng)新性2三、項(xiàng)目研究的目的 2四、正文31、項(xiàng)目背景32、技術(shù)路線33、課題研究的主要內(nèi)容 43.1系統(tǒng)總體方案43.2系統(tǒng)功能介紹43.3硬件設(shè)計(jì)思路63.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)74、課題研究的方法與過程 85、實(shí)物展示86、使用說明91、光電對管位置92、火源檢測報(bào)警與風(fēng)扇排氣 103、無線傳輸104、液晶顯示信息 105、控制電路與獨(dú)立電源 106、 注意事項(xiàng)11五、 相關(guān)程序1110、項(xiàng)目摘要本項(xiàng)目基于 STM32 平臺，開發(fā)一種智能隧道交通安全監(jiān)控系統(tǒng)，對隧道內(nèi)部進(jìn)行 實(shí)時(shí)的智能監(jiān)控和預(yù)警， 保障隧道內(nèi)部行車的安全， 避免車禍帶來的交

2、通堵塞等。系統(tǒng) 通過光電對管傳感器、火焰?zhèn)鞲衅髂K采集隧道內(nèi)部車輛行駛等相關(guān)信息，系統(tǒng)通過 LCD 顯示模塊、無線傳輸、對火源的分析檢測、直流電機(jī)控制風(fēng)扇、蜂鳴器等進(jìn)行報(bào) 警。系統(tǒng)硬件的電源電路、光電模塊、火焰?zhèn)鞲心K、風(fēng)扇電機(jī)模塊均接處理器模塊， 處理器模塊接無線模塊、 LCD 顯示模塊，處理器模塊還與無線模塊、光電模塊等雙向 連接。本系統(tǒng)可進(jìn)行實(shí)時(shí)的智能監(jiān)控和預(yù)警， 保障隧道內(nèi)部的行車安全， 成本少，功耗低， 安裝方便，應(yīng)用性能高，在各隧道的安全檢測使用上均具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。二、創(chuàng)新性1. 實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)部安全、暢通通行；2. 替代傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控， 其在隧道內(nèi)部光線無法達(dá)到預(yù)期效果，

3、 而且造價(jià)高等特點(diǎn)， 對此實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)。3. 為智能交通的實(shí)現(xiàn)做出進(jìn)一步的推動(dòng)。三、項(xiàng)目研究的目的1. 解決隧道內(nèi)部的監(jiān)控問題，節(jié)省人力。2. 使隧道內(nèi)部實(shí)現(xiàn)智能化管理，將隧道內(nèi)車輛信息及時(shí)返回分析。3. 對車輛的行進(jìn)情況具體分析，一旦有車禍等車輛滯留事件發(fā)生，對其及時(shí)處理并 疏通來往車輛，及時(shí)對進(jìn)行路線做出調(diào)整。4. 及時(shí)將隧道內(nèi)部的信息發(fā)送到進(jìn)入隧道前的屏幕上，讓來往的車輛第一時(shí)間發(fā)現(xiàn) 隧道的通行狀況（如車禍導(dǎo)致的堵車等） 。5. 一旦車禍發(fā)生嚴(yán)重，導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生火宅等事故，會(huì)對隧道進(jìn)行緊急封停，同時(shí)保 證內(nèi)部的排氣工作。四、正文1、項(xiàng)目背景由于隧道結(jié)構(gòu)封閉復(fù)雜，確保隧道內(nèi)部交通安全顯得尤為重

4、要， 隧道實(shí)時(shí)交通安全 監(jiān)控系統(tǒng)是確保隧道安全運(yùn)營的重要手段。 隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，對智能化管 理的高等級公路的需求越來越大。十五、十一五期間，我國公路系統(tǒng)進(jìn)入大發(fā)展、大跨 越時(shí)期。隧道因其具有改善路網(wǎng)，節(jié)約土地等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為公路建設(shè)的重要組成部分。 但由于隧道具有空間狹窄、結(jié)構(gòu)封閉、視線差等缺陷，一旦發(fā)生事故，救援工作復(fù)雜困 難，而且容易造成嚴(yán)重的交通阻塞，并有可能引發(fā)火災(zāi)，從而引發(fā)災(zāi)難性的后果，因此, 保證隧道行車安全至關(guān)重要。隧道一般是連接公路、城市道路重要的節(jié)點(diǎn)和組成部分。在干線公路網(wǎng)的建設(shè) 中，它可以克服山脈地形障礙 保證最佳的道路線形，更便利行車、提高經(jīng)濟(jì)效益。而傳統(tǒng) 的

5、交通安全監(jiān)控主要依賴于現(xiàn)場的人工巡視和遠(yuǎn)程的基于閉路電視系統(tǒng)即電視墻 CCTV系統(tǒng)的人工監(jiān)視。這不僅需要大量人力，而且監(jiān)控效果不能得到有效保證。而且 隧道內(nèi)部的事故等監(jiān)控更是無法實(shí)現(xiàn)， 即便使用視頻監(jiān)控，由于其內(nèi)部的光線與環(huán)境問 題的干擾，使人們即便是人工監(jiān)控也無法達(dá)到預(yù)期效果。為此，我們設(shè)計(jì)出了這個(gè)智能隧道交通安全監(jiān)控系統(tǒng)，它為提高交通效率，保障隧道交通安全，緩解交通擁擠起著巨 大的作用。2、技術(shù)路線如圖所示，在技術(shù)路線上綜合集成物聯(lián)網(wǎng)，軟件工程，計(jì)算機(jī)等技術(shù)，充分利用現(xiàn) 有資源，對隧道內(nèi)部安全實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。3、課題研究的主要內(nèi)容3.1系統(tǒng)總體方案本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以STM32、89C52單片機(jī)分別

6、控制中心控制系統(tǒng)和獨(dú)立顯示系統(tǒng)，其 操作起來簡單易懂、易修改，同時(shí)也考慮操作的簡單方便性，設(shè)計(jì)出一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用且 功能強(qiáng)大的隧道交通智能監(jiān)控系統(tǒng)。3.2系統(tǒng)功能介紹1. 車流量檢測其主要應(yīng)用光電對管實(shí)現(xiàn)對車輛的流動(dòng)的檢測，其會(huì)根據(jù)不同的距離進(jìn)行不同的檢 測，當(dāng)車輛來往時(shí)，其會(huì)返回脈沖進(jìn)行，通過捕捉下降沿信號實(shí)現(xiàn)對車輛來往的檢測， 由于光電對管的局限性，其只能檢測一條線上的來往，所以其擺放位置會(huì)根據(jù)車輛的車 型、大小等因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且較為重要的一點(diǎn)則是兩個(gè)光電對管的間隔距離問題，其 間隔不能超過一個(gè)車位的距離，否則檢測到的結(jié)果將會(huì)發(fā)生偏差。_TL_rL_TL_rL_n正常行駛時(shí)，返回高低脈沖一

7、旦發(fā)生事故，將返回高電平2. 車禍等信息檢測當(dāng)車輛非正常行駛時(shí)，會(huì)發(fā)生滯留在隧道內(nèi)部的情況發(fā)生，這種情況會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi) 部的交通癱瘓，甚至當(dāng)內(nèi)部空氣污染過于嚴(yán)重時(shí)會(huì)對人的人體健康造成威脅，因此，對此的檢測就顯得非常重要，在車輛滯留時(shí)，光電對管會(huì)返回低電平信號，而當(dāng)無車輛來 往時(shí)會(huì)返回高電平信號，所以當(dāng)其檢測到低電平信號達(dá)到一定時(shí)間后即識別出其為車禍 滯留，為隧道的正常通行帶來了困擾與障礙，識別為車禍信息。3. 火宅報(bào)警當(dāng)交通事故嚴(yán)重時(shí)，其不免會(huì)發(fā)生火宅等狀況，此時(shí)通過火焰報(bào)警器將發(fā)生警報(bào)， 同時(shí)在隧道的兩端阻止車輛的進(jìn)入，其隧道內(nèi)部打開排氣風(fēng)扇，將由于火宅而產(chǎn)生的粉 塵和煙氣排除，以免對人體造成

8、傷害。4. 隧道信息顯示其系統(tǒng)之間采用的是無線傳輸，將內(nèi)部的檢測通過無線將信息傳遞到隧道兩端的顯 示屏上，及時(shí)通知人們隧道內(nèi)部的行駛狀況， 對其第一時(shí)間進(jìn)行選擇交通狀況良好的道 路上行駛。其顯示分為三種模式，一個(gè)為正常通行，即在車輛正常來往行駛時(shí)其會(huì)顯示 正常的相關(guān)信息，其二則是車禍信息， 一旦隧道內(nèi)部發(fā)生車禍等車輛滯留信息，其會(huì)顯 示出車禍，提醒車輛進(jìn)行繞行，另一個(gè)便是火災(zāi)信息，隧道內(nèi)部一旦發(fā)生火災(zāi)，其優(yōu)先 級為最高，將向隧道前與隧道后的兩個(gè)控制中心發(fā)送信息緊急停止，讓車輛不要進(jìn)入到其中。3.3硬件設(shè)計(jì)思路1.電池輸入電路GNDVin outCP Cap Poll通過穩(wěn)壓電源將輸入的7.2V

9、電壓降到5V后供給單片機(jī)和液晶顯示屏供電2.控制電路4 OPA0-WXUTPA1PA2PAJPA4PA5PAPA?PASPA?PAU.Pg PAaim&TIVDK) PA34JTOL5WCI-K.PA5JTMOSCJMPDCokZocttoiPBOPB1 PS1E0GT1 paa-rroo F34 INTZSTPB5PBGP閃PClJ-TAMyER-ETCPCU-MC32_PiPC5BC32_OCTVttTSOOTt?Hfc5TV&AT_lVTBVDD_2_2vraOvOM30AVISASTM32F103CHd02TH-QTOft BEEFpCM_OUT PCM.IH PCM.SYNC AIO

10、OAID!RESET 33VPIQ11PIO 10PIWP1GCPrC?HG57104P1G2P1Q1PlOOGHD2528J7262S鬲223430164、液晶顯示信息采集信息對于智能交通是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更重要的是將信息傳遞出去，將有效的信息及時(shí)告訴行車司機(jī)，液晶顯示部分可有 效把信息顯示在屏幕上，其屏幕通過 LED顯示，不用擔(dān)心在天氣較差的情況 下看不到。圖為無線接收部分，使用一對即可 完成主端和從端的收、發(fā)通信操作。5、控制電路與獨(dú)立電源每一個(gè)部分的電路均采用獨(dú)立電源供電，同時(shí)會(huì)有電源電量采集，當(dāng)電量降到一定 電量下會(huì)提醒工作人員進(jìn)行更換電池、 充電等。如圖所示為其控制電路與穩(wěn)壓電源部分，

11、 通過可充電的鋰電池直接輸出到降壓芯片， 穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的 5V 電壓，后供給單片機(jī)、 光電對管、 OLED 液晶顯示屏等，控制電路采用 STM32 單片機(jī)對整體系統(tǒng)進(jìn)行邏輯控 制，同時(shí)控制著數(shù)據(jù)的無線收發(fā)等等。6、注意事項(xiàng)(1) 光電對管的距離需要根據(jù)不同的隧道進(jìn)行不同調(diào)整，并不是所有的隧道規(guī)格 都一樣。(2) 使用時(shí)的環(huán)境溫度在 -40C+120C之間。(3) 充電電池要保證至少6V的工作電壓，穩(wěn)壓模塊會(huì)有1V左右壓降，若低于5V 可能會(huì)導(dǎo)致其不能正常工作。五、相關(guān)程序#include nokia_5110.h#include bmp_pixel.h/*#define delay_time

12、 25767#define uchar unsigned char#define uint unsigned intint flag;uchar buf;int i=1;int pre=0;int flag; /*/OLED5110 接收串口中斷數(shù)據(jù)顯示/*/void main(void)LCD_init(); / 初始化液晶LCD_clear();SCON=0x50;/ 設(shè)定串口工作方式PCON=0x00;/波特率不倍增TMOD=0x20;/ 定時(shí)器 1 工作于 8 位自動(dòng)重載模式 , 用于產(chǎn)生波特率EA=1;ES = 1;/允許串口中斷TL1=0xfd;TH1=0xfd; / 波特率 96

13、00TR1=1;SBUF=0;LCD_write_chinese_string(8,1,12,5,12,2);LCD_write_chinese_string(12,4,12,4,8,5);while(1) if(pre!=i)LCD_clear(); if(i!=3)&(pre=3)LCD_clear();flag=0;if(i=1)&(flag=0)LCD_write_chinese_string(8,1,12,5,12,2);/ LCD_write_chinese_string(12,4,12,4,0,5); /if(i=3) if(pre!=3)LCD_clear();flag=1;L

14、CD_write_chinese_string(12,1,12,4,17,5); LCD_write_chinese_string(12,4,12,4,21,5);if(i=2)&(flag=0)LCD_write_chinese_string(8,1,12,5,12,2);LCD_write_chinese_string(12,4,12,4,8,5);/zhengchang pre=i;if(i!=3)flag=0;void serial() interrupt 4/關(guān)閉串行中斷/清除串行接受標(biāo)志位/從串口緩沖區(qū)取得數(shù)據(jù)break;ES = 0;RI = 0;buf = SBUF;switc

15、h(buf)case 1:i=1;case 2:i=2; break;case 3: i=3; break;ES = 1;/允許串口中斷#include stm32f10x.h#include led.h#include Time_test.h#include usart1.hvolatile u32 time,time1,time_,time_1; / ms 計(jì)時(shí)變量volatile u32 tim,tim1,tim_,tim_1; / ms 計(jì)時(shí)變量 int t1,t2;int fire1,fire2;int data4;/* 函數(shù)名：main* 描述：主函數(shù)* 輸入：無* 輸出：無*/i

16、nt main(void)/* 配置系統(tǒng)時(shí)鐘為 72M */int i;SystemInit();/* led 端口配置 */LED_GPIO_Config();/* TIM2 定時(shí)配置 */TIM2_NVIC_Configuration();TIM2_Configuration();USART1_Config();USART2_Config();/* TIM2 開始計(jì)時(shí) */START_TIME;/USART1_printf(USART1, 1);/ 車禍/2 正常USART_SendData(USART1, 2);while(1)int select;int flag;data0=GPIO

17、_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6);data1=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);data2=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7);data3=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8);fire1=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_14);fire2=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_15); if(fire1=0|fire2=0)flag=1;GPIO_

18、SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);USART_SendData(USART1, 3);USART_SendData(USART2, 3);elseflag=0;GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6); if(time1=2000|time_1=2000)USART_SendData(USART1, 1);tim