陸宇晴一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈的設(shè)計研究

一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈的設(shè)計研究

閔行中學(xué)高二(9)陸宇晴

摘要：

目前道路紅綠指示燈還存在某些問題，例如：駕駛員覺得自己能趕在綠燈前開過路口，而主觀判斷誤闖紅燈；開車時前方有大型貨車擋道看不清紅綠燈而誤闖紅燈；色盲色弱患者對顏色的無法識別而闖紅燈；車輛大轉(zhuǎn)彎不顧路人安全等問題。

本課題設(shè)想將紅綠燈的主觀判斷運用無線信號發(fā)射，以及GPS定位與單片機技術(shù)投映于導(dǎo)航或手機軟件中，通過提示性語音系統(tǒng)協(xié)助駕駛員作出清晰的數(shù)據(jù)判斷；一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈在設(shè)計上是讓GpS測速預(yù)測自己能否通過下一個路口的紅綠燈，即導(dǎo)航儀屏幕顯示當前速度下的綠色的閃爍路段，語音提示“可以通過”輔助司機尤其是色盲色弱人士開車，從而使紅綠燈更加合理和智能，同時為無人駕駛汽車提供了道路管理的技術(shù)保障。智能紅綠燈關(guān)鍵詞：紅綠燈、無線傳輸

、信號發(fā)射、導(dǎo)航（儀）軟件研究背景

現(xiàn)代城市日益繁華綠化茂盛，車輛越來越多，日常的紅綠燈在馬路的邊上，在使用過程中經(jīng)常發(fā)生前面的大卡車擋住了紅綠燈，大霧的時候看不到信號燈，有時候被綠化掩蓋，導(dǎo)致司機看不到紅路燈信號。等看到了已經(jīng)來不及了，容易誤闖紅燈，易造成交通事故。尤其介于一般道路上的紅綠燈司機無法判斷是否可以經(jīng)過，紅綠色盲或色弱患者無法開車的一系列紅綠燈的應(yīng)用問題，我們想紅綠燈是否可以更智能呢？或許一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈能解決這些問題。智能紅綠燈研究目標

通過對紅路燈信號的改造，無線發(fā)射信號。讓司機在車內(nèi)通過導(dǎo)航儀或手機導(dǎo)航軟件就可以看到前方的紅路燈信號，減少因看不到紅綠燈信號違規(guī)操作而引起的交通事故。研究過程

在想到運用無線紅綠燈之前想到是否可以使用LED燈嵌入在道路旁，方便司機觀察。但是嵌入式紅綠燈施工大，日后還要維護LED燈，并且只能在簡單路段使用，紅綠燈縱雜的路口無法應(yīng)用，效益低，我對此方式?jīng)Q定放棄。

無線紅綠燈是嵌入式紅綠燈的改良版。智能紅綠燈（二）技術(shù)改進

一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈由無線紅綠燈發(fā)射器和安裝在車內(nèi)的信號無線接收器（導(dǎo)航儀，手機）組成。無線發(fā)射器有單片機和無線發(fā)射模塊組成。接收器可定制也可在現(xiàn)有的導(dǎo)航儀上顯示。從而做到可以在車內(nèi)知道紅路燈的信號，降低事故的發(fā)生率。智能紅綠燈

通過單片機加無線發(fā)射模塊，組成無線發(fā)射器。

通過軟件編譯好程序后，通過串口寫入到單片機的模塊中發(fā)射信號分為2種南北東西各一種信號，智能紅綠燈

導(dǎo)航儀接收器，在原有的導(dǎo)航儀的系統(tǒng)上開發(fā)一個圖形的紅路燈系統(tǒng)，導(dǎo)航儀上的GPS是開放的，利用GPS定位的功能，可測繪出車輛是南北的走向，還有東西走向，根據(jù)不同的走向接收不同的紅路燈信號。智能紅綠燈

一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈的另一種功能是通過GpS測速預(yù)測自己能否通過下一個路口的紅綠燈，結(jié)合車距離路口的路程計算出能否通過下一個路口，若能則在綠燈下會有一個綠色的五角星，表示車主只要保持車速就可以通過，若不能通過，在交通法規(guī)允許的范圍內(nèi)，會有閃爍的藍色五角星提醒車主適當加速便可通過；同時軟件帶有語音功能，協(xié)助各類司機開車。

另一個問題就是轉(zhuǎn)彎問題,在轉(zhuǎn)彎車道上的車系統(tǒng)會計算當前車與對面路口的距離，若不能在紅燈前通過對面路口的線，則會有黃色五角星閃爍，提醒司機謹慎駕駛或加速開過或停下等候。

智能紅綠燈如圖假設(shè)一輛車每小時60公里通過，多點GPS測速，無線紅綠燈的信號通過無線發(fā)射告知車載終端自動計算出2分鐘后是綠燈有7秒通過時間。車輛只需按這個數(shù)度即可通過。已知S＝VT如圖假設(shè)一輛車每小時60公里通過，多點GPS測速，無線紅綠燈的信號通過無線發(fā)射告知車載終端自動計算出2分鐘后是紅燈第12秒不能通過。車輛只需加速或減速來實現(xiàn)通過。智能紅綠燈智能紅綠燈研究結(jié)論一種含有信號發(fā)射功能的智能紅綠燈解決了哪些問題？1在緊急情況下通過看無線紅綠燈避免因看不清紅綠燈而造成的誤闖問題。2大轉(zhuǎn)彎的行車安全問題通過司機的配合與智能紅綠燈的協(xié)助有望緩解2若未來道路上安裝了無線發(fā)射器，根據(jù)導(dǎo)航儀的測速功能結(jié)合紅綠燈的顯示（可以預(yù)測當前車輛能否通過路口，提前告訴司機）。特別適合在空曠的郊區(qū)，和晚間行駛?？筛鶕?jù)提示避免紅燈，節(jié)約時間。3導(dǎo)航儀（軟件）中不僅可以顯示當前道路的紅綠燈還可以在當前亮的顏色下加上語音功能或直接配上文字，若加之應(yīng)用或有希望解決紅綠色盲或其他色盲的開車難問題。4.為無人汽車提供了道路管理的技術(shù)保障智能紅綠燈五．課題存在問題：

1.考慮到現(xiàn)在大家開車不會一直使用導(dǎo)航儀或者手機導(dǎo)航軟件，我們的無線電紅綠燈應(yīng)用還留有局限性。

2由于技術(shù)原因，課題還停留在理論階段，距離目的地還有很長的路要走。六．課題致謝：

工程類課題對我也是個嘗試，通過提出問題，分析問題，制定計劃，又提出問題，更新計劃。我有迷茫，無助過，感謝家人的鼓勵與老師的指導(dǎo)，我從中收獲的更是對自己能力的訓(xùn)練。七．參考文獻：1、基于無線傳感