基于嵌入式的交通信号灯物联网技术研究
发布时间：2021-12-10 18:58
交通信号灯在维持交通秩序方面发挥着不可或缺的作用。但是由于工作环境恶劣和人为破坏等原因,导致信号灯经常出现故障。若交通信号灯出现故障,很容易导致交通混乱甚至引发交通事故。而且当前全市的交通灯故障排查采用的是人工巡检的方式,这种方式存在故障发现不及时,效率低的缺点。针对这些缺点设计了一套基于嵌入式的交通信号灯物联网系统,该系统能够提高信号灯供电传输环节的可靠性,减少交通灯故障的发生,而且能够实现将信号灯状态信息和故障信息实时上传服务器并且能展示在Web监控平台上。系统主要包括硬件部分和软件部分。硬件部分的功能主要是提高信号灯供电传输环节的可靠性和信号灯状态故障检测并上传服务器,该部分采用电力线载波技术,在供电电缆上传输控制信号,保证了部分线路出现断路或者短路的情况下信号灯依然能正常工作,以减少信号灯故障的发生。信号灯故障检测是通过光纤接收器检测信号灯的亮灭状态,并和信号机发出的信号灯控制时序对比,从而判断出信号灯的故障信息。网关将信号灯状态和故障信息封装成自定义的MQTT控制报文,并将这些控制报文以固定频率发送到本地服务器。软件部分主要是搭建了本地服务器和开发了Web监控平台,本地服务器...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交通信号灯实物图
13传输电缆（低压直流输电总线隔离）主机单元光纤接收器光纤接收器光纤接收器单片机信号灯状态检测单元交流市电信号机信号机输出侦测板主机控制器主机电力猫主机冗余供电板AC-DC电源本地服务器MQTT协议电力线载波++--信号灯控制信号分机单元光纤光纤光纤分机电缆汇合板分机电力猫分机控制器DC-AC逆变器灯控板红灯黄灯绿灯图3-3系统硬件结构图3-4系统硬件实物图2.AC-DC电源1.主机控制器3.主机电力猫4.主机冗余供电板5.信号机输出侦测板7.信号灯控制板6.信号灯/光纤接收器8.逆变器9.分机控制器10.分机电力猫11.信号灯状态检测单元12.分机电缆汇合板
15出侦测电路板。该电路板共有16路交流信号检测电路，每路通道检测到对应通道有信号时，对应指示灯点亮。该信号机输出侦测板的原理图如图3-6所示：图3-6信号机输出侦测板利用EL354光耦模块检测信号机输出控制端是否有输出，光耦输入端的电压为AC220V，如无电压输出，光耦截止，输出端为高电平。如果信号机输出端有电压输出则光耦导通，因为检测到的信号为交流信号，故为脉冲波形，所以添加了电容，加电容的目的是利用电容的充放电特性，使信号机输出端有电压输出时整个电路输出恒为低电平。信号机输出侦测板的输出端连接主机的开发板的GPIO口，这样就将信号机输出的交流电信号转化为电平信号，实现了主机开发板接收信号灯控制信号。信号灯输出侦测板的实物如图3-7所示：图3-7信号灯输出侦测板的实物图3.3.3主机控制器本系统的主机控制器和分机控制器都采用迈冲科技的AM335x嵌入式开发板。该开发板采用ARMCortex-A8架构,主频可达600MHz，采用Linux操作系统，温度承受范围达到工业级温宽，内存为1片256MBDDR3，存储为256MNandFlash，2路10/100自适应以太网接口，四路485、232串口，两路USB接口，支持3G/4G和WIFI，两路CAN接口，EMC防护处理。因此该开发板的性能完全满足与服务器及
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有车流量检测功能的智能交通灯控制系统设计[J]. 宋嘉炜,张程誉,何思卓. 计算机与数字工程. 2019(11)
[2]基于B/S和MVC模式的物流仓储管理系统研究[J]. 张志浩,张丽. 中国储运. 2019(11)
[3]基于单片机的十字路口交通灯控制系统设计[J]. 邹智恒,钟靓,刘含超,张科,白宇,邓皓云. 机械研究与应用. 2019(05)
[4]基于嵌入式Linux的农业物联网网关软件的研究与设计[J]. 庄旭菲,刘志强,高睿鹏. 信息与电脑(理论版). 2019(20)
[5]基于嵌入式Linux的视频通信系统设计与实现[J]. 周锦阳,吴哲,宋广. 舰船电子工程. 2019(10)
[6]物联网故障采集及远程监测系统设计与研究[J]. 洪俊,徐鼎,沈丽敏,汪政,刘凯,顾力,孙博,张程,汪楚. 电器工业. 2019(09)
[7]异构系统中的Web服务器软件框架研究[J]. 尤国华,刘媛,高东. 计算机工程与应用. 2020(11)
[8]拟态构造Web服务器的服务质量量化方法[J]. 张杰鑫,庞建民,张铮,邰铭,刘浩. 计算机科学. 2019(11)
[9]基于移动互联WEB开发的MVC模式研究[J]. 孙林,于海春,李星宇. 科技风. 2019(23)
[10]500 kV变电站泛在电力物联网应用技术研究[J]. 张彩友,邹晖,冯正伟,焦晨骅,刘晋,刘勋. 浙江电力. 2019(08)
硕士论文
[1]基于物联网的电能质量传输系统设计与实现[D]. 穆天.西安理工大学 2019
[2]基于嵌入式技术的多参数记录仪测试平台软件设计[D]. 张皓威.中北大学 2019
[3]面向物联网的安全发布订阅系统的设计与实现[D]. 吕品.北京邮电大学 2019
[4]LoRa物联网无线通信技术性能预测研究[D]. 檀蓉.河北工程大学 2019
[5]基于云服务的物联网嵌入式开发平台研究与设计[D]. 范天恩.上海师范大学 2018
[6]基于MQTT协议的物联网电梯监控系统研究[D]. 崔自赏.华中科技大学 2018
[7]基于嵌入式Linux平台的新风网关系统开发[D]. 彭康.浙江大学 2018
[8]基于MQTT的物联网系统文件传输方法的研究与应用[D]. 刘丽.陕西科技大学 2018
[9]基于AM335X的多参数监护仪[D]. 吴鸣.杭州电子科技大学 2017
[10]基于电力载波的智能路灯控制系统的设计与实现[D]. 栗永胜.杭州电子科技大学 2017
本文编号：3533210
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交通信号灯实物图
13传输电缆（低压直流输电总线隔离）主机单元光纤接收器光纤接收器光纤接收器单片机信号灯状态检测单元交流市电信号机信号机输出侦测板主机控制器主机电力猫主机冗余供电板AC-DC电源本地服务器MQTT协议电力线载波++--信号灯控制信号分机单元光纤光纤光纤分机电缆汇合板分机电力猫分机控制器DC-AC逆变器灯控板红灯黄灯绿灯图3-3系统硬件结构图3-4系统硬件实物图2.AC-DC电源1.主机控制器3.主机电力猫4.主机冗余供电板5.信号机输出侦测板7.信号灯控制板6.信号灯/光纤接收器8.逆变器9.分机控制器10.分机电力猫11.信号灯状态检测单元12.分机电缆汇合板
15出侦测电路板。该电路板共有16路交流信号检测电路，每路通道检测到对应通道有信号时，对应指示灯点亮。该信号机输出侦测板的原理图如图3-6所示：图3-6信号机输出侦测板利用EL354光耦模块检测信号机输出控制端是否有输出，光耦输入端的电压为AC220V，如无电压输出，光耦截止，输出端为高电平。如果信号机输出端有电压输出则光耦导通，因为检测到的信号为交流信号，故为脉冲波形，所以添加了电容，加电容的目的是利用电容的充放电特性，使信号机输出端有电压输出时整个电路输出恒为低电平。信号机输出侦测板的输出端连接主机的开发板的GPIO口，这样就将信号机输出的交流电信号转化为电平信号，实现了主机开发板接收信号灯控制信号。信号灯输出侦测板的实物如图3-7所示：图3-7信号灯输出侦测板的实物图3.3.3主机控制器本系统的主机控制器和分机控制器都采用迈冲科技的AM335x嵌入式开发板。该开发板采用ARMCortex-A8架构,主频可达600MHz，采用Linux操作系统，温度承受范围达到工业级温宽，内存为1片256MBDDR3，存储为256MNandFlash，2路10/100自适应以太网接口，四路485、232串口，两路USB接口，支持3G/4G和WIFI，两路CAN接口，EMC防护处理。因此该开发板的性能完全满足与服务器及
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有车流量检测功能的智能交通灯控制系统设计[J]. 宋嘉炜,张程誉,何思卓. 计算机与数字工程. 2019(11)
[2]基于B/S和MVC模式的物流仓储管理系统研究[J]. 张志浩,张丽. 中国储运. 2019(11)
[3]基于单片机的十字路口交通灯控制系统设计[J]. 邹智恒,钟靓,刘含超,张科,白宇,邓皓云. 机械研究与应用. 2019(05)
[4]基于嵌入式Linux的农业物联网网关软件的研究与设计[J]. 庄旭菲,刘志强,高睿鹏. 信息与电脑(理论版). 2019(20)
[5]基于嵌入式Linux的视频通信系统设计与实现[J]. 周锦阳,吴哲,宋广. 舰船电子工程. 2019(10)
[6]物联网故障采集及远程监测系统设计与研究[J]. 洪俊,徐鼎,沈丽敏,汪政,刘凯,顾力,孙博,张程,汪楚. 电器工业. 2019(09)
[7]异构系统中的Web服务器软件框架研究[J]. 尤国华,刘媛,高东. 计算机工程与应用. 2020(11)
[8]拟态构造Web服务器的服务质量量化方法[J]. 张杰鑫,庞建民,张铮,邰铭,刘浩. 计算机科学. 2019(11)
[9]基于移动互联WEB开发的MVC模式研究[J]. 孙林,于海春,李星宇. 科技风. 2019(23)
[10]500 kV变电站泛在电力物联网应用技术研究[J]. 张彩友,邹晖,冯正伟,焦晨骅,刘晋,刘勋. 浙江电力. 2019(08)
硕士论文
[1]基于物联网的电能质量传输系统设计与实现[D]. 穆天.西安理工大学 2019
[2]基于嵌入式技术的多参数记录仪测试平台软件设计[D]. 张皓威.中北大学 2019
[3]面向物联网的安全发布订阅系统的设计与实现[D]. 吕品.北京邮电大学 2019
[4]LoRa物联网无线通信技术性能预测研究[D]. 檀蓉.河北工程大学 2019
[5]基于云服务的物联网嵌入式开发平台研究与设计[D]. 范天恩.上海师范大学 2018
[6]基于MQTT协议的物联网电梯监控系统研究[D]. 崔自赏.华中科技大学 2018
[7]基于嵌入式Linux平台的新风网关系统开发[D]. 彭康.浙江大学 2018
[8]基于MQTT的物联网系统文件传输方法的研究与应用[D]. 刘丽.陕西科技大学 2018
[9]基于AM335X的多参数监护仪[D]. 吴鸣.杭州电子科技大学 2017
[10]基于电力载波的智能路灯控制系统的设计与实现[D]. 栗永胜.杭州电子科技大学 2017
本文编号：3533210
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3533210.html
