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《基于arm智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于ARM智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘要:隨著社會發(fā)展,人們生活水平有了質(zhì)的提高,越來越多的人利用汽車進行代步,汽車保有量逐步增多,這使得道路壓力越來越大,交通狀況日益嚴峻。針對上述情況,緩解道路壓力的傳統(tǒng)方法是對道路進行擴寬、把路網(wǎng)密度適當(dāng)增大,建立起立體交通網(wǎng)模式。但由于城市空間密集型程度越來越高,上述傳統(tǒng)方法對路面交通狀況的緩解顯得有點疲軟,因此,如何利用現(xiàn)行的智能化控制技術(shù)來解決交通問題。文章以交通路口的通行為研究對象,闡述了基于ARM交通燈的智能控制,為智能交通的研究提供了理論參考?! £P(guān)鍵詞:ARM;智能交通燈;控制系統(tǒng) 1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 如圖1所示,交通燈布置為東、南、西、北
2、四個方向,每個方向交通燈上再配備對應(yīng)的攝像頭,攝像頭的功能用于探測所屬方向車輛通行情況(車輛等待隊列,車輛通行量)。ARM處理器中的9號、10號功能,9號用于處理圖像反饋信息,10號用于處理9號反饋信息對信息中的車輛排隊情況作交通燈的智能控制,除此之外10號控制器ARM還與通訊監(jiān)控中心保持通信?! ∪鐖D2所示,攝像頭拍對面駛來的車輛,攝像區(qū)域?qū)χ囕v車道的中心,微微往下偏斜,其拍攝的情景要包含車輛的停止線,遠景涉及的區(qū)域要覆蓋面廣。攝像頭在安裝時一定要穩(wěn),防止抖動帶來的負面不確定性,當(dāng)?shù)缆奋嚵髁慷鄷r應(yīng)該根據(jù)實際情況加大攝像頭的量。交通燈的安裝位置應(yīng)該與實際路口情況因地制宜。 2系統(tǒng)硬件組成
3、 系統(tǒng)硬件包括以下幾個主要模塊: 2.1ARM嵌入式處理器模塊 ARM(AdvancedRISCMachines)的英文名稱有多種解釋,一類解釋是一個公司名稱的縮寫,一類解釋是這類微處理器模塊的通用代號,還有一類解釋是一種技術(shù)名稱的統(tǒng)稱。ARM處理器的特點主要歸納總結(jié)為三個方面:(1)電量損耗低功能豐富;(2)具有16位與32位的雙指令集;(3)其研發(fā)與多家廠商合作,兼容性較好。隨著技術(shù)的日新月異,ARM的發(fā)展延續(xù)了眾多體系,體系不同其特征也存在較大差別,但如果體系一致雖擁有眾多處理器內(nèi)核但大體是相同的?! RM發(fā)展經(jīng)歷了眾多階段,從起初的發(fā)展階段,即ARMV1到ARMV3階段,到后來的
4、ARMV4到ARMV7階段,ARM的應(yīng)用正逐步趨于成熟。ARMV4的體系代表有3種,分別是ARM7、ARM9以及StrongARM。ARMV5的體系代表有4種:ARM10、Xscale、DSP指令集及JAVA。ARMV6的體系代表有4種:ARM11、定點DSP功能、性能提高8倍的JAVA和音視頻性能優(yōu)化4倍的Media。ARMV7的體系代表有A系列、M系列與R系列,A系列是根據(jù)用戶需求不同提供全方位智能控制操作平臺的單片機,R系列是實時系統(tǒng)控制單片機,M系列是低端控制型單片機。 本文的控制系統(tǒng)在研發(fā)階段是基于S3C2410處理器,該處理器由Samsung公司生產(chǎn),處理器的設(shè)計理念源于ARM9
5、,其基本功能框架結(jié)構(gòu)都是基于ARM9。從其系統(tǒng)的硬件原理圖可以得出,整套系統(tǒng)需用到雙ARM處理器,其處理器主頻可達266M,一個處理器用于處理圖像,另一個處理器用于實現(xiàn)控制,兩個處理器之間可以通過多種方式進行相互聯(lián)系?! ?SPI方式 SPI總線方式是摩托羅拉公司推出的,實現(xiàn)了同步三線方式接口通信,該三線分別掌握不同的輸入輸出功能,其中包含時鐘傳輸線(SCK),數(shù)據(jù)流輸入線(MOSI),數(shù)據(jù)流輸出線(MISO);這些傳輸線是CPU與各種外圍設(shè)備溝通的橋梁。SPI在其應(yīng)用過程中主要有如下特點:(1)同步發(fā)射與接收串行數(shù)據(jù);(2)可通過頻率來對時鐘進行程序編制;(3)可用于主機或者工作機使用;(
6、4)擁有中斷結(jié)束標志;(5)擁有矛盾沖突保護功能;(6)具備總線競爭保護功能。 .IZC方式 是一個多主機的總線,具備多主機系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線?! ZC總線利用兩根雙向信號線,數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL在連接到總線的器件間通信。每個I2C總線器件都有唯一的地址識別?! ?DART串口方式 串口通信技術(shù)概念通俗易懂,其串口發(fā)送與接收字節(jié)是按位進行。盡管串口通信按字節(jié)進行并行發(fā)送速度較慢,但其串口可以實現(xiàn)在同一根線進行輸入、輸出數(shù)據(jù)的傳輸,串口通信接口的輸入輸出數(shù)據(jù)的傳輸使用方便,其串口都有統(tǒng)一的標準協(xié)議。串口在應(yīng)用過程中,串口實際就是對應(yīng)的物理變量
7、地址,對串口進行操作就是對物理地址進行操作,因此串口方式的通信編程方式較為簡單。本文所需的兩個平臺都有對應(yīng)的串口集成,為了便于連接,這里選用的通信方式就是串行接口通信?! ≡谠摬糠謨?nèi)容中,除處理器外還包含一些存儲設(shè)備,而本文主要闡述了智能交通燈的主要控制原理,因此在這里就具體展開介紹了?! ?.2攝像頭模塊 攝像頭根據(jù)感光元器件的差異,可分為兩類:CCD與CMOS,兩者在其??用過程中根據(jù)自身特