智能交通体验实训系统.docx

智能交通体验实训系统智能交通体验实训系统 1、智能交通体验实训系统概述 智能交通体验实训系统作为物联网典型应用的实训平台，以城市交通场景沙盘和智能车辆为控制对象，集合了无线通讯技术、物联网射频识别技术、传感器技术、嵌入式系统技术、分布式云计算技术、网络安全技术以及图像处理等先进技术。 具有智能行车、行车自动避让、车辆道闸、智能停车、视频GPS定位、车辆识别、车牌识别、行车视频监控、交通灯控制、城市交通管理等功能。通过道路监测系统采集车辆运行数据信息、停车数据信息等数据信息，通过无线网传送给嵌入式智能控制中心与主控服务器，通过大屏幕或计算机显示交通运行数据信息，并进行分析处理，自动控制交通灯、道闸、车辆等设备的工作状态。 智能交通体验实训系统架构 2、系统体验功能 2.1沙盘 系统标准沙盘尺寸为300cm*200cm*70cm，沙盘上部署了真实的智能交通设备，如地感线圈、摄像头、传感器等，智能交通沙盘包含了各种模拟自然灾害区域，模拟停车场区域，卡口模拟区域，模拟道闸，校园模拟区域，居民生活区域，还包括了防护林带、小区、工业园区、道路、红绿灯、桥梁等模拟设施。 智能交通沙盘图 2.2智能小车 系统提供标准的智能小车，智能小车模型遵循真实车辆比例所制作，小车内嵌了多路智能控制系统，可以实现无线通信、障碍物识别、实时路况图像采集、车辆避让、自动循迹等功能，软硬件资源开放，学生可对小车功能进行扩展开发。 系统的智能小车具有以下功能： 1、自动行驶：智能车辆系统根据道路信息和行驶路线安排在道路上自动寻迹行驶；在路口识别交通指示灯信息并按照交通指示灯信息要求行驶。 2、自动停车：在路口如遇红灯，则停车，待绿灯显示或延时后再起动行驶。 3、车辆信息采集：将车辆相关的传感器信息通过通讯模块传递给控制中心。 4、小车实时路面视频监控：小车自带摄像头，可将视频数据通过无线传递给中心服务器。 5、行车避让：智能小车在会车的时候，自动进行避让操作。 6、智能识别功能：小车监测到沙盘上有断桥、山体滑坡等意外现象后，小车识别后自动停车或行车。 2.3智能交通控制系统 智能交通控制系统包含了智能交通的各个控制子系统，能够模拟实现交通指示灯、交通照明控制、电子道闸、ETC系统等典型应用。 1、交通指示灯 沙盘提供了多路交通指示灯，模拟实际的交通状况。根据系统配置，可以自动显示各个路口的各种交通指示灯；系统可查询、强制切换交通指示灯工作状态。 交通指示灯图 2、交通照明控制 系统可对沙盘上各种照明设备进行查询和控制，包括小区、停车场、所有路灯等进行开、关智能控制。 交通指示灯图 2.4智能交通监控系统 系统为智能交通系统的中心控制器，系统将交通设备、智能车辆和虚拟驾驶员结合为一体，模拟真实的城市交通，监控所有的的交通信息，会给出各种智能分析以便做相关的决策。 系统实时采集沙盘上各种传感器、RFID、视频信息，通过高速视频模拟GPS定位监控所有车辆的位置，并在监控中心主界面上实时显示车辆的位置、速度等信息。通过各种信息的监控，掌握全路段交通信息，精确定位各种交通意外地点。 系统具有如下功能： 1、实时监控小车：通过高速摄像头，监控沙盘，并由高性能的算法服务器实时识别出沙盘上各个小车的序号与位置，并传递给应用服务器相关软件。最终在监控中心主界面上实时的显示每个小车的位置。 2、智能小车实时路面监控：小车自带摄像头，并通过无线将视频数据传递给上层，监控中心可在页面上实时调用每辆小车对应的路况。 3、智能小车远程控制系统：通过监控中心软件直接控制沙盘上小车的各种行为，如停止、行车、倒车、拐弯等，以便处理各种意外情况。 4、智能小车信息监控：监控智能小车车载传感器信息，监测智能小车的运行状态。 5、智能路径分析：监控中心通过各种采集信息，给智能小车指定相关路径，进行导航。 智能交通监控系统图 2.5高速视频模拟GPS车辆定位 沙盘顶棚安装的高速相机将对整个沙盘进行监控，通过各种模拟算法对小车进行1:1的模拟动态位置跟踪、识别区分不同的车辆。 小车在沙盘上工作时，系统顶部高速相机发送图像采集信号，然后高速相机将相关图像传递给高性能服务器进行图像分析，最终将小车位置区域，小车编号等信息传递给软件应用层。 视频定位示意图 GIS电子地图系统与服务器对接，将道路上的所有信息以动态电子地图的形式展示在大尺寸屏上，并与组态软件相结合，实现人员通过操作屏幕来改变智能交通网络的交通状态。 电子地图系统与交通沙盘上部署的传感器网络和监控网络相互通信，实现可表现智能交通全局的动态电子地图。该电子地图不仅表现了智能交通的交通实景，并实现了动态控制，在交通过程中，可以通过电子地图改变道路的状态、智能汽车的状态。 电子地图实时显示车辆位置、速度信息，车辆行驶中地图也实时的进行变化。 电子地图提供车辆导航功能，小车可以根据电子地图所规划的路线进行行驶。 GIS电子地图 2.6交通环境监测系统 交通环境监测系统将实现对沙盘的各种环境传感器的监测。系统自动监测实训环境的温湿度数据并显示在中心界面中，系统可查询分析环境数据的历史数据，提供环境数据的报警阈值设置，环境信息报警查询等。 2.7智能防灾系统 沙盘可模拟火灾、大雾、山体滑坡、断桥、山洪等自然灾害。智能防灾系统实现对上述灾害的监控，在第一时间告知相关抢险部门进行险情的排除，在此过程中，智能交通网络能够提供道路封闭和占用的功能，实现封锁危险道路，并为抢险部门的车辆开辟最快道路。突发事件控制是指火灾、断桥、山体滑坡通过突发事件控制器实现开、关的智能控制。 智能防灾系统图 2.8交通信息操作展示平台 智能交通信息中心统一处理所有数据，实现集中查询和控制。系统中所有设备均可以通过中心服务器控制、检测和状态查询，同时远程手机、远程 PC控制也将通过中心服务器所实现，所有经过网络传输的数据均通过中心服务器接收、分析、分配、发送。同时系统提供了多种访问方式。 1、网络控制：远程计算机用户可以通过互联网发送控制或检测指令至中央控制器，对系统中任意设备进行控制操作、检测与状态查询，实现真正的远程网络管理 2、手机远程控制：远程手机用户可以通过3G网络登录到中央控制器，对系统中任意设备进行控制操作、检测与状态查询，实现真正的远程手机管理。 3、大屏展示功能：提供大屏幕进行系统展示，小车运行情况通过智能交通监控系统在大屏幕上显示，软件与实际沙盘情况一一对应，达到最佳的演示效果。 3、系统配置 序名称 号 1.标准沙盘2m宽×3m长×0.7m高。 智能交通沙1 盘 ETC系统、山地，用于运行智能小车。 系统可以控制沙盘各道路路口的红绿灯。并与智能小车互动。 交通指示灯2 控制系统 智能I/O控制模块： 智能继电器控制模块： 1.智能小车的尺寸限制在25cm*20cm*15cm之内。负载不低于3KG。 3 智能小车 2.高速嵌入式车载电脑 3.车辆控制模块 4.车辆提供WIFI等无线通信模块 3 5 5 无线通信控制器： 5 2.沙盘上模拟制作道路系统、信号灯系统、模拟1 指标 数量 5.车载摄像机模块 6.障碍物检测模块 7.自动驾驶系统模块 8.自动通信、车辆控制，图像识别、模拟GPS定位 9.电子地图导航和自动导航 10.车辆可根据交通信号灯变化情况，实现红灯停车、绿灯行驶。 嵌入式触控网关: 4 触控网关 开放性：开放全部软件、硬件设计资源供教学使用。 CPU:ARM Cortex-A8 1G，双核；DDR:512M；FLASH:512M；以太网:100M Ethernet controller ；USB: HOST 2个以上； RS232接口: 5 3730网关 2路以上RS232；分辨率：1024× 768；触摸屏：电容触摸屏；摄像头：OV5640,500万像素；ZIGBEE: CC2530 ZNP； 芯片组 Intel H61 显卡类型 集成显卡 智能交通中6 心服务器 网卡 1000Mbps以太网卡 CPU： 2.9 GHz 双核 声卡 集成声卡 1 1 1 三级缓存 3MB 内存容量 2GB DDR3 硬盘 500G SATA串行 7200转/分钟 光驱:DVD光驱 智能交通管理系统软件包括了众多功能，包括智能交通控制软件，智能交通监控软件，视频模拟GPS定位软件，GIS电子地图软件等组成。 智能交通管理系统软件为智能交通系统的中心控制器，系统将交通设备、智能车辆、道路结合为一体，模拟真实的城市交通，监控所有的的交通信息，会给出各种智能分析以便做相关的决策。 1.智能交通控制软件可对智能交通沙盘上的各个智能交通管控制子系统进行控制，能够模拟实现交通指示灯、7 理系统软件 交通照明控制、电子道闸、ETC系统等典型应用。 2.系统实时采集沙盘上各种传感器、RFID、视频信息，通过高速视频模拟GPS定位监控所有车辆的位置，并在监控中心主界面上实时显示车辆的位置、速度等信息。通过各种信息的监控，掌握全路段交通信息，精确定位各种交通意外地点。 3.GIS电子地图系统与服务器对接，将道路上的所有信息以动态电子地图的形式展示在大尺寸屏上，并与组态软件相结合，通过界面操作来改变1 智能交通网络的交通状态。 电子地图实时显示车辆位置、速度信息，车辆行驶中地图也实时的进行变化。 电子地图提供车辆导航功能，小车可以根据电子地图所规划的路线进行行驶。 实现各种传感与控制，各个控制节点组件化，图形界面上通过鼠标拖拉，基于HTML网页编程即可搭建各种物联网应用系统。 物联网中间中间件提供了一个统一的，具有丰富功能的开放8 件 式平台，它可以简化开发的过程，明显的降低产品或系统的开发成本。几乎可以连接任何嵌入式设备或系统，而不用太多考虑这些设备的制造厂家和所其使用的通讯协议。 无线路由器。 9 其它设备 24口交换机。 红绿灯控制实验 光照采集实验 中间件环境熟悉搭建 主要实验列10 表 车辆定位实验 交通信号灯控制实验 电子道闸控制实验 车载摄像头远程控制实验 1 1 1 红外探测实验 霍尔感应实验 超声波障碍探测实验 基于信息智能处理的轨道交通节能控制系统试验 无线组网实验 ZIGBEE通讯实验 WIFI通讯实验等 能够与原有设备配套协调使用，方便整体教学。该实训系统具备与原有设备、现有设备联网、软件统一管理，协调配套使用。