專利名稱：一種基于單片機的智能交通燈的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于智能交通領域，尤其涉及一種基于單片機的智能交通燈。
背景技術：
目前，交通信號燈在疏導城市交通車輛方面發(fā)揮了巨大作用，是最常見也是最有效的方法。但是，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車的數(shù)量急劇增加，例如2010年，我國共銷售汽車1600多萬輛，造成城市交通十分擁擠，成為政府各部門亟待解決的一個問題。解決交通擁擠的方法大體有兩種，一種是加快城市道路建設，周全的規(guī)劃待建的道路，這種方法是解決交通擁擠問題的根本方法；第二種方法是加強城市道路管理，比如本實用新型提出的一種基于單片機的智能交通燈裝置以及加強交通違規(guī)的打擊力度、智能交通等等。眾所周知，現(xiàn)在大部分城市交通燈的控制方式比較死板，大多采用設定固定的時間間隔，交通燈按照這個間隔以固定不變的方式工作。然而，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，一個方向有很多車輛在等待紅燈，另一方向幾乎沒有車輛卻是綠燈，這種現(xiàn)象不僅降低道路的通行效率，而且浪費了人員的寶貴時間影響駕駛員的心情等等。
發(fā)明內容針對傳統(tǒng)交通燈存在的缺點和不足，本實用新型的目的在于，提供一種基于單片機的智能交通燈，可以在一定程度上緩解城市交通擁擠問題，提高現(xiàn)有道路的通行效率和通行能力。為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采用如下技術方案予以實現(xiàn)一種基于單片機的智能交通燈，包括攝像機，其特征在于，所述的攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接。上述單元都可以安裝在交通信號燈桿上。本實用新型的其他特點是所述攝像機為經(jīng)濟型補光道路攝像機AV-9030H-ITS/R。所述視頻同步分離單元為視頻分離芯片LM1881。所述視頻處理單元采用freescale公司生產(chǎn)的MC9S12DG128單片機，其能實時接收視頻同步分離單元輸入的信息，并對這些信息進行快速準確的處理，得到交叉口某一方向等待通行的車輛數(shù)。所述信息處理單元采用Atmel公司生產(chǎn)AT89C51單片機，其能實時接收視頻處理單元輸入的信息，并對這些信息進行快速準確的處理，然后控制交通燈工作。所述顯示單元為普通8段式數(shù)碼顯示管和發(fā)光二極管，8段數(shù)碼顯示管用于倒計時，發(fā)光二極管用作紅、綠、黃燈。本實用新型的基于單片機的智能交通燈，可以安裝在車流量較大的十字路口，應用范圍廣泛。攝像機采集的錄像，經(jīng)過視頻同步分離和視頻處理單元處理后得到視頻中的車輛數(shù)，信號處理單元根據(jù)預先編寫好的程序優(yōu)化交叉口各方向的綠燈通行時間，控制紅綠燈和倒計時顯示單元顯示。具有制作方便，電路簡單，成本低，更加智能化、高效化等特

[0014]圖I為本實用新型的結構示意框圖。[0015]圖2為供電電路圖。[0016]圖3為視頻處理電路原理圖。[0017]圖4為彳目息處理和顯不電路原理圖。[0018]圖5為本實用新型的工作流程圖。[0019]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
[0020]參照圖I所示，本實施例給出一種基于單片機的智能交通燈的硬件結構，包括攝像機、視頻同步分離單元、視頻處理單元、信息處理單元和顯示單元。[0021]本實施例中，攝像機采用山東中煤生產(chǎn)的經(jīng)濟型補光道路攝像機，型號為:
AV-9030H-ITS/R。該攝像機的攝像頭采用特殊光源補光，對字和底色均不反光；可直視強光，并可看見強光下的目標；具有防水、防雷擊功能；像素為752*582。該單元采用12V直流由供由
HZi I/、HZi o視頻同步分離單元采用LM1881芯片，該芯片用于提取峰峰值幅度從0. 5V到2V的標準負向同步NTSC。其具有大于10千歐的輸入阻抗,小于10毫安的電源輸出電流,復合同步以及幀輸出，奇/偶場輸出，在零下400C至85°C下工作。視頻處理單元采用Freescale公司生產(chǎn)的MC9S12DG128單片機。它是M68HC12 系列16為單片機中的一種,其內部結構主要有單片機基本部分和CAN功能塊部分組成，基本結構包括中央處理器單元HCS12 (CPU)、2個異步串行通信口 SCI、2個同步串行通信口 SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時器，I個8通道脈寬調制模塊以及49個獨立數(shù)字I/O 口(其中20個具有外部中斷及喚醒功能)，在片內還擁有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM 和2KB的EEPROM ；CAN功能塊包括兩個兼容CAN2. 0A/B協(xié)議的msCAN控制器組成，這些豐富的內部資源和外部接口資源可以滿足ECU對各種數(shù)據(jù)的處理、CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收要求，芯片集成了兩個msCAN12模塊，能夠實現(xiàn)高低速CAN網(wǎng)絡的網(wǎng)關節(jié)點功能。信息處理單元中采用Atmel公司生產(chǎn)的AT89C52單片機，其包含高性能、低功耗的 8位微處理器，內含8k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和256bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)。信息處理單元主要接收并處理電量信號輸入單元傳送的信息，并向語音提示單元輸出控制信號。顯示單元采用8段數(shù)碼顯示管和發(fā)光二極管，8段數(shù)碼顯示管用于倒計時，發(fā)光二極管用作紅、綠、黃燈。上述各單元都可以安裝在交通信號燈桿上。參照圖2，供電電路采用220V交流電，經(jīng)過全橋濾波、穩(wěn)壓后輸出5V直流電。變壓器后面由4個二極管組成一個橋式整流電路，整流后就得到一個電壓波動很大的直流電源，所以在這里接一個2200uf的電解電容；輸出的電壓經(jīng)過穩(wěn)壓芯片LM7805穩(wěn)壓后，變成電壓穩(wěn)定的+5V直流電供信息處理單元、顯示單元和視頻處理單元使用。參照圖3，AV-9030H-ITS/R攝像機共有3根線，接地線、電源線和信號線。信號線經(jīng)過0. Iuf的電容與視頻同步分離芯片LM1881的2引腳相連，視頻同步分離完成視頻圖像的行、列分離，其1、7引腳分別與單片機MC9S12DG128的PT3和PT2相連，分別控制視頻圖像的行和列信息。參照圖4，經(jīng)過視頻處理單元處理后的信號輸入信息處理單元即AT89C51單片機的Pl 口，按照預先編寫的程序控制用于顯示倒計時的8段數(shù)碼顯示管和用于顯示紅綠燈的發(fā)光二極管工作。P2 口控制紅綠燈，P22、P23和P24 口控制A方向紅綠燈，P25、P26和P27 口控制B方向紅綠燈。單片機的Pl 口發(fā)送的指令經(jīng)過鎖存器74LS373和2826的處理后控制倒計時數(shù)碼顯示管。參照圖5，該基于單片機的智能交通燈的工作流程如下所示首先，整個系統(tǒng)完成初始化工作，A方向和B方向各有兩個攝像機，采集各自方向的場景，經(jīng)過同步視頻分離后生成行和列圖像信號，按照預先編好的程序提取出車輛圖像的包絡線，并對挨在一起的車輛進行圖像分割，從而實時計算出各方向的車輛數(shù)。如果A方向兩個攝像機的圖像中的車輛總數(shù)大于B方向，則A方向適當延長綠燈時間；否則，適當延長B方向綠燈時間。當然控制策略可以更見智能化、人性化，比如可以建立A、B方向車輛數(shù)之差與A、B方向綠燈延長時間的函數(shù)進一步精確控制交通燈工作。
權利要求1.一種基于單片機的智能交通燈，包括攝像機，其特征在于，所述的攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接。
2.如權利要求I所述的基于單片機的智能交通燈，其特征在于，所述的攝像機選擇補光道路攝像機AV-9030H-ITS/R。
3.如權利要求I所述的基于單片機的智能交通燈，其特征在于，所述的視頻同步分離單元選擇視頻分離芯片LM1881。
4.如權利要求I所述的基于單片機的智能交通燈，其特征在于，所述的視頻處理單元采用MC9S12DG128單片機。
5.如權利要求I所述的基于單片機的智能交通燈，其特征在于，所述的信息處理單元采用AT89C51單片機。
6.如權利要求I所述的基于單片機的智能交通燈，其特征在于，所述的顯示單元為8段式數(shù)碼顯示管和發(fā)光二極管。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單片機的智能交通燈，包括攝像機，該攝像機通過視頻同步分離單元連接視頻處理單元，視頻處理單元還與一個帶有顯示單元的信息處理單元相連接，可以安裝在車流量較大的十字路口，應用范圍廣泛。攝像機采集的錄像，經(jīng)過視頻同步分離和視頻處理單元處理后得到視頻中的車輛數(shù)，信號處理單元根據(jù)預先編寫好的程序優(yōu)化交叉口各方向的綠燈通行時間，控制紅綠燈和倒計時顯示單元顯示。具有制作方便，電路簡單，成本低，更加智能化、高效化等特點。
文檔編號G08G1/08GK202352085SQ201120437659
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權日2011年11月8日
發(fā)明者張倩, 林小鳳, 馬建新 申請人:長安大學