智慧交通系统解决方案

广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处1嵌入式-A7工控核心板智慧交通系统解决方案你是否曾在十字路口望着绿灯变红却只能排队等候，在下班路上归心似箭却只能龟速行进，因为拥堵而丧失驾驶激情。现在，智慧交通管理系统来了，系统通过检测设备采集交通信息，并经整合计算，使驾驶道路成为绿波带，让你畅行无阻，点燃你行驶的速度和驾驶的激情。图1日常交通拥堵现状智慧交通管理系统的大脑为交通指挥中心，指挥中心管理着多个子系统。各个子系统有其独立的功能，又相互协作。这些子系统建立在底层的硬件设备之上，硬件设备主要由6个控制器和一些检测设备构成。智慧交通管理系统的整体架构如图2所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处2嵌入式-A7工控核心板交通信息检测器路由器交通指挥中心地磁地磁地磁网络视频录像机云台摄像机高清摄像机球形摄像机环境信息检测器地面温度空气温度雾霾浓度烟雾检测交通信号控制机信号灯遥控器行人按钮校时模块噪声积水检测交通灯故障监控器检测模块交通信息采集系统交通诱导系统交通信号控制系统交通视频监控系统治安卡口系统电子警察系统倒计时器交通诱导控制器诱导屏图2路口交通管理系统1.1交通信息采集系统交通信息采集系统是利用安装在车辆上和道路上的交通信息采集设备（传感器、摄像机等）进行车流量、车速、车长（车辆分型），车间距、拥堵状况等信息进行收集、处理和传输。是智慧交通管理系统中交通信息的数据源头。1.1.1交通信息检测器交通信息检测器主要功能是接收检测器（地磁、摄像头）发送的检测数据，对得到的检测数据进行处理，然后将这些数据信息传输给别的子系统和交通指挥中心。设备配置有显示屏，可通过显示屏查看采集数据和通讯信息，也可通过显示屏设置通讯参数和对检测器进行参数配置。广州致远电子采用Freescalei.MX6UL系列Cortex-A7处理器的M6G2C系列核心板做为控制器，设计出了交通信息检测器，检测器拥有丰富的接口资源和处理能力，并且配置了大容量工业级eMMC存储器和TF卡，用来存储采集数据。检测器可以通过网口进行固件的远程升级，减少后期的工作量。产品的方案框图如图3所示。核心板实物图如图4所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处3嵌入式-A7工控核心板USBHostMCIM6G2CVM05AAARMCortex-A7528MHz主频PowerManagerRTC-PCF85063USB_Host插座256MBDDR3百兆以太网RJ45ANT3PowerInput85~265VAC20W、12VRS422隔离，3级NETPHYNETRMIIUARTBatteryI2CSDIO1UART蜂鸣器PWMGPIO12V/5V12V/2AGPIO256MBFlashSPIANT2简易牛角座LCDNETPHYNETRMIISDIO2RS485隔离，3级UARTDEBUGDB9UART系统调试交换机芯片≥4路以太网上级服务器通讯USB设备MT070NL27液晶470组网ZigBee组网UPS≥15sPOWER指示灯：PWR：红常亮RUN：绿闪烁ERR：红常亮GPIO运行指示报警信息车牌识别：多路IP-CameraZM470ZM5161观察采集数据和设置通讯参数Zigbee470WIFIUARTANT1WM6201扩展工业级存储器4GBEMMC芯片标准SD卡座扩展存储（容量可选）复位按键GPIO预留≥5×DO继电器隔离预留≥5×DI光电隔离预留配件模块信息采集模块系统启动指示复位系统系统时钟图3交通信息检测器方案图4M6G2C核心板1.1.2地磁检测模块对车流量的检测，目前使用最广的技术是通过地磁传感器进行检测。地磁检测模块内部具有控制器，控制器将检测到的数据处理过后通过无线模块发送到交通信息检测器。对于地磁监测模块7*24小时供电系统和稳定的无线传输需求，zigbee和LoRa的低功耗和高稳定性的组网模式应用于此优势就尤为明显，广州致远电子为用户提供Zigbee模块和LoRa模块来解决地磁检测模块的无线传输问题。同时还为用户提供各种天线布局方面的协助服务，为用户缩短研发周期、提升产品整体竞争力提供有效的保证。1.Zigbee模块ZM516X系列ZigBee无线模块是广州致远电子基于NXP的JN5168芯片开发的低功耗、高性能型ZigBee模块，它提供一个完整的基于IEEE802.15.4标准ISM（2.4-2.5GHz）频段的应用集成方案。支持FastZigBee、ZNET、JenNet-IP、ZigBee-PRO、RF4CE等协议，可快速应用于工业控制、工业数据采集、智能遥控器等场合。产品的图片如图5所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处4嵌入式-A7工控核心板图5ZM516X系列ZigBee无线模块2.LoRa模块ZM470S系列产品是广州致远电子基于SI4432开发的一款工业级无线射频通讯模块，通过SPI接口与外部通信。最大通信距离超过1000米，产品的图片如图6所示。图6ZM470S系列LoRa无线模块1.1.3环境信息检测器随着汽车产业的高速发展，交通安全事故发生的概率越来越高，除了人为因素以及车辆因素，交通环境、道路因素也对交通事故有着巨大的影响。当出现雨雪、雾霾等天气情况时，会在很大程度上降低道路的能见性，为道路交通埋下安全隐患；如果出现结冰或是积水的情况，车辆在行驶过程中，容易出现发飘以及刹车失灵、打滑的现象，诱发交通安全事故。这就需要环境信息监测模块来对道路环境进行检测，并将检测数据上传到管理中心，为道路交通管理提供参考数据。IOT-3960L是广州致远电子有限公司精心推出的一款工业级工控主板，可用于环境检测。该主板采用了Freescale的基于ARM9内核的i.MX28x处理器，可满足数据采集或更高水平用户互动的消费电子和工业控制应用。产品上面有485、CAN等有线通讯接口，可以与环境检测传感器模块进行有线组网；模块上面的miniPCIE无线通讯接口（适配WIFI、GPRS、ZigBee、RFID、3G等带miniPCIE接口的模块）可以与环境检测传感器模块进行无线组网。产品通过以太网将检测信息上传至环境监控中心，再利用基站无线传输将路况传输至用户终端。产品可以通过网口进行固件的远程升级，减少后期的工作量。产品的图片如图7所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处5嵌入式-A7工控核心板图7IOT-3960L工控主板1.2交通信号控制系统交通信号控制系统是集现代计算机、通信、和控制技术于一体的区域交通信号实时联网控制系统。系统主要功能是控制机动灯红、黄、绿及行人红、绿灯的通、禁行工作时间、自动执行控制设置。可根据不同路口或同一路口不同时间段车流量的大小，自动调节相应的通、禁行时间。对维护交通秩序，改善路口通行率，避免路口交通事故起到举足轻重的作用。1.2.1交通信号控制机交通信号控制机的主要功能是控制交通信号灯和倒计时器，板上集成GPS校时模块、4G通信模块、无线模块、以太网等；可以接收行人按钮和红外遥控器发出的信号。广州致远电子采用Freescalei.MX6UL系列Cortex-A7处理器的M6G2C系列核心板做为控制器，设计出了交通信号控制器。控制器的方案设计如图8所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处6嵌入式-A7工控核心板USBHostMCIM6G2CVM05AAARMCortex-A7528MHz主频PowerManagerRTC-PCF85063USB_Host插座256MBDDR3百兆以太网RJ45ANT3PowerInput85~265VAC20W、12V红外接收接口NETPHYNETRMIIUARTBatteryI2CSDIO1GPIO蜂鸣器PWMGPIO12V/5V12V/2AGPIO256MBFlashSPIANT2简易牛角座LCDNETPHYNETRMIIGPSUARTMiniPCIEUSB无线4G外部网络通讯USB设备MT070NL27液晶470组网ZigBee组网UPS≥15sPOWER指示灯：PWR：红常亮RUN：绿闪烁ERR：红常亮GPIO运行指示报警信息ZM470ZM5161观察信号控制信息和配置参数Zigbee470标准SD卡座扩展存储（容量可选）复位按键GPIO≥12×DO继电器隔离信号灯驱动板≥6×DI光电隔离行人按钮GPS校时红外遥控器百兆以太网RJ45不同网段的视频电警接入UARTRS485隔离，3级倒计时器RS422隔离，3级UART交通灯故障检测器DEBUGDB9系统调试UART系统启动指示复位系统系统时钟图8交通信号控制机方案1.2.2交通灯故障监测器交通信号灯安置在灯杆上面，这样的户外环境容易受到雨水、雷电、高温等的损坏。信号灯故障时会造成交通拥堵甚至是交通事故。所以需要对信号灯进行故障检测。信号灯故障监测可以通过光敏传感器直接检测灯光，也可以通过检测信号灯的电压和电流来对信号灯的状态进行检测。检测结果通过以太网上传到交通管理中心，也可以通过GPRS直接上报给交通灯维护管理中心。致远电子采用Freescalei.MX28系列ARM9处理器的M28A-T系列核心板做为控制器，设计出了交通灯故障监控器方案，ARM9处理器资源少于A7处理器，但价格便宜，且资源应用于该方案已经足够。设备可以通过网口和GPRS进行固件的远程升级，减少后期的工作量。方案框图如图9所示。核心板实物图如图10所示。广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处7嵌入式-A7工控核心板i.MX287ARM9454MHz主频PowerManager64MBDDR3百兆以太网RJ45ZM5161PowerInput85~265VAC20W、12VRS422隔离，3级NETPHYNETRMIISDIO1UART蜂鸣器PWM128MBFlash简易牛角座LCDRS485隔离，3级UARTDEBUGDB9UART系统调试外部网络通讯信号灯监测设备（光敏传感器）UPS≥15sPOWER指示灯：PWR：红常亮RUN：绿闪烁ERR：红常亮GPIO运行指示报警信息显示故障信息Zigbee标准SD卡座扩展存储（容量可选）复位按键GPIO交通信号控制机信号灯监测设备（电压、电流）GPRSUARTPCIE-SIM800G交通灯维护管理中心UARTUSBHostUSB设备USB_Host插座BatteryI2CRTC-PCF85063系统启动指示复位系统系统时钟图9交通灯故障监控器方案图10M28A-T核心板在交通灯故障监控器上面用到了GPRS模块，该模块是交通灯故障信息上报的通讯模块。PCIE-SIM800G是广州致远电子有限公司推出的一款工业级GPRS模块，该模块采用SIMCOM公司SIM800G设计，模块尺寸小巧，可满足物联网数据采集或消费电子和工业控制等应用。产品如图11所示。图11SIM800G工业级GPRS模块广州致远电子有限公司文库资料©2017GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,L