基于STM32的交通燈智能控制系統設計

葉偉光 石堅

摘 要：本文主要是以STM32為載體來設計出一種更具全面性、系統性的交通燈智能控制系統，這一系統通過利用攝像頭來實現對車流量的實時化統計，以此來推進交通燈智能化、實用化進一步提升，這一系統可以推進道路交叉口車輛通行能力進一步提升。是由車速檢測模塊，道路交通流智能檢測模塊，信號燈的控制模塊以及智能控制主機模塊等共同組成的。

關鍵詞：SMT32;交通燈;智能控制

0 引言

現階段，在各個城市道路的交叉口常常出現安裝各種紅綠燈，其已經成為疏導各大交通路面、解決交通擁堵以及保障交通秩序的有效途徑。但是，隨著社會進步，傳統的交通燈已經難以滿足現代社會的需求，特別是遇到人流量大的時候，交通道路更為擁堵，這個時候，傳統的交通燈也就表現出了各種各樣的問題，如不能根據道路的擁堵情況，靈活變換交通燈的亮滅以及時長。這個時候，傳統的交互燈就表現得不盡如人意了，非常需要改善功能水平，以適應現代社會對于道路交通通行效率的要求[1]。

在科學技術、經濟等多重因素的作用下，我國城市建設技術突飛猛進，因此建設速度也就很快，城市道路交通體系日新月異，也在一步步走向完善之中，但是隨著人民生活水平的提高，機動車數量和轎車數量也越來越多，道路資源本就不豐富，現在更加雪上加霜了，道路就變得越來越擁堵，因此非常需要及時且正確地進行道路交通分流，那么交通燈控制的重要性也就與日俱增了。目前，對于放置在路口的交通燈，什么時候亮滅，時間大部分都是由人們事先設定好的，靈活度就不高了，一遇到早上上班，傍晚下班，道路交通上的人就更多了，特別容易造成擁堵，可是這個時候的交通燈是由人工來設置的，死板的，一出現什么情況都不能及時應對，就不具備較高的智能化、信息化水平，難以滿足人們的交通需求了。因此，本文提出的基于STM32的交通燈智能控制系統的設計，就具有很高的價值性和實用性。

1 系統總體設計

本文所研究的是能夠輔助交通管理的智能燈控制系統。

STM32作為先進的控制核心，本文將其應用在該系統中。從該系統的運行方式上來看主要應用智能攝像頭來對路面的車流信息進行采集，在處理器內傳遞相應的信號，相關車流信息經處理器的分析，從而采取更加合理的信號燈分配時間，通過綜合考慮道路的車流情況實現對紅綠燈信號的智能化處理，這一交通系統來實現對智能控制系統的動態化調節。該系統主要的特點就是通過利用攝像頭來對車流量信息進行采集，并將所采集的數據反饋到處理器中，由處理器對相關的數據進行分析，意在實現對行人和車輛的有效提醒。

2 硬件系統設計

2.1 STM32 處理器選用

可以將STM32放置于交通燈智能控制系統中，使其作為整個交通燈智能控制系統的控制核心，以使得系統更加高性能和低功耗，因STM32F103系列芯片符合要求，故本文以此作為該系統的核心芯片。

2.2 道路交通流智能檢測

在該系統中智能攝像頭起到關鍵性的作用，通過利用攝像頭實現對車流的實時檢測，除了能夠實現常規的車輛檢測外，還能夠實現混行檢測，該檢測功能的實現主要是通過視頻來實現對不同交通參與對象的檢測。車輛檢測的范圍主要集中在車道內的車輛，從檢測的程序上來看，首先智能攝像頭能夠對車道內的車輛進行抓拍，并對車牌等車輛信息進行分析，相關的檢測數據能夠上傳到控制中心。通過應用智能攝像頭來實現對道路車流量的智能分析，以及信息采集，能夠輔助實現更為高效以及全面的交通管理[2]。

2.3 信號燈的控制電路設計

在該系統中對于紅綠燈的控制主要基于智能攝像頭所采集到的數據，信號燈的控制模塊根據所采集的交通數據來實現對信號燈的智能化控制，同時通過車流量分析的相關算法來保證控制決策的科學性以及即時性。在此基礎上，正確地判斷和處理當下的交通狀況，最后結合實際交流流量來科學地調整和改進。

2.4 車速檢測模塊

車速檢測模塊放置在路口，通過檢測車速，再將數據傳輸到計算機中進行處理，比對，就可以判斷交通路口的擁堵情況了。

2.5 智能控制主機

智能控制主機采用 STM32 作為主控芯片，由三大模塊構成無線通信網絡，彼此通信，第一模塊是 Zigbee 模塊，第二模塊是車速檢測模塊，第三模塊是交通燈模塊，三個模塊統一為一個整體。智能控制主機作為中樞大腦，根據各模塊檢測到的路口擁堵信息，反饋給該中樞大腦，最終綜合得出路口紅綠燈的時長，再通過 Zigbee 模塊通信，這個模塊可以用于通信，將相應的控制信號發送給交通燈模塊，由交通燈模塊根據路口的實時變化情況緩解路口擁堵的壓力。同時，本系統還可以使用藍牙進行通信，主控芯片通過串口擴展一個藍牙模塊，再在手機上面下載一個app，此時打開藍牙，就可以實現藍牙和手機的通信，并借助手機控制該系統，實現近程的藍牙通信操作。

3 軟件系統設計

以STM32F103系列搭建硬件電路作為基礎，再搭配對應的軟件，構成一個綜合的基于STM32F103系列的交通燈智能控制系統[3]。因為硬件和軟件有密切的結合關系，是一個統一的整體，所以在設計過程中，必須確保基于STM32F103系列的交通燈智能控制系統的硬件結構和細節電路是正確的，才能使得對應系統程序軟件可以正確與其結合。將模塊化設計思想合理地引入到系統軟件設計中。先對主要程序予以編制，接著才設計各個子程序。

4 結語

本文采用 STM32 設計了一種交通燈智能控制系統，該系統有較大實用性，可以結合實際交通規則，來落實上述種種功能。這種針對問題的模塊化設計思路，也可以使得其自身便捷操作、可靠運行等等特點得到有效彰顯，但是該系統還存在多種問題，智能性依然還不是很高，需要更多改善。

參考文獻：

[1]陳震，李平.一種智能交通燈控制系統[J].科學技術創新，2020（36）：113-114.

[2]聶云浩，邱達，游超，等.基于STM32的智能交通燈系統[J].電子世界，2016（12）：137-138.

[3]胡永強，周書民，孫尚清.基于STM32的交通燈設計[J].電子質量，2017（3）：96-100+107.