SHYL-JT01型 智能交通管理實訓系統

一、智能交通管理實訓系統 簡介
     智能交通管理實訓系統,為解決現代城市交通擁堵、交通事故、違規逃逸、停車難等一系列問題提供了技術路線,也為物聯網專業教學提供了一個完備的應用實訓系統。智能交通主題沙盤實訓系統以城市道路交通為原型，綜合運用傳感器采集、設備控制、無線傳感器網絡、射頻識別、圖像識別、嵌入式系統、無線通信等物聯網技術以及多學科技術的交叉融合，依托部署在交通沙盤中的智能小車、傳感器節點、控制節點、工業攝像機、智能網關、服務器與客戶端實現交通燈智能管理、路燈管理、公交優先、超速抓拍、車牌識別、智能停車場、高速ETC、公路災害智能預警、自動避障、車聯網等功能，為解決現代城市交通擁堵、交通事故、違規逃逸、停車難等一系列問題提供了技術路線，也為物聯網專業教學提供了一個完備的應用實訓系統。

二、智能交通管理實訓系統 構成
        SHYL-JT01型 智能交通主題沙盤實訓系統利用各種傳感器測量城市道路中的參數，結合嵌入式數據庫存儲技術將采樣數據統一保存管理；利用ZigBee無線傳感器網絡統一管理各個節點；利用射頻技術實現車輛的自動識別；利用圖像識別技術實現車牌識別；利用自動控制理論和反饋控制理論實現智能控制；利用嵌入式Linux系統實現智能網關城市交通管理軟件；利用WIFI網絡實現網關與服務器之間的通信，激發用戶了解物聯網技術在城市交通網等現實環境的應用。
1、系統外觀
        SHYL-JT01型 智能交通主題沙盤實訓系統外觀如圖所示。

智能交通沙盤外觀圖

2、系統構成拓撲圖

三、硬件組成
       智能交通主題沙盤實訓系統主要由感知設備、控制設備、射頻識別裝置、圖像采集設備、智能小車、智能網關、監控中心、供電設備、鋁合金鋼架模型等組成。
       感知設備：
       主要由傳感器調理板、ZigBee通信處理板以及接口底板組成的節點。標配傳感器包括光線傳感器、車位狀態檢測傳感器、火焰傳感器等，可根據客戶需求定制不同類型的傳感器節點。它們通過ZigBee技術將采樣數據傳輸給智能網關。
       控制設備：
       主要由執行設備、ZigBee通信處理板以及接口底板組成的節點，因供電電流不同存在兩種類型的控制設備：直流供電型控制設備、交流供電型控制設備。直流供電設備主要包括車位狀態指示燈、十字路口交通燈、道閘控制器、語音播放器、以及站臺LCD顯示器。交流供電控制設備主要包括控制器和交流電器，控制器封裝在標準的86盒內，交流電器只需插入86盒的兩相或三相插座內即可實現電器的開關控制，如路燈。
       射頻識別裝置：
       主要由超高頻讀寫器、天線、以及超高頻標簽組成，主要用來實現車輛不停車識別，可通過改變天線射頻功率實現讀寫距離遠近的調節。超高頻讀寫器具有RJ45以太網接口，與智能網關處于同一個局域網內，通過TCP/IP協議與智能網關交互信息。
       圖像采集設備：
       主要包括模擬攝像頭和IP攝像頭兩種。AV模擬攝像頭安裝在城市交通重要路段，如十字路口、高速路入口、車場出入口等，用于違規抓拍和統計車流量。IP攝像頭是一種視頻服務器，主要用于重點場所的視頻監控。
       智能小車：
       由核心控制板、ZigBee通信模塊、傳感器采集板、伺服電機、供電板、輪式底盤組成，實現自動循跡、避障、紅燈擇路行駛、前進、后退、左右轉彎、到站停車、以及與智能網關的通信等功能。
       智能網關：
       主要用于傳感層設備的數據處理以及接入上層云服務平臺。主要由Cortex-A8主板組成，可升級為A9四核主板，整體封裝在模具內，美觀大方。主板集成ZigBee無線路由器通信模塊，用于維護ZigBee網絡，接收ZigBee傳感器采樣信息，向ZigBee控制設備發送控制命令。主板還集成WiFi模塊，用于連接無線路由器，降低以太網布線的復雜度。同時，主板可擴展GPRS、3G或4G模塊，將智能網關接入互聯網，實現信息的遠程可靠傳輸。
       監控中心：
       普通PC機，通過TCP、UDP協議與智能網關通信，運行智能交通管理軟件。
       供電設備：
       配有完善的供電設備，包括空氣開關、急停開關、電源指示燈等，安裝在底座鋼架上，為系統輸入安全穩定的交流220V總電源。
       鋼架模型：
       支撐智能交通的整個設施，內部鋪設供電線路。除了提供標準智能交通模型外，還可根據學校的要求設計智能交通的外觀，交通線路的規劃，感知與控制設備的類型，設備部署的方式等。
四、軟件資源
       系統軟件默認采用C/S結構，主要包括智能小車傳感器采集控制軟件、ZigBee無線傳感器網絡數據透明傳輸軟件、智能網關QT智能交通管理軟件、監控終端C#智能交通管理軟件等。
       智能小車自動巡航系統軟件：
       主要利用STC系列51單片機的接口總線，驅動紅外反射、超聲波等傳感器采集信息，經過處理，驅動直流伺服電機帶動萬向輪轉動，實現小車的自動循跡、避障、行駛方式的改變等功能。同時小車上的閱讀器和天線會自動識別道路上鋪設的射頻卡，實現小車地圖定位。
       ZigBee無線傳感器網絡數據透明傳輸軟件：
       主要實現ZigBee網絡的建立、節點的自動入網、節點休眠與喚醒、節點之間數據的透明傳輸、傳感器節點的采樣與傳輸、以及執行節點驅動設備的功能。
       智能網關QT智能交通管理軟件：
       智能網關采用嵌入式Linux操作系統，上電后即運行基于QT的智能交通管理軟件。軟件包括系統設置、交通管理主界面等。用戶可以在本地網關上直接瀏覽智能小車的運行狀態，控制小車的運行方式，瀏覽關鍵路口（高速出入口或停車場出入口）的抓拍圖像，也可手動控制出入口閘機。軟件系統集成了嵌入式數據庫，對所有傳感器數據進行保存。
       監控終端C#智能交通管理軟件：
       監控中心運行基于C#的智能交通管理軟件，主要實現城市公交與私家車在城市交通圖中的定位等功能。
五、系統功能

六、教學資源
       智能交通管理實訓系統覆蓋了智能車采集控制、ZigBee無線傳感器網絡、Linux智能網關、以及PC機監控終端三部分，因此系統提供了約三十個課時的實驗，從基礎采集傳輸實驗，到網關匯聚分析處理實驗，再到PC機監控終端應用實驗，一條線貫穿，讓學生在實驗中逐步領悟物聯網的體系結構，關鍵技術以及實現方式，培養學生動手解決問題的能力，激發學生的創新潛力。
       另外，為方便用戶教學和學習，系統提供了一本使用手冊和一本實驗指導書。使用手冊主要介紹如何安全正確地操作這套系統，使其正常運轉，實現智能交通的各項功能。實驗指導書詳細地介紹了系統的網絡結構，網絡參數，實驗目的，實驗原理，以及實驗步驟等。
1、基礎實驗能力

2、創新實驗能力

3、科研實驗能力
       除了上述傳感控制設備、智能網關與智能終端的相關實驗外，系統還提供了開發類實驗。