王凯歌 邢俊哲 姜文龙 赵丹

摘 要：本设计拟结合相应的硬件模块如：光线检测模块、红外检测模块，GPRS报警模块，进行设计出一款检测光线及路过条件的智能路灯控制系统，同时基于电磁波检测和红外检测的数码管可以提供更加精确的道路车流信息，基于GPRS模块的“一键报警”功能及时开启报警灯并将事故地点发送给指挥中心。该系统对于应对突发事件、节省能源、检测车流量三个方面都具有创新性。

关键词：交通事故警示;照明系统;模块开发与拼接

中图分类号：TU113.606 文献标识码：A

1 研究背景、现存问题及意义

目前我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也占用了一定的人力资源;定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重[1]。

通过本次设计研究，旨在实现减低路灯带来的电力消耗，能够弥补我国在城市照明上所存在的巨大能源消耗，从而实现节能降耗，并实现夜间路灯动态变化，提高驾驶人注意力，可以有效降低交通事故。

目前基于线圈技术的交通信息检测器占据90%以上市场，但是这种路面接触式的交通采集装置有着不可避免的缺点。

本项目利用车辆经过检测区域时引起的电磁波的返回时间或频率的变化进行检测，采用红外检测对车辆分辨清晰，检测交通信息，充分利用这样的立杆式设备，有利于相关部门掌握实时交通信息。

2 工作原理

2.1 原理简介

本系统由51单片机系统（主要是STC89C52单片机最小系统）、GPRS报警模块、光线检测电路、红外检测电路、路灯控制电路、数码管显示电路等组成[3]。

2.2 系统构成

3 技术实现

3.1 实现功能

（1）根据实际光线条件控制路灯开关及光线亮度的变化功能;

（2）天黑时，实现车来灯亮，车走灯灭的功能效果（注：本效果为模拟效果，实际情况中，常规车辆的常规车速制动距离内的路灯都会表现亮的效果。如家用轿车从100公里的时速到静止，时间一般在3秒左右，距离制动40米）;

（3）实现对车流量进行统计的功能，有利于公安交管部門掌握实时交通信息;

（4）路灯加设“一键报警”功能，可在第一时间用GPRS模块作为短信发送，每个灯柱后面加个按键用于一键报警按键，当按下灯柱后面的按键，会发送一条报警信息，例如按下灯柱1处的按键，会发送“灯柱1处发生交通事故，请立即处理”的信息到指挥中心。

3.2 应用方案设计

3.3 研究内容

本项目的重点在各个模块的独立开发以及各个模块的拼接。通过调研，各个模块所使用的外设都在单片机有统一的协议，有较为丰富的开发资源。同时，各个模块和主控板都是支持统一的串口通信协议，控制系统的重要构成组件为光线传感器、红外检测模块、GPRS模块和控制电路[4]。

3.4 实验模拟

图3为实物演示大致效果和相关技术实现。

当车辆经过1～4号路灯，系统会记录为一次有效的车流事件，并将结果通过数码管显示出来。

4 结论

本文通过对光线传感器、GPRS模块、红外检测模块的独立开发以及对各模块与控制电路的串口连接研究共同构成云台检测照明系统，从而及时应对交通事故以及减少公共设施成本，基于电磁波测量和红外感应的车流量测量装置提高了测量的准确度。由于时间关系，本文所提及设备为阶段性成果，在未来将与物联网技术（LoRa技术）和5G通信连接，实现系统功能和信息应用的多样性。

参考文献：

[1]李国杨，杜金波，张婕，等.LED智能路灯控制系统设计[J].科技风，2020，33（01）：14.

[2]吕扬建，李光耀.基于视频分析的车流量统计算法研究[J].井冈山大学学报（自然科学版），2013，34（04）：46-51.

[3]张亚萍，宗桂林，鲁加宝.儿童滞留校车报警系统的设计[J].唐山学院学报，2018，31（06）：27-32.

[4]任环宇，曹虎，李道全.基于Arduino的电动车与摩托车安全报警装置[J].电脑知识与技术，2018，14（25）：273-276.