郭海涛+许伦辉

摘 要： 为了实现对狭窄路段交通拥堵智能控制和调度，进行控制系统优化设计，提出基于FPGA的狭窄路段交通拥堵智能控制系统设计方案。用嵌入式VXI总线模块技术和DSP集成信号处理技术进行车流量数据分析和信号调理，结合GPS定位和无线网络技术进行交通自组织网络设计，在ARM Cortex?M3内核中进行控制系统的嵌入式开发，采用模块化设计和集成电路设计相结合方法实现系统硬件开发。采用FPGA可编程逻辑芯片作为控制系统的核心处理芯片，进行狭窄路段交通拥堵控制信号的高频放大、正交解调和混频处理，实现控制系统集成电路设计。系统测试结果表明，采用该系统进行交通拥堵智能控制，能降低拥堵程度，提高通行能力，系统的可靠性较好。

关键词： FPGA； 交通智能控制系统； 嵌入式开发； DSP

中图分类号： TN876?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）24?0124?03

Abstract： In order to realize the intelligent control and scheduling of the traffic congestion on narrow road， the optimization design of the control system is performed， and a design scheme of the FPGA?based intelligent control system for traffic congestion on narrow road is proposed. The embedded VXI bus module technology and DSP integrated signal processing technology are used to conduct the traffic flow data analysis and signal conditioning， and combined with the GPS positioning technology and wireless network technology to design the vehicular Ad Hoc networks. The embedded development of the control system is carried out in ARM Cortex?M3 kernel. The method combining modular design and integrated circuit design is adopted to realize the system hardware development. The FPGA programmable logic chip is taken as the core processing chip of the control system to perform high?frequency amplification， quadrature demodulation and frequency mixing processing for the control signal of traffic congestion on narrow road， so as to realize the integrated circuit design of the control system. The system test results show that the system can realize the traffic congestion intelligent control， reduce the congestion degree and improve the traffic capacity， and has high reliability.

Keywords： FPGA； traffic intelligent control system； embedded development； DSP

为了缓解交通拥堵，需要对狭窄路段进行交通拥堵智能控制，通过交通拥堵智能控制和调度，实现交通拥堵治理，研究狭窄路段交通拥堵智能控制系统优化设计方法，在治理交通拥堵，提高路面通行能力方面具有重要意义，相关系统设计方法研究受到人们极大关注[1]。文献[2]提出基于交通自组织网络（Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs）无线射频识别的交通拥堵智能控制系统，采用装有RFID阅读器进行交通流信息采集和车辆定位，在嵌入式Linux内核下实现交通拥堵控制器设计，系统可靠性较好，但易受到不规则交通流干扰产生控制失稳。文献[3]中提出并行微观交通动态负载平衡调度模型，实现交通拥堵微观调度，但该模型未进行系统硬件开发设计，系统的应用价值不大。……