基于wifi和android的道路交通信号控制机的设计

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1、基于WiFi和Android的道路交通信号控制机的设计繡朱凤明扬州工业职业技术学院电气与信息工程学院摘要：道路交叉n出现一些特殊交通情况时，交通信号灯仍然按正常的相位周期性工作，对交通流起不到良好的控制作用。针对这种情况，提出了一种道路交通信号现场实时控制方案，使用Android智能手机，通过WiFi无线传感网络向交通信号控制机发出控制指令，从而改变交通信号灯的工作状态，适应道路交叉口交通状况的要求。该方案的实施为现场交通值勤人员提供了方便、快捷地临吋控制交通信号灯的方法。关键词：交通信号控制机;交通信号灯;WiFi;Android;单片机;道路交通信号控制机是能够

2、改变道路交通信号顺序、调节配时并能控制道路交通信号灯运行的装置。一般情况下交通信号机是按设定好的程序进行工作，但在一些特定的情况下，自动工作难以满足要求，会造成车辆通行效率低，影响交通事故的及时处理等现象。这时如果值勤的交通警察能对交通信号机进行现场控制，改变交通信号机的工作状态和工作参数，就可以使交叉口的交通信号处于最佳状态，适应特殊情况下的要求。在已有的现场控制交通信号机方案中，交通警察主要是通过手动操作交通信号机面板上的开关按钮或使用专用遥控器来实现。然而，交通信号机通常安装在道路边缘的专用设备柜内，这类设备的专业性很强，一般情况下现场值勤人员不便操作这些设备

3、，即使进行操作，在道路边缘的操作人员也不能很好地观察交义口的交通状况，难以做出最佳的决策。专用遥控器使用简单，但是需要值勤人员配备、携带专用遥控器，而且遥控器加密方法简单，可靠性低，显然不适于推广使用。本文介绍丫一种道路交通信号控制机的设计方案，交通警察使用智能手机通过无线传感网络对交通信号机进行现场实时控制，能改变信号机运行状态，选择控制方案和设置工作参数。该方案能实现以下功能。(1)在智能手机上显示当前交叉UI交通信号机的工作状态和工作参数。(2)对交通信号机的计时系统进行对时。(1)控制交通信号机，改变信号机工作状态。(2)设置交通信号机的工作参数，改变交叉口

4、信号灯“自动”状态下各相位的时长。1系统硬件构成阁1为信号机控制系统硬件组成结构阁，控制系统主要由信号控制单元、WiFi通信模块和智能手机三部分组成。图1系统硬件结构下载原图信号控制革元的核心芯片是一片8位AVR革片机ATmegal28,这是Atmel公司生产的一款低功耗、高稳定性、高性能微处理器，广泛应用于各类嵌入式系统的设计。信号控制单元按照设定的控制方案和运行参数产生控制信号，使交通信号灯按一定的相位周期性的工作。单片机与WiFi模块之间按串口协议进行通讯，单片机接受的信息主要是操控人员经WiFi模块传送过来的命令和运行参数，单片机发送的信息主要是当前工作状态

5、和运行参数。WiEi模块用雷凌公司RT5350芯片开发，此芯片集成了MIPS24KC360MHz处理器，支持IEEE802.llb/g/n标准协议，具有USB、SPI、UART等接口，支持WRP64/128,WPA,WPA2,WAM加密技术。WiFi模块主要作用是实现串口数据与WiFi协议数据相互转换。串口转WiFi的硬件结构框图如图2所示，模块屮的申口与单片机相连，天线用于接受和发射无线信号。智能手机使用Android操作系统，Android是基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，广泛用于智能手机和平板电脑等移动设备。智能手机与WiFi模块2者之间使用点对点

6、通信方式，H一个WiFi模块不能句吋连接多部手机。在WiFi模块的信号范围之N，智能手机能自动搜索到WiFi模块，并建立连接，连接成功后按照IEEE802.11协议进行数据通信。图2WiFi模块硬件结构下载原图2应用软件设计2.1通信协议的约定数据通信过程中使用的数据包由4个字节组成，第1个字节是包头，第2个字节是数据类型，第3个字节是数据内容，第4个字节是结朿标志。包头和结朿字节均使用OxFF。通信双方发送的数据类型冇两种：命令和参数，用0x01和0x02来区分。部分命令的数据包格式如表1所示。表1数据包格式下载原表2.2信号控制单元单片机应用软件设计信号控制单元

7、中的单片机ATmegal28主要负责三个方面的工作：一是接收智能手机发送过来的控制命令和运行参数;二是按控制方案和运行参数产生周期性的相位时序，控制信号灯按要求进行工作;三是将当前工作状态和运行参数发送给智能手机，以便操作人员了解设备运行状态或修改运行参数。单片机程序设计使用模块化方法，实现上述功能的程序由以下两个模块组成:相位时序发生模块和通信模块。相位时序发生模块的功能是根据选定的工作方案和设置好的运行参数，使用单片机内部定时器、计数器等资源，产生相应的交通信号灯相位时序。在文献中对程序编写己有详细介绍，木文不再赘述。通信模块功能是实现单片机与WiFi模块间