1 引言

　　為了緩解交通壓力，降低修路資金投入，減少車輛延誤，節能減排，設計智能交通控制是建設資源節約型社會的必然選擇。本文設計了一種基于RFID的智能交通控制，采用RFID 技術檢測交叉路口附近的車輛，智能交通控制信號機根據采集到的車輛信息，選擇合適的路口控制模式自適應地控制車輛通行時間，從而保證車輛通行質量。

　　2 路口控制模式

　　傳統的路口控制模式是定時控制，路*通信號燈的延時時間是固定的，不能根據車輛的流量自適應地動態調節延時時間，從而造成車輛延誤時間長及不必要的擁塞等情況。先進的路口控制模式有模糊控制、綠波帶模式、夜間模式和急停模式。模糊控制模式根據隨機的車輛流量智能完成模糊增減交通信號控制時間。綠波帶模式在單向車輛高峰期時將各個路口間紅綠燈起始點亮時間延宕一定量來保證車輛一路暢行。夜間控制模式在夜晚車輛流量為零負荷的狀態使用，僅使用黃燈警示開車司機，減少能源和時間的消耗。急停模式為緊急車輛開辟通行空間，在緊急車輛方向開啟綠燈，別的方向開啟紅燈。本設計提出在不同的時段采用不同的控制模式，在9： 00- 11： 30，14： 30- 17： 30和20： 30- 24： 00時段采用模糊控制模式； 在5： 30- 9： 00，11： 30- 14： 30和17： 30- 20： 30時段采用綠波帶模式； 在0： 00- 5： 30時段采用夜間控制模式； 在檢測到緊急車輛時采用急?？刂颇Ｊ?。選擇多種控制模式可以實現交通控制的合理化，從實際上緩解交通路口的壓力。具體的時段設置可以根據具體的區域或車輛流量由信號機重設或修改。

　　3 智能交通控制設計

　　3. 1 智能交通控制信號機設

　　3 .1 .1 信號機硬件設計：

　　國內信號機主要分為2類： 一類采用8 /16位單片機作為處理器，功能簡單、方案單一，難以實現區域交通協調控制，不能適應現代化交通控制的要求； 另一類是基于工控機或PC104，功能雖然強大，但由于工控機和PC104都是按通用計算機標準設計，并非專門針對信號機應用設計，硬件結構復雜，成本高。國外的信號機（如西門子公司的2070和美國的EAGLE ）起步早，水平高，但不適用于中國混合交通模式，且價格昂貴，操作不方便。本文選擇基于ARM 核的32位嵌入式R ISC 處理器S3C44B0X進行智能交通信號機硬件設計，以達到采集與處理交通流數據、通信聯網以及區域協調控制的設計目的，信號機硬件結構如圖1所示。

　　圖1 信號機硬件結構

　　信號機需要存放引導程序、操作系統和應用程序等數據，系統啟動后操作系統和程序運行需要更大的空間，因此設計外存儲單元以擴展存儲空間，存儲器模塊包括8MB的SDRAM、2MB的NorFlash和16MB的N andFlash。存儲器用來存儲時段、相位等其他參數。信號機要采集車輛流量信息，車輛流量檢測模塊由射頻標簽、天線和射頻讀寫器組成。設計中射頻標簽為TG200，射頻讀寫器為FR200。S3C44B0x沒有集成網絡控制器，故選用NE2000兼容的以太網控制器芯片RTL8019來擴展以太網。液晶顯示與鍵盤模塊用來手動設置或者修改交通信號機的控制參數。通過ZLG7290B擴展一個4 4的鍵盤矩陣，ZLG7290B 通過IIC串行總線與處理器進行連接； S3C44B0X內置LCD驅動控制器，能夠自動產生LCD 驅動控制所需的控制信號，因此S3C44B0X可以與LCD直接連接，而不需要另外加LCD控制器。系統還設計了電源模塊、RTC （實時時鐘）模塊等。設計的信號機具有控制參數輸入、保存、控制狀態輸出、燈態輸出控制、交通參數實時檢測與存儲、配時方案存儲、倒計時牌控制、以太網及與手持終端通訊等功能。

　　3 .1 .2 信號機軟件設計

　　信號機利用中斷方式接收交通參數和發布控制指令?，F代智能信號機需要同時執行信號燈色狀態、相位與倒計時控制、配時優化、通訊和車流量檢測等多個任務。為了解決多任務同時運行所帶來的程序結構混亂、功能受限、效率低下等問題，引入嵌入式操作系統uC linux 以支持多種文件系統、模塊化設計和基于計算機網絡的通信。uC linux內核可以完成進程管理、內存管理、文件系統、設備控制和網絡實現等功能，內核采用模塊化設計，許多功能塊可以獨立地增加或刪除，當重新編譯內核時，選擇嵌入式設備所需要的功能模塊，刪除冗余的功能模塊。通過重新配置內核，可以減小系統運行所需要的內核，縮減資源使用量，從而顯著減少系統運行所需的硬件資源。

　　信號機軟件由系統監控、車流量采集、路口控制模式選擇、配時、鍵盤掃描與液晶顯示模塊構成?；趗C linux的信號機軟件結構如圖2所示。

　　圖2 信號機軟件結構