[发明专利]基于WSN的智能交通灯控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能调节系统，尤其是指一种基于WSN的智能交通灯控制系统。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的家庭开始买车，这样对于城市的交通压力是越来越大，交通灯在城市交通中起到了举足轻重的作用，但是当有些路口发生交通事故时，交通发生堵塞时，交警进行指挥，有时后边的车辆看不见交警的手势，还是照着交通灯的信号进行行驶，这样就使得局面更混乱了，不利于交警的指挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对交通灯系统实施智能化、网络化控制的基于WSN的智能交通灯控制系统。

为解决上述技术问题，本发明基于WSN的智能交通灯控制系统，包括：控制平台以及与所述控制平台连接的协调设备；其中所述控制平台包括相互耦合连接的传感单元、处理单元、通信单元以及电源。

优选的，所述传感单元包括相互耦合连接的传感器及模数转换功能模块。

优选的，所述通信单元为无线通信模块。

优选的，所述控制平台的数量为多个。

本发明基于WSN的智能交通灯控制系统基于无线传感器网络的两级组织结构，搭建了交通信号灯控制平台。利用传感器节点收集的交通信息，结合模糊控制法，实现了交通信号灯的无线智能控制。

附图说明

图1为本发明基于WSN的智能交通灯控制系统框图；

图2为本发明基于WSN的智能交通灯控制系统控制平台框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明基于WSN的智能交通灯控制系统作进一步详细说明。

如图1、图2所示，本发明基于WSN的智能交通灯控制系统，包括：多个控制平台以及与控制平台连接的协调设备；其中控制平台包括相互耦合连接的传感单元、处理单元、无线通信模块以及电源。传感单元包括相互耦合连接的传感器及模数转换功能模块。处理单元包括相互耦合的CPU、FLASH存储器及SDRAM。

在多路口交通信号灯控制系统中，信号灯的周绿信比和相位差是控制向量，到达交叉路口的车辆数和各交叉路口停车线前面排队的车辆数是状态向量。针对多路口交通灯控制系统，采用两级WSN组织结构，第一级为控制级，负责调整各个交叉路口的绿信比，第2级为协调级，负责协调干线各路口周期的确定和各路口之间的相位差。

针对交通控制系统中信息采集、策略制定、输出执行的实际需求，引入3类WSN节点：信息收集节点、汇聚节点和交通灯控制节点。传感器节点是构成WSN的基本要素，具有采集环境信息、信息处理和无线通信功能。信息收集节点负责路面车辆信息的收集，如车速、交通流量比等，将此数据信息传递给交通灯控制节点，经数据融合后传递给汇聚节点；汇聚节点根据设定的目标(如通行量最大、平均候车时间最短等)运用智能控制方法计算出最佳方案，并输出给各路口交通灯控制节点，控制车辆的通行与禁止，实现多路口的协调控制。

信息收集节点由路面检测节点和车载节点两部分构成。路面检测节点用于收集其检测范围内的车辆信息，它按照一定的距离(一般为50米～200米)安装在道路两侧的路灯上；车载节点被安装在每一辆汽车上，用于收集车辆本身的数据信息(速度和坐标)，并将该信息发送给路面检测节点。路面检测节点按照一定周期不断地广播消息，消息里面包含本身的ID和自己的坐标信息。处于监听状态的车载节点接收检测节点发送的消息。根据无线定位知识，车载节点只需收到3个以上节点发送的消息，就可以计算出自己的坐标与车速，并将坐标与速度消息传递给附近的路面检测节点。路面检测节点在收到该消息后，计算出路面行驶的车辆数、车辆所在车道和车辆与路口的距离，以多跳通信的方式传递给路口的交通灯控制节点。由车速和距离，交通灯控制节点就可以判断出车辆状态：①它已经到达路口；②在路口信号灯换相之前到达路口；③不能按时到达路口。

路口的交通灯的控制节点与其相邻路段内的路面检测节点组成控制级。这些传感器器节点自组织为簇，交通灯控制节点作为簇首，路面检测节点和车载节点作为簇成员。簇首负责收集簇内路面检测节点的数据，进行数据融合，并与相邻簇节点进行通信，簇成员节点负责路面信息的收集。从簇首节点中，选取一个节点作为协调级，这个节点为汇聚节点。而这个节点会以多跳的方式与其他簇首节点通信，收集各路口车流量信息，进行智能处理，协调各路口工作。