基于物聯(lián)網(wǎng)的智能斑馬線

1、物聯(lián)網(wǎng)研究課題基于物聯(lián)網(wǎng)的智能斑馬線一 小組成員及其分工組長：14207121 何榮任務：分配小組任務，資料匯總及方案整合組員：14207129 夏洪祥任務：項目主講，輔助PPT制作組員：14207131 喻文強任務：項目評委，輔助資料查找組員：14207130 熊越任務：技術實現(xiàn)的資料查找組員：14207123 李金棟 任務：技術實現(xiàn)的資料查找組員：14207124 廖凌云任務：項目相關的圖片和視頻的查找組員：14207112 張文賀任務：項目宣講PPT的制作二 項目背景描述每年我國死于交通事故的人數(shù)高達10萬以上，其中 80%是由于行人本身違規(guī)造成的，行人闖紅燈是造成我國交通事故發(fā)生的重要

2、原因之一。據(jù)統(tǒng)計，在我國，平均每天有2.6人死于闖紅燈。根據(jù)人體反應時間、剎車距離計算，當車速為80公里/小時，每秒行進22米，在你想“快跑幾步”闖紅燈時，理論上，速度必須達到80米/秒才安全，如此高速，恐怕連飛人都做不到。由于行人自身的“從眾心理”和管理部門的“法不責眾”，行人闖紅燈已經(jīng)成為“中國式過馬路”。行人闖紅燈不僅具有重大安全隱患，而且行人違反交通規(guī)則損害了我國的交通形象、影響了我國的國民素質(zhì)。面對眾多路口、不間斷時間、連續(xù)大面積的行人闖紅燈現(xiàn)象，僅依靠交警自身維持秩序，遠遠不能滿足要求。三 項目研究的目的本系統(tǒng)通過基于智能監(jiān)測的行人闖紅燈自動監(jiān)視和警示，結(jié)合語音提示，特寫警示，智能

3、更改斑馬線顏色等措施，在不需要人工介入的前提下實現(xiàn)行人過街的規(guī)范管理，減少行人闖紅燈現(xiàn)象，降低交通事故發(fā)生概率，提升國民素質(zhì)和形象，構(gòu)建安全和諧的城市交通出行環(huán)境。四 項目實現(xiàn)的基本思路本系統(tǒng)通過在斑馬線上鋪設壓力傳感器，智能無線道釘，兩側(cè)裝有人體紅外傳感器，溫濕度傳感器和噪聲監(jiān)測儀?？刂葡到y(tǒng)采用51單片機，整個系統(tǒng)都使用太陽能供電，具體功能實現(xiàn)思路如下：1. 行人闖紅燈時語音警示系統(tǒng)自動匹配現(xiàn)場斑馬線紅綠燈時間，用以判斷此時是紅燈還是綠燈，當系統(tǒng)匹配到此時是紅燈時，也就是說此刻是禁止行人通過斑馬線的，假如此時有行人要闖紅燈，只要行人一踩到斑馬線上，系統(tǒng)通過鋪設在斑馬線上的壓力傳感器和兩側(cè)的人

4、體紅外傳感器就能立馬檢測到有行人通過，控制系統(tǒng)便喚醒語音系統(tǒng)，提示此時是紅燈禁止行人通過，請遵守交通規(guī)則。系統(tǒng)還會通過噪聲檢測儀，監(jiān)測現(xiàn)場噪聲的大小，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)來判斷噪聲的大小，然后根據(jù)噪聲大小來控制語音系統(tǒng)提示音音量的大小，如果外界噪聲大，語音警示的音量也就自動調(diào)大，外界噪聲小，語音警示的音量也就自動調(diào)小。這樣一種智能化的調(diào)節(jié)音量的大小是為了盡可能的做到減小噪聲污染，不影響附近居民的正常生活。2. 根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境智能更改斑馬線顏色本系統(tǒng)還會自動檢測現(xiàn)場環(huán)境，通過溫濕度傳感器，煙霧傳感器和粉塵濃度傳感器綜合檢測并判斷現(xiàn)場的可見度以及天氣情況，當系統(tǒng)判斷現(xiàn)場為可見度

5、較低時，控制系統(tǒng)便喚醒安裝在斑馬線上的智能無線道釘（所謂的智能無線道釘就是通過控制器發(fā)送的無線信號，作為接受信號的道釘根據(jù)發(fā)射出來的信號工作，道釘之間無導線連接，施工方便。本系統(tǒng)的智能無線道釘僅安裝在斑馬線邊緣部分），控制系統(tǒng)通過發(fā)送無線信號，控制道釘發(fā)出閃爍燈光，提示經(jīng)過的車輛減速慢行，并且讓行人和車輛能夠更為清楚的看清斑馬線。更為重要的是，在系統(tǒng)監(jiān)測出現(xiàn)場的環(huán)境為大霧天或者雨天時，當斑馬線為紅燈，汽車通過斑馬線時，行人如果踩到斑馬線，斑馬線會發(fā)紅光（此時僅僅是安裝在行人通過的兩側(cè)的道釘發(fā)光，并結(jié)合語音提示）來提示行人此刻不能通行。而當斑馬線為綠燈，行人通過斑馬線時，汽車通行的一側(cè)安裝的智能

6、無線道釘被喚醒，發(fā)出紅光，用以警示汽車此時禁止通行。3. 緊急情況警示如果上述機制不能夠阻止行人闖紅燈，那么就只能列為緊急情況處理了。當行人不顧燈光及語音的約束，硬闖紅燈的話，為避免交通事故的發(fā)生，就只能進一步約束車輛的通行了，畢竟一切以人為本嘛。當系統(tǒng)檢測到有行人硬闖紅燈時，啟動應急機制，汽車通行的一側(cè)的道釘亮起并閃爍，提示車主有行人正在通過斑馬線，請減速慢行。五 項目的科學性，先進性和獨特性1. 科學性本系統(tǒng)采用的都是目前較為成熟的技術，應用了大量的傳感器技術和單片機控制技術，通過溫濕度傳感器和煙霧傳感器對現(xiàn)場環(huán)境的精確檢測來實施相應的智能化的警示和引導，通過鋪設在斑馬線下的壓力傳感器和人

7、體紅外傳感器來檢測是否有行人通過，通過智能無線道釘和單片機控制系統(tǒng)的結(jié)合來改變斑馬線的顏色，通過噪聲檢測儀來檢測現(xiàn)場噪聲的大小，并以此來控制語音警示音量的大小。最后通過太陽能給整個系統(tǒng)供電，節(jié)約了大量的成本，降低了對能源的消耗，為構(gòu)建環(huán)境友好型社會做出貢獻。本系統(tǒng)采用的大量成熟的技術，使得本系統(tǒng)的實現(xiàn)具有很高的科學性。2. 先進性和獨特性本系統(tǒng)采用的智能無線道釘改變斑馬線顏色以及通過對環(huán)境的監(jiān)測，通過語音對行人和車輛的及時引導和警示，在完全不需要人工介入的條件下，實現(xiàn)智能化的管理，在國內(nèi)實屬罕見，具有很高的先進性，對于國內(nèi)復雜的交通環(huán)境，以及國民淡薄的交通安全意識，本系統(tǒng)具有很高的實用性。另外

8、，傳統(tǒng)的斑馬線是浮在地表的，這樣使用壽命非常的短，很容易磨損，檢修起來耗費了大量的人力和物力，而本系統(tǒng)設計的智能斑馬線時嵌在地表，整個斑馬線是和地面水平的，這樣極大的降低了斑馬線的磨損程度。當今物聯(lián)網(wǎng)技術十分火爆，被應用于各個方面，雖然國內(nèi)也開始出現(xiàn)智能化的交通，但是傳感器技術和單片機技術組合在一起的智能化控制應用于斑馬線上還是很少的，所以本系統(tǒng)還具有較高的獨特性。六 項目研究的內(nèi)容與框架1.數(shù)據(jù)的采集與處理，對外部環(huán)境的多項指標(外界溫濕度，能見度，噪聲大小等)收集并綜合處理，而不是單一處理（異構(gòu)模型）2.斑馬線的智能模型，采用異構(gòu)綜合考慮環(huán)境因素構(gòu)架一個綜合模型，以及一些控制協(xié)議的更改與設

9、計。3.軟硬件的同步問題，用軟件控制硬件選擇合適的單片機與合適的算法（主要是匹配時間的算法和對傳感器采集到的數(shù)據(jù)處理算法）4.系統(tǒng)的反應時間問題：這個系統(tǒng)的主要意義就在于能夠及時的監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境以及對現(xiàn)場的問題做出反應，所以系統(tǒng)的反應時間越短越好，那么如何縮短系統(tǒng)的反應時間是我們首先要解決的問題。七 作品的實際應用價值和現(xiàn)實意義設計本系統(tǒng)目的是讓人們認識到要注重“紅燈停，綠燈行”這個規(guī)則，也讓人們注意自己的生命安全。 基本思路是這個發(fā)明是綠色環(huán)保的，有太陽能提供能源支持，這樣就節(jié)約了不少能源，符合我國構(gòu)建節(jié)能環(huán)保型社會的要求，更重要的是這個系統(tǒng)是不需要在人工干預的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)的，節(jié)省了大量的人力和

10、物力。這樣一個智能型的斑馬線，改進了傳統(tǒng)斑馬線易磨損，不具有智能化警示的特點，必定能夠有效的減少人們闖紅燈的次數(shù)，有效的幫助交通安全意識不強的人們提高安全意識，這樣既提高了我國公民素質(zhì)，也有效的減少了每年交通事故的數(shù)量。由此可見本系統(tǒng)的研發(fā)和實現(xiàn)是很有現(xiàn)實意義和應用價值的，也必將為我國智能化的交通做出貢獻。八 國內(nèi)外同類研究綜述通過查閱大量的資料，已經(jīng)有對智能斑馬線的研究，尤其是國外有些地方已經(jīng)開始公測，現(xiàn)將其總結(jié)如下：國內(nèi)外現(xiàn)在對智能斑馬線的研究大多比較單一，功能不夠完善，也并沒有形成一個完整的系統(tǒng)。例如俄羅斯設計師楚古尼科夫(Alexey Chugunnikov)設計的智能斑馬線僅僅是讓斑馬線在天氣不佳，視線不好的情況下更改斑馬線的顏色，讓行人和過往的車輛更好的看清斑馬線。又如國內(nèi)的發(fā)展，長沙市最近在一個小學門口也裝上了所謂的智能斑馬線，是根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境通過一組燈片 更改斑馬線的顏色的，這組燈片的專業(yè)名詞叫道釘，它之所以會亮，是由一組設備控制的，這套設備叫做紅外成像感應行人過街安全保護設施，不僅包含了地面會閃爍發(fā)光的道釘，還包括斑馬線一側(cè)立桿上安裝的紅外成像掃描儀和信號脈沖控制箱。其工作原理是，當掃描儀感應到有行人在此等候或移動后，會發(fā)出信號給控制箱，隨后控制箱會