专利名称：一种基于单片机的智能交通灯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能交通领域，尤其涉及一种基于单片机的智能交通灯。
背景技术：
目前，交通信号灯在疏导城市交通车辆方面发挥了巨大作用，是最常见也是最有效的方法。但是，随着我国经济的飞速发展，汽车的数量急剧增加，例如2010年，我国共销售汽车1600多万辆，造成城市交通十分拥挤，成为政府各部门亟待解决的一个问题。解决交通拥挤的方法大体有两种，一种是加快城市道路建设，周全的规划待建的道路，这种方法是解决交通拥挤问题的根本方法；第二种方法是加强城市道路管理，比如本实用新型提出的一种基于单片机的智能交通灯装置以及加强交通违规的打击力度、智能交通等等。众所周知，现在大部分城市交通灯的控制方式比较死板，大多采用设定固定的时间间隔，交通灯按照这个间隔以固定不变的方式工作。然而，经常会发现，一个方向有很多车辆在等待红灯，另一方向几乎没有车辆却是绿灯，这种现象不仅降低道路的通行效率，而且浪费了人员的宝贵时间影响驾驶员的心情等等。
发明内容针对传统交通灯存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的智能交通灯，可以在一定程度上缓解城市交通拥挤问题，提高现有道路的通行效率和通行能力。为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现一种基于单片机的智能交通灯，包括摄像机，其特征在于，所述的摄像机通过视频同步分离单元连接视频处理单元，视频处理单元还与一个带有显示单元的信息处理单元相连接。上述单元都可以安装在交通信号灯杆上。本实用新型的其他特点是所述摄像机为经济型补光道路摄像机AV-9030H-ITS/R。所述视频同步分离单元为视频分离芯片LM1881。所述视频处理单元采用freescale公司生产的MC9S12DG128单片机，其能实时接收视频同步分离单元输入的信息，并对这些信息进行快速准确的处理，得到交叉口某一方向等待通行的车辆数。所述信息处理单元采用Atmel公司生产AT89C51单片机，其能实时接收视频处理单元输入的信息，并对这些信息进行快速准确的处理，然后控制交通灯工作。所述显示单元为普通8段式数码显示管和发光二极管，8段数码显示管用于倒计时，发光二极管用作红、绿、黄灯。本实用新型的基于单片机的智能交通灯，可以安装在车流量较大的十字路口，应用范围广泛。摄像机采集的录像，经过视频同步分离和视频处理单元处理后得到视频中的车辆数，信号处理单元根据预先编写好的程序优化交叉口各方向的绿灯通行时间，控制红绿灯和倒计时显示单元显示。具有制作方便，电路简单，成本低，更加智能化、高效化等特
[0014]图I为本实用新型的结构示意框图。[0015]图2为供电电路图。[0016]图3为视频处理电路原理图。[0017]图4为彳目息处理和显不电路原理图。[0018]图5为本实用新型的工作流程图。[0019]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
[0020]参照图I所示，本实施例给出一种基于单片机的智能交通灯的硬件结构，包括摄像机、视频同步分离单元、视频处理单元、信息处理单元和显示单元。[0021]本实施例中，摄像机采用山东中煤生产的经济型补光道路摄像机，型号为:
AV-9030H-ITS/R。该摄像机的摄像头采用特殊光源补光，对字和底色均不反光；可直视强光，并可看见强光下的目标；具有防水、防雷击功能；像素为752*582。该单元采用12V直流由供由
HZi I/、HZi o视频同步分离单元采用LM1881芯片，该芯片用于提取峰峰值幅度从0. 5V到2V的标准负向同步NTSC。其具有大于10千欧的输入阻抗,小于10毫安的电源输出电流,复合同步以及帧输出，奇/偶场输出，在零下400C至85°C下工作。视频处理单元采用Freescale公司生产的MC9S12DG128单片机。它是M68HC12 系列16为单片机中的一种,其内部结构主要有单片机基本部分和CAN功能块部分组成，基本结构包括中央处理器单元HCS12 (CPU)、2个异步串行通信口 SCI、2个同步串行通信口 SPI，8通道输入捕捉/输出比较定时器，I个8通道脉宽调制模块以及49个独立数字I/O 口(其中20个具有外部中断及唤醒功能)，在片内还拥有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM 和2KB的EEPROM ；CAN功能块包括两个兼容CAN2. 0A/B协议的msCAN控制器组成，这些丰富的内部资源和外部接口资源可以满足ECU对各种数据的处理、CAN网络数据的发送和接收要求，芯片集成了两个msCAN12模块，能够实现高低速CAN网络的网关节点功能。信息处理单元中采用Atmel公司生产的AT89C52单片机，其包含高性能、低功耗的 8位微处理器，内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产。信息处理单元主要接收并处理电量信号输入单元传送的信息，并向语音提示单元输出控制信号。显示单元采用8段数码显示管和发光二极管，8段数码显示管用于倒计时，发光二极管用作红、绿、黄灯。上述各单元都可以安装在交通信号灯杆上。参照图2，供电电路采用220V交流电，经过全桥滤波、稳压后输出5V直流电。变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个2200uf的电解电容；输出的电压经过稳压芯片LM7805稳压后，变成电压稳定的+5V直流电供信息处理单元、显示单元和视频处理单元使用。参照图3，AV-9030H-ITS/R摄像机共有3根线，接地线、电源线和信号线。信号线经过0. Iuf的电容与视频同步分离芯片LM1881的2引脚相连，视频同步分离完成视频图像的行、列分离，其1、7引脚分别与单片机MC9S12DG128的PT3和PT2相连，分别控制视频图像的行和列信息。参照图4，经过视频处理单元处理后的信号输入信息处理单元即AT89C51单片机的Pl 口，按照预先编写的程序控制用于显示倒计时的8段数码显示管和用于显示红绿灯的发光二极管工作。P2 口控制红绿灯，P22、P23和P24 口控制A方向红绿灯，P25、P26和P27 口控制B方向红绿灯。单片机的Pl 口发送的指令经过锁存器74LS373和2826的处理后控制倒计时数码显示管。参照图5，该基于单片机的智能交通灯的工作流程如下所示首先，整个系统完成初始化工作，A方向和B方向各有两个摄像机，采集各自方向的场景，经过同步视频分离后生成行和列图像信号，按照预先编好的程序提取出车辆图像的包络线，并对挨在一起的车辆进行图像分割，从而实时计算出各方向的车辆数。如果A方向两个摄像机的图像中的车辆总数大于B方向，则A方向适当延长绿灯时间；否则，适当延长B方向绿灯时间。当然控制策略可以更见智能化、人性化，比如可以建立A、B方向车辆数之差与A、B方向绿灯延长时间的函数进一步精确控制交通灯工作。
权利要求1.一种基于单片机的智能交通灯，包括摄像机，其特征在于，所述的摄像机通过视频同步分离单元连接视频处理单元，视频处理单元还与一个带有显示单元的信息处理单元相连接。
2.如权利要求I所述的基于单片机的智能交通灯，其特征在于，所述的摄像机选择补光道路摄像机AV-9030H-ITS/R。
3.如权利要求I所述的基于单片机的智能交通灯，其特征在于，所述的视频同步分离单元选择视频分离芯片LM1881。
4.如权利要求I所述的基于单片机的智能交通灯，其特征在于，所述的视频处理单元采用MC9S12DG128单片机。
5.如权利要求I所述的基于单片机的智能交通灯，其特征在于，所述的信息处理单元采用AT89C51单片机。
6.如权利要求I所述的基于单片机的智能交通灯，其特征在于，所述的显示单元为8段式数码显示管和发光二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单片机的智能交通灯，包括摄像机，该摄像机通过视频同步分离单元连接视频处理单元，视频处理单元还与一个带有显示单元的信息处理单元相连接，可以安装在车流量较大的十字路口，应用范围广泛。摄像机采集的录像，经过视频同步分离和视频处理单元处理后得到视频中的车辆数，信号处理单元根据预先编写好的程序优化交叉口各方向的绿灯通行时间，控制红绿灯和倒计时显示单元显示。具有制作方便，电路简单，成本低，更加智能化、高效化等特点。
文档编号G08G1/08GK202352085SQ201120437659
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者张倩, 林小凤, 马建新 申请人:长安大学