智能隧道交通安全监控系统

智能隧道交通安全监控系统

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一、项目摘要 (1)

二、创新性 (1)

三、项目研究的目的 (1)

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一、项目摘要

本项目基于STM32平台，开发一种智能隧道交通安全监控系统，对隧道内部进行实时的智能监控和预警，保障隧道内部行车的安全，避免车祸带来的交通堵塞等。系统通过光电对管传感器、火焰传感器模块采集隧道内部车辆行驶等相关信息，系统通过LCD 显示模块、无线传输、对火源的分析检测、直流电机控制风扇、蜂鸣器等进行报警。系统硬件的电源电路、光电模块、火焰传感模块、风扇电机模块均接处理器模块，处理器模块接无线模块、LCD显示模块，处理器模块还与无线模块、光电模块等双向连接。

隧道的通行状况（如车祸导致的堵车等）。

5.一旦车祸发生严重，导致内部发生火宅等事故，会对隧道进行紧急封停，同时保证内部的排气工作。

四、正文

1、项目背景

由于隧道结构封闭复杂，确保隧道内部交通安全显得尤为重要，隧道实时交通安全监控系统是确保隧道安全运营的重要手段。随着我国经济社会的飞速发展，对智能化管理的高等级公路的需求越来越大。十五、十一五期间，我国公路系统进入大发展、大跨

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3、课题研究的主要内容

3.1 系统总体方案

本设计系统以STM32、89C52单片机分别控制中心控制系统和独立显示系统，其操作起来简单易懂、易修改，同时也考虑操作的简单方便性，设计出一种经济、实用且功能强大的隧道交通智能监控系统。

3.2 系统功能介绍

1.车流量检测

其主要应用光电对管实现对车辆的流动的检测，其会根据不同的距离进行不同的检测，当车辆来往时，其会返回脉冲进行，通过捕捉下降沿信号实现对车辆来往的检测，由于光电对管的局限性，其只能检测一条线上的来往，所以其摆放位置会根据车辆的车型、大小等因素进行调节，而且较为重要的一点则是两个光电对管的间隔距离问题，其间隔不能超过一个车位的距离，否则检测到的结果将会发生偏差。

2.车祸等信息检测

当车辆非正常行驶时，会发生滞留在隧道内部的情况发生，这种情况会导致隧道内部的交通瘫痪，甚至当内部空气污染过于严重时会对人的人体健康造成威胁，因此，对此的检测就显得非常重要，在车辆滞留时，光电对管会返回低电平信号，而当无车辆来往时会返回高电平信号，所以当其检测到低电平信号达到一定时间后即识别出其为车祸滞留，为隧道的正常通行带来了困扰与障碍，识别为车祸信息。

3.火宅报警

当交通事故严重时，其不免会发生火宅等状况，此时通过火焰报警器将发生警报，同时在隧道的两端阻止车辆的进入，其隧道内部打开排气风扇，将由于火宅而产生的粉尘和烟气排除，以免对人体造成伤害。

4.隧道信息显示

接收部分，通过无线模块将数据发送出去与接收回来。BEEP和MOTOR分别对应着控制蜂鸣警报和风扇，均可对其引脚直接拉到高电平即可实现对蜂鸣器和风扇的开关操作。上图为液晶显示电路，其供电电压VCC需要5V到6V时才能保证其正常工作显示。

3.4软件系统设计

软件的设计是系统能否实现功能的核心，本系统采用了多个控制器，每个控制器实现不同的功能，整个系统在各个控制器的协调下实现所设计的功能。系统的所有程序均

采用C语言编写.

系统程序采用模块编写，各相应硬件模块的主要程序设计均以程序流程图的形式给出，程序的编写只要对照程序流程图编写相应的语句即可。

4、课题研究的方法与过程

1.从研究目的和根据背景选题；

2.经查新定题；

3.研究隧道监控的实现方法，设计构思；

4.找材料，选材料，原则上能代替则代替；

5.制作、实验；

6.修改再实验；

7.整理总结。

5、实物展示

6、使用说明

1、光电对管位置

四个元件即光电对管（图中为侧视图，即只显示2个），只需将其对准行车的期间位置，就可以对来往车辆进行流动检测，其左右间隔只需对着车行驶的位置就可以，而前后的间隔需要控制在一个车身的距离之内。

2、火源

检测报

警与风

扇排气

火焰传感

器通过对火源的识别进而判断是否发生了火宅，其对火焰的传感距离可调、角度可调，实现隧道内部无死角检测，保证安全质量检测的目的，同时会打开警报提醒人们，风扇此时会自动打开，将烟排出。

3、无线传输

由于隧道的长度问题影响，如果使用有线

传输，会使其造价非常大，而且其操作修整极

其繁琐，故此应用无线传输设备进行无线的发

射接收处理数据，可有效将数据发送到隧道两

端的无线接收端，实现有效的信息传输。

4、液晶显示信息

采集信息对于智能交通是远远不够的，更重要的是将信息传递出去，将有效的信息及时告诉行车司机，液晶显示部分可有

效把信息显示在屏幕上，其屏幕通过

LED显示，不用担心在天气较差的情况

下看不到。

图为无线接收部分，使用一对即可

完成主端和从端的收、发通信操作。

5、控制电路与独立电源

每一个部分的电路均采用独立电源供电，同时会有电源电量采集，当电量降到一定电量下会提醒工作人员进行更换电池、充电等。如图所示为其控制电路与稳压电源部分，通过可充电的锂电池直接输出到降压芯片，稳压后输出稳定的5V电压，后供给单片机、光电对管、OLED液晶显示屏等，控制电路采用STM32单片机对整体系统进行逻辑控制，同时控制着数据的无线收发等等。