LGWL-JT01型智能交通管理实训系统_智能交通管理实训沙盘｜停车场管理实训设备

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LGWL-JT01型智能交通管理实训系统

品牌：理工伟业咨询电话：010-82827827 82827835

一、系统简介
LGWL-JT01型智能交通主题沙盘实训系统以城市道路交通为原型，综合运用传感器采集、设备控制、无线传感器网络、射频识别、图像识别、嵌入式系统、无线通信等物联网技术以及多学科技术的交叉融合，依托部署在交通沙盘中的智能小车、传感器节点、控制节点、工业摄像机、智能网关、服务器与客户端实现交通灯智能管理、路灯管理、公交优先、超速抓拍、车牌识别、智能停车场、高速ETC、公路灾害智能预警、自动避障、车联网等功能，为解决现代城市交通拥堵、交通事故、违规逃逸、停车难等一系列问题提供了技术路线，也为物联网专业教学提供了一个完备的应用实训系统。

二、系统构成
LGWL-JT01型智能交通主题沙盘实训系统利用各种传感器测量城市道路中的参数，结合嵌入式数据库存储技术将采样数据统一保存管理；利用ZigBee无线传感器网络统一管理各个节点；利用射频技术实现车辆的自动识别；利用图像识别技术实现车牌识别；利用自动控制理论和反馈控制理论实现智能控制；利用嵌入式Linux系统实现智能网关城市交通管理软件；利用WIFI网络实现网关与服务器之间的通信，激发用户了解物联网技术在城市交通网等现实环境的应用。
1、系统外观
LGWL-JT01型智能交通主题沙盘实训系统外观如图所示。

智能交通沙盘外观图

2、系统构成拓扑图

系统构成拓扑图

三、硬件组成
智能交通主题沙盘实训系统主要由感知设备、控制设备、射频识别装置、图像采集设备、智能小车、智能网关、监控中心、供电设备、铝合金钢架模型等组成。
感知设备：
主要由传感器调理板、ZigBee通信处理板以及接口底板组成的节点。标配传感器包括光线传感器、车位状态检测传感器、火焰传感器等，可根据客户需求定制不同类型的传感器节点。它们通过ZigBee技术将采样数据传输给智能网关。
控制设备：
主要由执行设备、ZigBee通信处理板以及接口底板组成的节点，因供电电流不同存在两种类型的控制设备：直流供电型控制设备、交流供电型控制设备。直流供电设备主要包括车位状态指示灯、十字路口交通灯、道闸控制器、语音播放器、以及站台LCD显示器。交流供电控制设备主要包括控制器和交流电器，控制器封装在标准的86盒内，交流电器只需插入86盒的两相或三相插座内即可实现电器的开关控制，如路灯。
射频识别装置：
主要由超高频读写器、天线、以及超高频标签组成，主要用来实现车辆不停车识别，可通过改变天线射频功率实现读写距离远近的调节。超高频读写器具有RJ45以太网接口，与智能网关处于同一个局域网内，通过TCP/IP协议与智能网关交互信息。
图像采集设备：
主要包括模拟摄像头和IP摄像头两种。AV模拟摄像头安装在城市交通重要路段，如十字路口、高速路入口、车场出入口等，用于违规抓拍和统计车流量。IP摄像头是一种视频服务器，主要用于重点场所的视频监控。
智能小车：
由核心控制板、ZigBee通信模块、传感器采集板、伺服电机、供电板、轮式底盘组成，实现自动循迹、避障、红灯择路行驶、前进、后退、左右转弯、到站停车、以及与智能网关的通信等功能。
智能网关：
主要用于传感层设备的数据处理以及接入上层云服务平台。主要由Cortex-A8主板组成，可升级为A9四核主板，整体封装在模具内，美观大方。主板集成ZigBee无线路由器通信模块，用于维护ZigBee网络，接收ZigBee传感器采样信息，向ZigBee控制设备发送控制命令。主板还集成WiFi模块，用于连接无线路由器，降低以太网布线的复杂度。同时，主板可扩展GPRS、3G或4G模块，将智能网关接入互联网，实现信息的远程可靠传输。
监控中心：
普通PC机，通过TCP、UDP协议与智能网关通信，运行智能交通管理软件。
供电设备：
配有完善的供电设备，包括空气开关、急停开关、电源指示灯等，安装在底座钢架上，为系统输入安全稳定的交流220V总电源。
钢架模型：
支撑智能交通的整个设施，内部铺设供电线路。除了提供标准智能交通模型外，还可根据学校的要求设计智能交通的外观，交通线路的规划，感知与控制设备的类型，设备部署的方式等。
四、软件资源
系统软件默认采用C/S结构，主要包括智能小车传感器采集控制软件、ZigBee无线传感器网络数据透明传输软件、智能网关QT智能交通管理软件、监控终端C#智能交通管理软件等。
智能小车自动巡航系统软件：
主要利用STC系列51单片机的接口总线，驱动红外反射、超声波等传感器采集信息，经过处理，驱动直流伺服电机带动万向轮转动，实现小车的自动循迹、避障、行驶方式的改变等功能。同时小车上的阅读器和天线会自动识别道路上铺设的射频卡，实现小车地图定位。
ZigBee无线传感器网络数据透明传输软件：
主要实现ZigBee网络的建立、节点的自动入网、节点休眠与唤醒、节点之间数据的透明传输、传感器节点的采样与传输、以及执行节点驱动设备的功能。
智能网关QT智能交通管理软件：
智能网关采用嵌入式Linux操作系统，上电后即运行基于QT的智能交通管理软件。软件包括系统设置、交通管理主界面等。用户可以在本地网关上直接浏览智能小车的运行状态，控制小车的运行方式，浏览关键路口（高速出入口或停车场出入口）的抓拍图像，也可手动控制出入口闸机。软件系统集成了嵌入式数据库，对所有传感器数据进行保存。
监控终端C#智能交通管理软件：
监控中心运行基于C#的智能交通管理软件，主要实现城市公交与私家车在城市交通图中的定位等功能。
五、系统功能

	多车同时行驶系统支持2个智能小车同时运行，一个模拟城市公交，一个模拟私家车，均可实现自动循迹，避障行驶、前进、后退、左右转弯等基本功能。
	公交优先功能公交车到达十字路口，系统控制交通灯变成绿灯，让公交车优先通行。
	交通灯管理交通灯控制系统是整个智能交通的基础，主要是对交通十字路口、丁字路口的红、绿、黄灯的有效控制，使某一方向的车辆遇到红灯停止，另一方向的车辆绿灯顺利通过，整个交通系统按照交通规则运行，保证道路交通的安全和畅通。
	路灯管理系统根据光线传感器采集的光亮度值自动控制路灯的打开和关闭。当光亮度值低于某一个阈值时，即打开路灯，当光亮度值高于某一个阈值时，关闭路灯，达到节能的目的。
	图像抓拍对出入停车场、高速公路的车辆进行抓拍备案；也可对违反交通规则（如闯红灯）的车辆进行抓拍。
	ETC不停车收费系统系统模拟高速公路出入口的ETC收费站，收费站安装有射频读卡器，当车辆进入ETC入口处射频读写器的感应范围时，读卡器读出车辆信息，对车辆抓拍，所有信息存入数据库，开启闸机。当车辆进入ETC出口射频读写器感应范围时，读卡器识别出车辆信息，计算路费，打开闸机，让车辆驶出高速公路。
	灾害预警系统系统提供道路交通周边环境如高速公路森林着火、山体滑坡等的动态监测。当灾害发生时，火焰或超声波传感器探测到后，将信息发送给网关，网关通过无线通信立即播放灾害信息，沿路交通指示牌上显示灾害信息，同时将灾害信息无线发送给每个车辆，车辆收到后，选择其他安全路段行驶或掉头返回。
	车联网系统当网关开启车联网模式后，小车后避障模式启动。前面车辆如果被后面的车辆所追赶，则自动加速。当前车遇到山体滑坡，山石挡住公路时，便将该信息通过无线网络发送给网关，由网关再发送给其他车辆，及时择路绕行。
	车位的智能管理每个车位检测器具有一个唯一的mac地址，用来识别车位。车位检测器实时检测车位占用状况，将数据传输给网关管理软件，以图形方式显示在GUI界面上。同时智能终端管理软件上的车位状态也会根据网关的状态进行更新，方便停车人员实时查看。
	用户预定车位用户可以在智能交通管理界面上预定车位，预定后，车辆自动驶入指定车位停车。

六、教学资源
智能交通管理实训系统覆盖了智能车采集控制、ZigBee无线传感器网络、Linux智能网关、以及PC机监控终端三部分，因此系统提供了约三十个课时的实验，从基础采集传输实验，到网关汇聚分析处理实验，再到PC机监控终端应用实验，一条线贯穿，让学生在实验中逐步领悟物联网的体系结构，关键技术以及实现方式，培养学生动手解决问题的能力，激发学生的创新潜力。
另外，为方便用户教学和学习，系统提供了一本使用手册和一本实验指导书。使用手册主要介绍如何安全正确地操作这套系统，使其正常运转，实现智能交通的各项功能。实验指导书详细地介绍了系统的网络结构，网络参数，实验目的，实验原理，以及实验步骤等。
1、基础实验能力

名称	实验
1.智能小车采集控制实验	Keil uvision开发环境搭建实验智能小车红外反射传感器采样实验智能小车超声波传感器采样实验智能小车直流伺服电机控制实验智能小车避障行驶实验
1. 无线传感器网络通信类实验	IAR集成开发环境搭建实验基于Z-Stack协议栈传感节点透明传输程序的使用实验
2. Linux智能网关实验	Qt开发环境搭建实验基于Qt的智能小车壁障实验基于Qt的智能小车自动循迹实验基于Qt的车载读卡器读卡实验基于Qt的闸机控制实验基于Qt模拟加油实验基于Qt点阵屏控制实验基于Qt交通灯控制实验基于Qt公交报站实验基于Qt道路拥堵实验基于Qt森林火灾预警实验
3. PC机监控终端实验	PC机与网关的TCP通信实验 PC机与网关的UDP通信实验

2、创新实验能力

名称	实验
1. 基于QT的智能网关创新实验	基于Qt的车联网通信实验基于Qt的车载读卡器读卡实验基于Qt的指定停车位停车实验基于Qt的智能交通综合管理实验
2. 基于C#的PC机监控终端创新实验	基于C#的车辆定位实验基于C#的设备控制实验

3、科研实验能力
除了上述传感控制设备、智能网关与智能终端的相关实验外，系统还提供了开发类实验。

名称	实验
1.无线传感器网络开发实验	简单的无线收发实验；误码率测试实验；频谱分析实验； Z-Stack 点对点通讯实验；Z-Stack 星状网通讯实验； Z-Stack 树状网通讯实验；Z-Stack MESH网通讯实验； Z-Stack ZigBee PRO通讯实验；基于Z-Stack2007协议栈的GenericApp实例的移植实验基于Z-Stack2007协议栈的无线数据传输实验；基于Z-Stack2007协议栈温湿度节点与协调器的无线数据传输；基于Z-Stack2007协议栈多传感器节点与协调器无线数据传输；基于Z-Stack2007协议栈的网络拓扑定制实验；
2.智能网关开发实验	嵌入式Linux开发环境建立实验： Uboot启动代码配置编译实验；Linux内核配置编译实验； Linux内核驱动开发实验；Linux驱动接口测试实验； Yaffs根文件系统的制作实验；Qtopia2.2.0图形系统编译实验； Qt-4.7.3程序库的编译实验

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	多车同时行驶系统支持2个智能小车同时运行，一个模拟城市公交，一个模拟私家车，均可实现自动循迹，避障行驶、前进、后退、左右转弯等基本功能。
	公交优先功能公交车到达十字路口，系统控制交通灯变成绿灯，让公交车优先通行。
	交通灯管理交通灯控制系统是整个智能交通的基础，主要是对交通十字路口、丁字路口的红、绿、黄灯的有效控制，使某一方向的车辆遇到红灯停止，另一方向的车辆绿灯顺利通过，整个交通系统按照交通规则运行，保证道路交通的安全和畅通。
	路灯管理系统根据光线传感器采集的光亮度值自动控制路灯的打开和关闭。当光亮度值低于某一个阈值时，即打开路灯，当光亮度值高于某一个阈值时，关闭路灯，达到节能的目的。
	图像抓拍对出入停车场、高速公路的车辆进行抓拍备案；也可对违反交通规则（如闯红灯）的车辆进行抓拍。
	ETC不停车收费系统系统模拟高速公路出入口的ETC收费站，收费站安装有射频读卡器，当车辆进入ETC入口处射频读写器的感应范围时，读卡器读出车辆信息，对车辆抓拍，所有信息存入数据库，开启闸机。当车辆进入ETC出口射频读写器感应范围时，读卡器识别出车辆信息，计算路费，打开闸机，让车辆驶出高速公路。
	灾害预警系统系统提供道路交通周边环境如高速公路森林着火、山体滑坡等的动态监测。当灾害发生时，火焰或超声波传感器探测到后，将信息发送给网关，网关通过无线通信立即播放灾害信息，沿路交通指示牌上显示灾害信息，同时将灾害信息无线发送给每个车辆，车辆收到后，选择其他安全路段行驶或掉头返回。
	车联网系统当网关开启车联网模式后，小车后避障模式启动。前面车辆如果被后面的车辆所追赶，则自动加速。当前车遇到山体滑坡，山石挡住公路时，便将该信息通过无线网络发送给网关，由网关再发送给其他车辆，及时择路绕行。
	车位的智能管理每个车位检测器具有一个唯一的mac地址，用来识别车位。车位检测器实时检测车位占用状况，将数据传输给网关管理软件，以图形方式显示在GUI界面上。同时智能终端管理软件上的车位状态也会根据网关的状态进行更新，方便停车人员实时查看。
	用户预定车位用户可以在智能交通管理界面上预定车位，预定后，车辆自动驶入指定车位停车。

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