基于STM32的交通灯智能控制系统设计

叶伟光 石坚

摘 要：本文主要是以STM32为载体来设计出一种更具全面性、系统性的交通灯智能控制系统，这一系统通过利用摄像头来实现对车流量的实时化统计，以此来推进交通灯智能化、实用化进一步提升，这一系统可以推进道路交叉口车辆通行能力进一步提升。是由车速检测模块，道路交通流智能检测模块，信号灯的控制模块以及智能控制主机模块等共同组成的。

关键词：SMT32;交通灯;智能控制

0 引言

现阶段，在各个城市道路的交叉口常常出现安装各种红绿灯，其已经成为疏导各大交通路面、解决交通拥堵以及保障交通秩序的有效途径。但是，随着社会进步，传统的交通灯已经难以满足现代社会的需求，特别是遇到人流量大的时候，交通道路更为拥堵，这个时候，传统的交通灯也就表现出了各种各样的问题，如不能根据道路的拥堵情况，灵活变换交通灯的亮灭以及时长。这个时候，传统的交互灯就表现得不尽如人意了，非常需要改善功能水平，以适应现代社会对于道路交通通行效率的要求[1]。

在科学技术、经济等多重因素的作用下，我国城市建设技术突飞猛进，因此建设速度也就很快，城市道路交通体系日新月异，也在一步步走向完善之中，但是随着人民生活水平的提高，机动车数量和轿车数量也越来越多，道路资源本就不丰富，现在更加雪上加霜了，道路就变得越来越拥堵，因此非常需要及时且正确地进行道路交通分流，那么交通灯控制的重要性也就与日俱增了。目前，对于放置在路口的交通灯，什么时候亮灭，时间大部分都是由人们事先设定好的，灵活度就不高了，一遇到早上上班，傍晚下班，道路交通上的人就更多了，特别容易造成拥堵，可是这个时候的交通灯是由人工来设置的，死板的，一出现什么情况都不能及时应对，就不具备较高的智能化、信息化水平，难以满足人们的交通需求了。因此，本文提出的基于STM32的交通灯智能控制系统的设计，就具有很高的价值性和实用性。

1 系统总体设计

本文所研究的是能够辅助交通管理的智能灯控制系统。

STM32作为先进的控制核心，本文将其应用在该系统中。从该系统的运行方式上来看主要应用智能摄像头来对路面的车流信息进行采集，在处理器内传递相应的信号，相关车流信息经处理器的分析，从而采取更加合理的信号灯分配时间，通过综合考虑道路的车流情况实现对红绿灯信号的智能化处理，这一交通系统来实现对智能控制系统的动态化调节。该系统主要的特点就是通过利用摄像头来对车流量信息进行采集，并将所采集的数据反馈到处理器中，由处理器对相关的数据进行分析，意在实现对行人和车辆的有效提醒。

2 硬件系统设计

2.1 STM32 处理器选用

可以将STM32放置于交通灯智能控制系统中，使其作為整个交通灯智能控制系统的控制核心，以使得系统更加高性能和低功耗，因STM32F103系列芯片符合要求，故本文以此作为该系统的核心芯片。

2.2 道路交通流智能检测

在该系统中智能摄像头起到关键性的作用，通过利用摄像头实现对车流的实时检测，除了能够实现常规的车辆检测外，还能够实现混行检测，该检测功能的实现主要是通过视频来实现对不同交通参与对象的检测。车辆检测的范围主要集中在车道内的车辆，从检测的程序上来看，首先智能摄像头能够对车道内的车辆进行抓拍，并对车牌等车辆信息进行分析，相关的检测数据能够上传到控制中心。通过应用智能摄像头来实现对道路车流量的智能分析，以及信息采集，能够辅助实现更为高效以及全面的交通管理[2]。

2.3 信号灯的控制电路设计

在该系统中对于红绿灯的控制主要基于智能摄像头所采集到的数据，信号灯的控制模块根据所采集的交通数据来实现对信号灯的智能化控制，同时通过车流量分析的相关算法来保证控制决策的科学性以及即时性。在此基础上，正确地判断和处理当下的交通状况，最后结合实际交流流量来科学地调整和改进。

2.4 车速检测模块

车速检测模块放置在路口，通过检测车速，再将数据传输到计算机中进行处理，比对，就可以判断交通路口的拥堵情况了。

2.5 智能控制主机

智能控制主机采用 STM32 作为主控芯片，由三大模块构成无线通信网络，彼此通信，第一模块是 Zigbee 模块，第二模块是车速检测模块，第三模块是交通灯模块，三个模块统一为一个整体。智能控制主机作为中枢大脑，根据各模块检测到的路口拥堵信息，反馈给该中枢大脑，最终综合得出路口红绿灯的时长，再通过 Zigbee 模块通信，这个模块可以用于通信，将相应的控制信号发送给交通灯模块，由交通灯模块根据路口的实时变化情况缓解路口拥堵的压力。同时，本系统还可以使用蓝牙进行通信，主控芯片通过串口扩展一个蓝牙模块，再在手机上面下载一个app，此时打开蓝牙，就可以实现蓝牙和手机的通信，并借助手机控制该系统，实现近程的蓝牙通信操作。

3 软件系统设计

以STM32F103系列搭建硬件电路作为基础，再搭配对应的软件，构成一个综合的基于STM32F103系列的交通灯智能控制系统[3]。因为硬件和软件有密切的结合关系，是一个统一的整体，所以在设计过程中，必须确保基于STM32F103系列的交通灯智能控制系统的硬件结构和细节电路是正确的，才能使得对应系统程序软件可以正确与其结合。将模块化设计思想合理地引入到系统软件设计中。先对主要程序予以编制，接着才设计各个子程序。

4 结语

本文采用 STM32 设计了一种交通灯智能控制系统，该系统有较大实用性，可以结合实际交通规则，来落实上述种种功能。这种针对问题的模块化设计思路，也可以使得其自身便捷操作、可靠运行等等特点得到有效彰显，但是该系统还存在多种问题，智能性依然还不是很高，需要更多改善。

参考文献：

[1]陈震，李平.一种智能交通灯控制系统[J].科学技术创新，2020（36）：113-114.

[2]聂云浩，邱达，游超，等.基于STM32的智能交通灯系统[J].电子世界，2016（12）：137-138.

[3]胡永强，周书民，孙尚清.基于STM32的交通灯设计[J].电子质量，2017（3）：96-100+107.