霧霾交通限速提醒裝置設計

摘 要：針對霧霾天氣能見度低，司機很難確定安全車速這一問題，本文設計一種基于STM32的路車兩用的霧霾交通限速提醒裝置。此設計方案可以推廣到多種智能交通領域，應用前景十分廣闊。

關鍵詞：霧霾傳感器；最佳限速；數(shù)據(jù)處理；智能交通

中圖分類號：U491.51 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0284-01

1 引 言

霧霾天氣造成大面積能見度低，存在很大的安全隱患。針對此問題，本文提出一種基于STM32的霧霾交通限速提醒裝置。此裝置利用高精度激光式霧霾傳感器獲取當前霧霾濃度指數(shù)，STM32單片機根據(jù)霧霾信息來設置合理安全的車輛行駛速度，GPRS遠距離無線通訊模塊和上位機管理軟件對數(shù)據(jù)進行管理和整合，通過高度能穿透霧霾的顯示裝置顯示出來，從而達到在霧霾天氣下對司機的限速提醒，提高行車安全，減少交通事故的發(fā)生。

2 STM32單片機

STM32是一種采數(shù)據(jù)用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有處理能力的中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、復位電路、多種IO口和終端系統(tǒng)等功能的集成電路芯片，是一個迷你且功能完善的微型處理器。在電子開發(fā)以及設備研究上應用十分廣泛。通過指令編程，可以執(zhí)行并控制一系列的硬件操作，以實現(xiàn)多種智能化的開發(fā)。就數(shù)據(jù)處理而言，它可以利用中央處理器（CPU）處理采集回來的數(shù)據(jù)，根據(jù)編寫的程序，得出想要達到的結(jié)論，再通過終端系統(tǒng)發(fā)出指示命令，實現(xiàn)GPRS遠距離數(shù)據(jù)與傳輸或者對汽車最高車速進行控制。

3 SDS011高精度激光式霧霾傳感器

SDS011激光傳感器采用激光散射的原理，可以對空氣中0.3～10？滋m的懸浮顆粒物濃度進行采集，并且利用進口的激光器與感光元件結(jié)合，其得到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定且可靠；內(nèi)部設置有風扇，采用數(shù)字化輸出，并有高效的集成度。當通過檢測位置的顆粒物被激光照射時，會形成微弱的光散射，再通過不同粒徑的波形分類統(tǒng)計以及相應的換算公式即可得到不同粒徑的實時顆粒物的數(shù)量濃度，且數(shù)據(jù)單位與官方單位一致，為ug/m3濃度，可以很好的與控制系統(tǒng)配合使用。

4 高度能穿透霧霾的顯示裝置

高度能穿透霧霾的顯示裝置采用高顯色性和光飽度高的LED點陣顯示，并且由主動發(fā)光以及被動反光相匹配的光學模式進行發(fā)光顯示，因為“紫外光”和“紅外光”具有穿透霧霾的能力，故沒霧霾的天氣用主動式正常LED光線，當霧天氣時啟用被動方式紅外光、紫外光協(xié)助照明，保證在霧霾等惡劣的天氣下將實時接收到的最佳安全車速值更好、更清晰的顯示。

5 GPRS

GPRS是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務。GSMS模塊是通過串口和主控芯片進行通信，將接收到的信息通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送出去。該模塊支持AT指令協(xié)議，利用這些協(xié)議可以很方便的對模塊進行功能設置，只需要利用串行口對其發(fā)送對應的指令，即可順利完成相應功能操作。利用GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸具有接入范圍廣，高速傳輸，快捷登陸，實時傳輸?shù)戎T多優(yōu)勢。可將霧霾檢測裝置所獲取的數(shù)據(jù)實時高效的傳回上位機，以便進一步管理。

6 最高車速限制系統(tǒng)

最高車速限制系統(tǒng)接收到當前最佳安全車速V時，一方面將該安全車速值顯示在汽車儀表顯示器上，另一方面與車輛當前車速Vi作比較，車輛當前車速低于最佳安全車速V時，油門踏板能正常工作；車輛當前車速Vi不小于最佳安全車速V時，會給最高車速限制系統(tǒng)的控制器輸送一個高電平信號，使得油門拉線斷開，油門踏板失去控制作用，這時即使駕駛員踩著油門踏板，節(jié)氣門也能在回位彈簧的作用下關閉，發(fā)動機會回到怠速狀態(tài)。當車輛速度降回到安全車速以下時，給控制器輸送一個低電平信號，使油門拉線重新接合，油門踏板繼續(xù)起作用。

7 數(shù)據(jù)處理

8 結(jié) 論

本文設計一種基于STM32的霧霾濃度采集及提醒裝置，該產(chǎn)品通過高精度激光霧霾傳感器測量空氣霧霾濃度，STM32根據(jù)傳感器獲取的霧霾濃度信息設置車輛的安全行駛速度，并用LED點陣屏顯示當前空氣霧霾濃度和當前最佳車速，同時結(jié)合最高車速限制系統(tǒng)強制限制車輛行駛的最高車速，用GPRS、上位機進行主從機通訊，借助微信和電臺平臺推送經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)（某段路的最佳限速值）。該裝置顯示合理的車輛行駛速度，能夠有效解決霧霾天氣能見度低時公路上車輛超速行駛造成的事故，提高行車安全，可靠性高。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-14