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蓝牙技术

太阳能可移动式护栏


基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏设计

一、车道调拨概述

1.1车道调拨意义

车道调拨就是对已规划完整的车道再根据实际情况进行变更。本文提出的基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏主要针对”潮汐车道”实现车道调拨。根据上下班车辆通行流量不同,对条件允许的道路,通过蓝牙控制护栏的智能移动,对上行与下行车道数进行改变,提高车道使用效率以及减缓交通拥堵。潮汐车道会增加交通管理部门的工作量,同时对于安全驾驶有较高要求。在潮汐车道与普通车道的交汇处,驾驶员的反应能力要求很快。而蓝牙控制的太阳能可移动式护栏可以有效地节约物力和财力,提高工作效率,减缓交通拥堵。

1.2车道调拨条件

道路性质:要求为双向交通模式,路面中央不能有隔离带或其他建筑物。车道数:路面上主干道双向车道数不能少于3条,如北上广车流量较大的城市主干道上车道数至少为5条。通行能力:车流量大的交通方向增加车道数、车流量少的交通方向减少车道数后,车辆通过能力应能满足重交通及轻交通的自我需求。调拨时间:在早高峰期间的前20min进行护栏的移动,到相应位置后护栏自动展开,实现车道数变更;在早高峰结束后10min进行护栏的收回。

1.3车道调拨实例

在上个世纪60年代,金门大桥交通设计者就已经安置了潮汐车道。在早高峰进城方向将6车道改为4车道,过后又变回6车道。在晚高峰将出城口变为4车道。但是车道线上需要工作人员手动安置隔离柱。2015年1月10~12日是一个周末,金门大桥关闭了,工作人员收起了塑料桩,换成了全新的水泥隔离柱,并且出现了一辆公路拉链车,解决潮汐道路交通拥堵问题。据报道知:深圳交警部门长期调查分析,发现深圳经常拥堵的文锦北路、布吉路早晚高峰期间具有明显的交通潮汐现象。测试结果显示,启用潮汐车道后,文锦北路、布吉路晚高峰北行的延时指数下降25%,测试期间晚高峰提前近1个小时结束,且附近区域主要关联道路双方向通行能力均大幅提升,原特区内交通拥堵情况均有改善。

二、基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏特点

使用蓝牙设备控制车道,使得车道的变更得到简单高效的实现,改变了从前拉链式护栏设计。一方面节约了劳动力,不必让工作人员面临危险,另一面相比于原来拉链式车道,可以保证在相同道路上,各车道宽度最大化,使得交通更顺畅。西藏海拔高,日照时间长,可以充分利用太阳能对可移动护栏提供能量,又体现了节能减排,合理利用资源的特点。收集太阳能为移动护栏提供动力,实现了对能源的合理使用。随着现代社会保护环境、节约能源的呼声越来越高、人们更多地在考虑如何有效地利用各种能源,因此对太阳能的合理利用将运用到更多的领域。

相对于同类护栏来说,首次将蓝牙通信与单片机控制技术应用于设计中,实现了护栏的智能化移动。实现了模块化的设计,使得各车道在互不干扰的同时又节约了成本,合理的利用了车道,保证了交通持续稳定的进行。

护栏外观绘图采用具有西藏民族特色的图文设计。由于是蓝牙控制,护栏实现10分钟内完成1公里的护栏快速移动。该装置还具有易安装、易移动、防水等特点。

三、基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏方案设计

3.1车道调拨控制机理

基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏可智能式改变车道数,有效缓解潮汐道路拥堵问题。基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏主要由蓝牙传输、单片机程序控制、太阳能供电、桩机四大部分组成。蓝牙传输又分为输入与传入,通过手机蓝牙APP传输控制指令,桩机蓝牙接收控制指令实现护栏的移动;单片机程序控制电机,使其按控制指令移动,保证护栏沿要求路线前进;供电则采用太阳能蓄电,充分利用西藏地区丰富的太阳能,每天都进行光能充电,可实现持续性供电;桩机的控制系统则由单片机、蓝牙接收端口和电路系统组成;桩机的底座则由滚动轮、电力传动机构和电机构成。假设双向为6车道,正常交通状态下,中央隔离护栏把道路分隔成左3右3通行的双向车道,在潮汐交通期间出现单向高流量前20min,当车辆等待绿灯时,护栏开始按控制指令移动到轻交通车道处。在装置运行正常情况下,单台桩机跨跃1个车道(普遍为3.5m)的时间在20s以内。假设左侧为重交通,护栏移动后车道数便可变成为左4右2,提高道路通行能力。

3.2蓝牙控制分析

在安全监控系统的发展需求,依据Ericsson蓝牙开发软件EBDK的特点,从多个方面剖析蓝牙模块与PC端的通信过程,并介绍实现蓝牙通信的基本思路与初步应用,阐述了蓝牙通信的信息连接特点。测试表明,这种蓝牙通信系统能够为智能化的护栏移动提供有力的信息控制。

蓝牙已经具备电话薄功能,支持与其他PC端进行联系人信息传达,具备很强的信号传输功能,由此可以解决车道改变的问题。经测试,车载系统中的智能蓝牙通信子系统已经基本满足了蓝牙通信的互操作性要求,可与符合蓝牙无线通信技术规范的蓝牙设备进行通信,实现接打电话、文件传输、和信息同步的功能。由此,可以初步推断出蓝牙通信控制功能能够实现对护栏的稳定控制。

3.3单片机控制特点

(1)蓝牙端单片机控制:本设计采用的PIC16F877A是完美符合蓝牙规范的控制器芯片,PIC16F877A型单片机带有8K×14位FLASH程序存储器,还配备高性能RISCCPU,仅用35条单字指令,368×8个数据存储器(RAM)字节,中断能力强(达到14个中断源),256×8个EE⁃PROM字节,支持在线串行编程(ISCP),具有安全的运行电压(2.0V~5.5V)。具有带负载能力大、抗外界干扰能力强、能耗低、外围电路简单、操作简单等特点。

(2)单片机电机控制:该装置选取GMS90单片机作为电机控制系统核心。具有CMOS技术,高达40MHZ的时钟频率,其内部寄存器组中的寄存器、堆栈指针和变址寄存器均为16位。脉宽调制模块(PWM)可设置成4路8位或者2路16位,有2个8路10位精度AD转换器,其为112引脚封装。在控制系统核心电路制作时,需要涉及一些普通的IO口,单片机引脚规划如下:PS4-7,SPI下载;AN00-15,2个8路10ADC;ANIN,输入运动模拟信号VIDEO;IRQ,输入运动同步脉冲号;PH5,输入奇偶场信号OE;PWM5,舵机角度信号控制输出;PWM1、PWM3,输出电机控制信号。

四、蓝牙控制的发展意义

随着国家的经济及科学技术在不断地发展和创新让我们不再只追求物质生活,在精神生活方面也需要得到满足,使得在娱乐方面成为了人们追求的热潮,生活品质的改善将为蓝牙控制提供一个更加广阔的应用平台,对于蓝牙控制系统的研究除了很大的现实意义,还具有极为广阔的市场价值。因此,对蓝牙控制系统进行深层次的研究,不但能学到专业的设计理论,更能将理论知识转化为实际操作,为以后的发展奠定基础。

总结

通过检测,基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏对“潮汐”现象引起的道路拥堵问题具有很明显的缓解作用。从经济发展速度上看,智能车道改变技术在国外及国内的使用频率将会越来越高,具备智能化特征的蓝牙控制潮汐车道系统将会是主要研究对象。采用创新技术,改善传统潮汐车道运行系统,对道路通行能力及缓解早晚高峰道路拥堵起将会产生重大作用。在国家倡导科技发展的前提下,推动创新创业的浪潮,基于蓝牙控制的太阳能可移动式护栏在潮汐交通中的应用一定会受到人们更多的青睐。

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