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城市交通物联网实训系统
发布日期:2017-04-26   点击次数:5173
系统简介
     城市交通物联网实训系统(型号:SeaIOT-ITS)以城市道路交通为原型,交融了无线传感器网络、RFID射频识别、图像识别、无线通信、云计算、M2M中间件等物联网先进技术,依托部署在交通沙盘中的智能车、红绿灯节点、RFID设备、模拟摄像机、网络摄像机、Android网关、图像办事器等设备,实现了智能公交BRT、红绿灯控制、路灯控制、高速ETC、平面停车场、违章抓拍、车牌识别、视频定位、人流量检测、公路灾害智能预警等功能,为物联网专业教学提供了一个完整的应用实训系统。
  • 系统构成
  • 系统功能
  • 软件资源
  • 教学资源
  • 成功案例
  • 课程资源


系统构成拓扑图

?智能公交车
用磁条寻迹模式,四驱,内包括ZigBee、磁导航传感器、RFID读写器,测距传感器、控制器,实现自动行驶、自动停车、车辆电池电量采集显示、行车避让等。车辆安装电子车牌,实现公交车辆的唯一身份标识。

?红绿灯控制
主要对交通十字路口、丁字路口的红、绿、黄灯的有效控制,有序管理路口的车流量情况,并可人工干与红绿灯时延,保证道路交通的安全和畅通。

?路灯节能控制
凭据光线传感器采集的亮光度值,自动控制路灯的打开和关闭。车辆行驶时,行驶前方路灯依次打开,行驶后方,路灯依次关闭,达到动态调整,挥霍能源的目的。

?公交站自动停车与语音报站
四个公交站,每个公交站都有一个公交信息显示播报系统,实时显示公交车距离本站的站数,到达站点后,站台自动播报。

?车辆收支口ETC自动收费
停车场收支口安装有工业级超高频读写器,用来识别车辆的电子车牌,计算车辆的停车时间、停车费、实现自动扣费,无人值守;
?公交车调度
公交车调度总控电脑可以随时监控各路公交车的乘客人流量,如果乘客人流量很大,进行报警联动,调度公交车出车频率。及时解决该路段公交车乘客拥挤问题。反之当乘客人数较少,减少出车频率从而降低运营成本。
?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。信息公告牌:实时接收并显示中央控制器发来的路况、灾害等信息。
?车辆预约
系统提供Android移动客户端APP,可实现车位状态查询、车位预约以及公交车信息查询功能。

?违章抓拍
监控中心运行智能交通管理软件,主要实现城市公交与私家车在城市交通的闯红灯违章车辆抓拍纪录等功能。当城市交通内有车辆违反交通法则时,拍摄多张照片,纪录小车违章情况,并即时上报给交通管理软件。
?平面停车库
车库整体7层,每层两个车位,共计10个移动车位,4个固定车位,电气部分主要包括、直流减速电机(较大功率)、直流齿轮减速电机、限位开关。单片机控制器通过接口驱动电路与电气设备连接,通过实时读取限位开关的状态,驱动直流减速电机和直流齿轮减速电机配合运转,实现指定库位的上升、下降、左右平移,这也是未来智慧停车场的发展趋势。

?人流量检测
智慧公交需要实时检测人流量的几何,调整公交车辆的出车频率。系统通过图像识别算法,对公交站台的人流量进行检测、分析,并上报到控制器。
?视频定位
现实车辆导航系统,可以通过GPS定位模块接收卫星信号,实现车辆的定位、路径优化。室内由于无法搜索到GPS信号,因此采用图像识别的办法模拟车辆定位。系统在沙盘上方架设摄像机,平台实时显示沙盘视频流,通过图像识别算法可实时定位公交车行驶到哪个公交站。
?B/S架构,外网访问。
由管理网关、后台办事器(云办事平台)、WEB客户端、Android移动端组成。

系统软件采用C/S和B/S混合架构,主要包括以下内容。

ZigBee无线传感器网络采集传输软件
  主要实现ZigBee网络的成立、节点的自动入网、节点休眠与叫醒、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。

QT网关智能交通管理软件
  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。用户可以在本地网打开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(高速收支口或停车场收支口)的抓拍图像,也可手动控制收支口闸机。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。

Android网关智能交通管理软件
  A9网关采用Android操作系统,上电后运行智能交通管理软件,界面包括私车信息、私车预约、公交信息、公交预约、数据采集、信息录入、设备控制、历史纪录等功能模块,可浏览智能车的运行状态,控制小车的运行方式,抓拍高速或停车场收支口小车图像,射频识别车辆,自动计费等。

Android移动终端智能交通软件
      通过与智能网关的网络通信,实现停车场的车位查询、车位预约、离场导引等功能。



智能交通虚拟仿真软件
  主界面包括智能交通沙盘模拟运行环境、感知物元工具编辑区和信息交互去,并含有系统设置和场景切换功能;可点击工具编辑区传感器按钮添加节点,撑持节点在虚拟沙盘上随意拖拽、自由组合;可双击设置小车、红绿灯、路灯、道闸、停车场、自然灾害物元设置其参数,实现与实体沙盘物理设备的对接;具有与物理沙盘相同的运行方式。



  系统提供了智能车采集控制、ZigBee无线传感器网络、Linux智能网关QT开发、Android应用开发、C#应用开发等物联网关键技术的试验案例,让学生在试验中逐步领悟物联网的系统结构,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。

名称

试验

一、智能交通系统认知

1.1系统架构
1.2 系统组成

1.3 功能协议介绍

二、智能车单片机采集控制

Keil uvision开发环境搭建试验
寻迹型智能车结构简介
磁导航型智能车简介
Zigbee组网通讯试验
寻迹智能车红外反射传感器采样

寻迹智能车避障行驶
智能车直流电机控制
智能车路径设计
智能车RFID读卡试验
智能车摄像头采集传输试验

三、感知层基础试验

试验1 温湿度采集
试验2 光线采集
试验3 火焰探测
试验4 震动探测

试验5 三路插排控制
试验6 道闸控制
试验7 红绿灯控制
试验8 路灯控制

四、无线组网试验

试验1 Z-Stack 2007协议栈的安装
试验2 TI的GenericApp绑定传输
试验3 ZigBee点对点数据传输
试验4 ZigBee数据包捕获与分析
试验5 ZigBee协议栈串口收发基础
试验6 ZigBee协议栈NV设备操作试验7 Z-Stack协议栈流程分析

试验8广播通信
试验9组播通信
试验10树状网络结构成立
试验11 ZigBee传感器采集传输
试验12 ZigBee控制器传输控制
试验13 ZigBee加密传输试验

五、智能网关(包括QT版本和Android两个版本)

Android开发环境搭建试验
试验一 Android HelloWorld试验
试验二 Android下信号和槽试验
试验三 Android下TCP办事器试验
试验四 Android下TCP客户端试验
试验五 Android下UDP通讯试验
试验六 Android下多线程试验
试验七 Android下数据库访问试验
试验八 Android下串口通讯试验

基于Qt的智能小车壁障试验
基于Qt的智能小车自动循迹试验
基于Qt的车载读卡器读卡试验
基于Qt的闸机控制试验     
基于Qt模拟加油试验
基于Qt点阵屏控制试验
基于Qt交通灯控制试验
基于Qt公交报站试验
基于Qt道路拥堵试验
基于Qt森林火灾预警试验

六、Android终端开发试验

试验1 Android环境搭建
试验2 Android数据库开发

试验3 Android与网关的UDP通信
试验4 Android停车位预约试验

七、C#虚拟仿真试验

Visual Studio 2010开发环境搭建
SQL Server 数据库开发环境搭建
C#Winform界面设计与使用
C#多线程编程试验
C#串口编程

基于TCP的办事器客户端通信试验
基于UDP的办事器客户端通信试验
基于C#的车辆定位试验
基于C#的设备控制试验
物理沙盘与虚拟沙盘的对接

八、Web页面开发试验

试验一  搭建Java web开发环境
试验二  Eclipse的基本使用
试验三  DIV + CSS布局试验
试验四  HTML5新增内容应用
试验五  CSS3新特性应用

试验六  JavaScript倒计时特效
试验七  JavaScript前端验证试验
试验八  JavaScript事宜分析试验
试验九  利用Ajax读取xml文件
试验十  Ajax异步验证用户名试验



安庆师范学院、包头机械工业职业学院采用该平台
江苏大学采用该平台

城市交通物联网实训系统
序号 课程资源名称
1 CC2530单片机试验目次
2 物联网无线传感器网络技术与应用
3 Android物联网开发基础
4
产品手册
5
产品设备使用说明


CC2530单片机试验
序号 CC2530单片机试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
1
CC2530简介及开发环境的搭建




2
LED控制试验




3
按键控制LED开关试验




4
守时器T1守时试验




5
守时器T3的中断试验




6
外部中断试验




7
串口的接收和发送试验




8
睡眠守时器的试验




9
看门狗试验





无线传感器网络技术与应用
序号 zigbee协议栈试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
无线射频试验
1 点对点通信试验




2
广播通信试验




3
RSSI信号强度试验




4
空中信道监听试验




5 无线遥控试验




协议栈试验
6
ZStack协议栈工程解析试验




7
多点自组网试验




8
信息广播/组播试验




9 星状网-网络拓扑试验




10 树状网-网络拓扑试验




11
ZStack绑定试验




12
ZStack串口应用试验




13
ZStack温湿度采集试验




14
ZStack 红外对射采集试验





QT网关应用程序开发
序号 安卓zigbee基础试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
1
Android环境搭建




2
温湿度、光线传感器数据采集




3
继电器、三路插排模块控制




4
Tcp网络通信




5
TEST-SENSORS 试验教程




6
ECHO-SERVER试验教程




7
温湿度传感器与继电器联动试验