智能交通路口控制器的設計

摘要：介紹了TCS-0602智能交通路口控制器的硬件結(jié)構(gòu)及軟件結(jié)構(gòu)，該控制器首次將32位處理器和Uclinux操作系統(tǒng)應用到智能交通領域，建立了一種開放式的軟硬件體系，目前支持五種交通控制算法，將在一些城市進行試運行。

    關(guān)鍵詞：智能交通 路口控制器 MPC8245 Uclinux

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市的交通擁擠問題日趨嚴重，因此提高城市路網(wǎng)的通行能力、實現(xiàn)道路交通的科學化管理迫在眉睫。智能交通系統(tǒng)（ＩＴＳ）在這種背景下應運而生。

智能交通要求路口向控制中心實時提供圖像和數(shù)據(jù)信息，并能夠獨立執(zhí)行一些復雜的算法。但是目前國內(nèi)的路口交通控制器大多采用單片機作為處理器，只能執(zhí)行定時算法，以ＲＳ２３２或者ＲＳ４８５作為通訊方式，根本無法滿足智能交通對于路口控制器的要求；而國外的路口控制器（如西門子公司的２０７０和美國的ＥＡＧＬＥ）不能適合中國國情，且價格昂貴，操作不方便。因此研究開發(fā)出適合中國國情、性能價格比高的路口控制器成為一項特別緊迫的任務。

本課題組開發(fā)的ＴＣＳ－０６０２智能交通路口控制器滿足了國內(nèi)智能交通發(fā)展的要求。本文將從路口控制器在智能交通中的作用、ＴＣＳ－０６０２的硬件體系、軟件體系和最后的運行結(jié)果四個方面來進行說明。。

１ 智能交通路口控制器在智能交通中的作用

智能交通網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖１所示。當網(wǎng)絡正常工作時，共享數(shù)據(jù)庫通過光纜收集控制器預處理過的圖像和數(shù)據(jù)信息，在控制中心通過相應的數(shù)學模型進行預測、誘導和控制[２～４]，然后將控制參數(shù)下載到智能交通路口控制器，由它控制交通指示牌和交通信號燈，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)控制策略。當智能交通路口控制器不能跟控制中心通訊的時候，它可以根據(jù)當?shù)貦z測到的交通流量和歷史數(shù)據(jù)的數(shù)學模型進行基于該路口的局域最優(yōu)控制。當發(fā)生事故和其它特殊情況時，還可以通過手動實現(xiàn)路口的控制。所以在智能交通中，智能交通路口控制器是一個收集數(shù)據(jù)和實現(xiàn)控制的平臺。它需要完成以下任務：（１）與控制中心通過光纜進行通訊；（２）執(zhí)行交通控制算法；（３）接收攝像機圖像；（４）與微波檢測儀通訊；（５）與地感線圈通訊；（６）控制交通信號燈；（７）控制交通指示牌。

２ 智能交通路口控制器的硬件體系結(jié)構(gòu)

智能交通控制器需要執(zhí)行繁重的通訊和算法處理，對處理器的通訊和運算速度有很高的要求，摩托羅拉公司的ＭＰＣ８２４５能夠滿足這些要求。ＭＰＣ８２４５具有強大的通訊和運算能力[５]，可以通過ＴＩ１６Ｃ５５４等串口芯片擴展多個ＲＳ２３２串口，和多個外設通過串口進行通訊?鴉可以連接多達４個ＰＣＩ設備，還可以通過以太網(wǎng)或者電話線進行網(wǎng)絡通訊。由于ＭＰＣ８２４５可以運行在３００ＭＨｚ，因此可以滿足很多智能交通算法的需求。

智能交通控制器硬件框圖如圖２所示，ＭＰＣ８２４５擴展了３２Ｍ ＳＤＲＡＭ和４Ｍ ＦＬＡＳＨ存儲器，其中，４Ｍ ＦＬＡＳＨ用來存儲Ｌｉｎｕｘ內(nèi)核和應用程序,３２Ｍ的ＳＤＲＡＭ在系統(tǒng)運行的時候存儲Ｌｉｎｕｘ的內(nèi)核和應用程序。違章抓拍控制器通過ＰＣＩ總線接口芯片ＰＬＸ９０３０接入ＭＰＣ８２４５，系統(tǒng)可以兼容各種不同的違章抓拍控制器，通過編寫不同的驅(qū)動程序來實現(xiàn)。以太網(wǎng)控制器通過以太網(wǎng)接口芯片ＣＳ８９００Ａ接入ＭＰＣ８２４５，可以接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，加入光線接口就可以實現(xiàn)光纖通訊。通過ＭＰＣ８２４５的ＵＡＲＴ

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