一种基于Arduino的交通演示系统及方法

本发明涉及交通演示设备，尤其涉及一种基于arduino的交通演示系统及方法。

背景技术：

随着时代科技的发展，智能交通在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。对于交通系统设计来说，如果在动工之前将交通道路情况缩小并进行演示，则对于工程的设计将是十分直观的表现。

此外，真实直观的交通演示还可以作为教学用具用于交通规则方面的教学。在当今物联网迅速发展的背景下，互联网+成为科技发展的方向，智能系统的出现，无论是用来进行智能交通设计演示，还是用于交通直观教学都具有非常重要的意义。而现有的交通演示方法及系统智能化程度低，演示效果差，不能真实的模拟交通。

技术实现要素：

发明目的：本发明主要解决的技术问题是提供一种基于arduino的交通演示系统及方法，以解决现有技术中演示系统智能化程度低、演示效果差的不足之处。

技术方案：本发明基于arduino的交通演示系统，该演示系统采用电磁循迹智能车作为交通工具，电磁线作为公路，led灯作为交通灯，液晶显示器作为公交站；

电磁循迹智能车利用arduino电子开发平台，且采用了电磁线循迹；

交通灯由多个不同颜色的led灯和多个8位数码管组成；

公交站采用并行方式控制液晶显示器来显示公交站名提醒到站，液晶显示器通过红外线接收与发射部分接收交通灯的信号，并进行语音报站。

电磁循迹智能车内部安装有电磁发生器和电磁传感器，该电磁传感器将采集到的电磁感应强度数据传输给arduino处理。

该电磁线中的电磁发生器包括变压器、方波发生器和电流表。

电磁循迹智能车采用超声波传感器进行超声波避障。

电磁循迹智能车内安装有对射式光电开关。

红外线接收部分接收交通灯部分的红灯信号，红外线发射部分用于与公交站进行通信。

本发明基于arduino的交通演示方法中，当电磁循迹智能车到达公交站时，电磁循迹车挡住了发射管发出的红外信号，接收管接收不到发射管的红外信号，则公交站显示报站；当红灯亮起时，红外发射管发出红外信号，安装有红外接收管的电磁循迹智能车通过红绿灯时停下；当黄灯和绿灯亮起时，红外发射管不向外发射信号，则电磁循迹车继续前进。

有益效果：与现有技术相比，本发明通过真实直观的交通演示，可广泛应用于交通规则方面的教学或智能交通设计演示，使用方法简单，可以真实的模拟交通。

附图说明

图1是本发明基于arduino的交通演示系统的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于arduino的交通演示系统采用电磁循迹智能车1作为交通工具，电磁线2作为公路，led灯3作为交通灯，液晶显示器4作为公交站；其中电磁循迹智能车1利用arduino电子开发平台设计，并且采用了电磁线2循迹。

电磁循迹智能车1内安装有电磁发生器和电磁传感器，电磁传感器通过检测导线两侧的磁场强度来确定导线的具体位置。其中导线内通有交替变化的电流，在导线的周围将产生交替变化的电磁场，通过检测感应线圈中感应电动势的大小从而判断通电导线的位置。本实施例中，电磁传感器采用10mh6*8的工字电感，工字电感与运算放大器结合，将采集到的电磁感应强度数据送给arduino处理。

电磁线2中的电磁发生器由一个220v转9v的变压器、一个提供20khz、50ma～150ma电流的方波发生器以及一个量程为200ma的指针型电流表组成。交通灯由红、黄、绿三个不同颜色的led灯3和两个8位数码管组成。公交站采用并行方式控制12864液晶显示器4来显示公交站名提醒到站，液晶显示器4通过红外线接收与发射部分接收交通灯部分的信号，并采用lmd102语音识别模块进行语音报站。

本实施例中，电磁循迹智能车1采用sr04超声波传感器进行超声波避障。电磁循迹智能车1安装有对射式光电开关。led灯3由arduino直接控制，数码管采用的是tm1617芯片。

红外线接收与发射部分采用的是光电开关，其中，红外线接收部分用作接收交通灯的红灯信号；而红外线发射部分则用于与公交站模型进行通信，使公交站在公交车到站后报站。该基于arduino的交通演示系统采用的是对射式光电开关，它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。

对于公交站，本实施例中采用并行方式控制12864液晶显示器4来显示公交站名提醒到站，并采用lmd102语音识别模块进行语音报站。

交通灯由红、黄、绿三个不同颜色的led灯3和两个8位数码管组成，实现红绿灯转换和倒计时。led灯3由arduino直接控制。该基于arduino的交通演示系统没有直接用arduino控制数码管，系统选择tm1617。tm1617是一种带有键盘扫描接口的led(发光二极管显示器)驱动控制电路，内部集成有mcu数字接口、数据锁存器、led高压驱动、键盘扫描等电路。通过tm1671控制数码管进行读秒倒计时。

当电磁循迹智能车1到达公交站时，需要公交站进行显示并语音提示电磁循迹智能车1到站。电磁循迹智能车1是否到站，通过红外对射管进行判断，在公路两侧分别装上红外发射管与红外接收管。若电磁循迹智能车1没有到达公交站牌，则红外接收管一直接收到发射管发射的信号；而当电磁循迹智能车1路过公交站时，电磁循迹智能车1挡住了发射管发出的红外信号，接收管接收不到发射管的红外信号，则公交站的lcd显示报站，同时开启语音报站。

红绿灯采用红黄绿三个不同颜色的led灯3和数码管现结合，数码管采用倒计时。其中红灯和绿灯分别亮20秒，黄灯亮5秒。若让电磁循迹智能车1遵守红绿灯的交通规则，则要进行红绿灯与电磁循迹智能车1之间的通信。本实施例中采用红外对射管的方式。将红外发射管与控制红绿灯的arduino板相连，将红外接收管加在电磁循迹智能车上，当红灯亮起时，红外线发射部分向外发出红外信号，若电磁循迹智能车1此时通过红绿灯，则接收管接收到信号，电磁循迹智能车1将停下。而当黄灯和绿灯亮起时，红外发射管不向外发射信号，则电磁循迹智能车1不停止，继续前进。

技术特征：

1.一种基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述演示系统采用电磁循迹智能车(1)作为交通工具，电磁线(2)作为公路，led灯(3)作为交通灯，液晶显示器(4)作为公交站；

所述电磁循迹智能车(1)利用arduino电子开发平台，且采用了电磁线(2)循迹；

所述交通灯由多个不同颜色的led灯(3)和多个8位数码管组成；

所述公交站采用并行方式控制液晶显示器(4)来显示公交站名提醒到站，液晶显示器(4)通过红外线接收与发射部分接收交通灯的信号，并进行语音报站。

2.根据权利要求1所述的基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述电磁循迹智能车(1)内部安装有电磁发生器和电磁传感器，所述电磁传感器将采集到的电磁感应强度数据传输给arduino处理。

3.根据权利要求1所述的基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述电磁线(2)中的电磁发生器包括变压器、方波发生器和电流表。

4.根据权利要求1所述的基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述电磁循迹智能车(1)采用超声波传感器进行超声波避障。

5.根据权利要求1所述的基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述电磁循迹智能车(1)内安装有对射式光电开关。

6.根据权利要求1所述的基于arduino的交通演示系统，其特征在于：所述红外线接收部分接收交通灯部分的红灯信号，所述红外线发射部分用于与公交站进行通信。

7.一种基于arduino的交通演示方法，其特征在于：采用如权利要求1中的系统进行演示，当电磁循迹智能车(1)到达公交站时，电磁循迹车挡住了发射管发出的红外信号，接收管接收不到发射管的红外信号，则公交站显示报站；当红灯亮起时，红外发射管发出红外信号，安装有红外接收管的电磁循迹智能车通过红绿灯时停下；当黄灯和绿灯亮起时，红外发射管不向外发射信号，则电磁循迹车继续前进。

技术总结
本发明公开了一种基于Arduino的交通演示系统及方法，该演示系统采用电磁循迹智能车作为交通工具，电磁线作为公路，LED灯作为交通灯，液晶显示器作为公交站；电磁循迹智能车利用Arduino电子开发平台，且采用了电磁线循迹；公交站采用并行方式控制液晶显示器来显示公交站名并提醒到站。当电磁循迹智能车到达公交站时，电磁循迹车挡住了发射管发出的红外信号，接收管接收不到发射管的红外信号，公交站显示报站；当红灯亮起，红外发射管发出红外信号，安装有红外接收管的电磁循迹智能车通过红绿灯时停下；当黄灯和绿灯亮起时，红外发射管不发射信号，电磁循迹车继续前进。本发明通过真实的模拟交通，起到了直观的教学作用。

技术研发人员：程宇;吴鼎新;周桂良;徐文;张志杰;刘振英;夏晶晶;毛丽娜
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：2020.12.14
技术公布日：2021.04.09