高速公路隧道节能照明系统的节点设计方案探讨
2.2 硬件部分
节点主控芯片采用stm32f103vet6,其内核是ARMCortexTM-M332位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和联接到两条APA总线的外设。该芯片包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器,还包含标准和先进的通信接口:多达2个I2C和SPI、3个USART、1个USB和1个CAN。
因此,只需要将温度传感器、湿度传感器、金属传感器等与stm32f103vet6连接即可。
nRF24L01采用FSK调制,内部集成NORDIC自己的EnhancedShortBurst协议;可以实现点对点或是1对6的无线通信;无线通信速度可以达到2M(bps)。NORDIC公司提供通信模块的GERBER文件,可以直接加工生产,只需要为单片机系统预留5个GPIO、1个中断输入引脚,就可以很容易实现无线通信的功能,非常适合用来为MCU系统构建无线通信功能。
3.实际测试数据及性能分析
我们以已开发的2个节点做一些实际测试进行分析:第一种情况,n号节点和n+1号节点都检测到有车辆经过;第二种情况,n号节点检测到车辆,而n+1号未检测到;第三种情况,当多个节点都检测到车辆时,说明隧道内车流量过大。
由图3和图4所示,不难发现对于此演示模型可以实现:①车近灯亮,车过灯灭。②当前一个节点检测到车辆,而经过2s后下一个节点未检测到车辆则发出报警。③当车流量过大时,n号节点和n+1号节点控制各路段LED灯亮。④实时的采集周围环境的温度、湿度、光强度。
4.结束语
本文通过对节点的软件部分和硬件部分的设计,已达到对过往车辆的检测和周围环境的信息采集。而当车辆因某些原因停靠时则发出报警信息,并将这些信息反馈给监控人员,监控人员以此来做出及时的应对措施。 当车流量过大时,各拥塞路段的节点根据环境的亮度只对该路段做亮度调整。
通过无线模块,实现节点与上位机的通信。 以便监控人员能及时处理各种应急状况(车辆因故停靠、路段拥塞等)。 对于已修建好的隧道来说,通过无线的方式无疑节省了安装成本,缩短了安装周期,同时也节省了系统运行和维护的成本。
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