蜂群式控制系統(tǒng)管理交通網(wǎng)絡(luò)

　　這篇交通運(yùn)輸論文投稿發(fā)表了蜂群式控制系統(tǒng)管理交通網(wǎng)絡(luò)，發(fā)達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)可以避免各類車禍的發(fā)生，可以提高公路系統(tǒng)的運(yùn)行效率，論文介紹了智能車模藍(lán)牙遙控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案，掃描到從機(jī)模塊，建立連接，是軍事，交通，信息工程，航空航天的新型控制理念。

　　【關(guān)鍵詞】交通運(yùn)輸論文投稿,交通規(guī)則,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　而目前以沈陽市位例，沈陽市警方統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明無序駕駛，隨意變換車道，疲勞駕駛，粗心大意成為了車禍的主因。通過交通安全教育，民眾交通安全意識增強(qiáng)的同時(shí)，我們是否可以從技術(shù)層面對于車輛進(jìn)行升級，讓交通事故少發(fā)生，不發(fā)生呢，這當(dāng)然是可以的。既然無序駕駛成為了目前交通事故頻發(fā)的主要原因，那么是否可以從技術(shù)層面在車輛的設(shè)計(jì)上對于無序駕駛進(jìn)行杜絕呢。其實(shí)在生物界我們就有很多類似的例子。以蜜蜂為例，看似無序的蜂群其實(shí)存在著非常嚴(yán)格的秩序，即使再密集的蜂群也不會出現(xiàn)撞擊同伴的空難，這源于蜜蜂腹部的超流磁性，根據(jù)地球的磁場對蜂群進(jìn)行規(guī)劃。所以對于龐大的交通網(wǎng)絡(luò)是否可以運(yùn)用蜂群式控制方式來進(jìn)行管理，保證到杜絕無序駕駛，提高出行效率，更加方便人民群眾的出行。

　　1關(guān)于蜂群式控制系統(tǒng)

　　1.1流程略圖

　　如圖1所示。

　　1.2分步說明

　　車輛：車輛的主要針對對象是民用私家車、運(yùn)輸車輛、民用特種車輛。路況反應(yīng)機(jī)制：路況反應(yīng)機(jī)制由車載傳感器(溫度，濕度，震動，光學(xué)傳感器，計(jì)時(shí)器組成，分別檢測地面溫度，地面濕度，積水水深，能見度，路面顛簸程度，擁堵程度等路況問題)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航(負(fù)責(zé)計(jì)算擁堵程度，重新規(guī)劃路線，導(dǎo)航等作用)組成。

　　其作用主要是對路況信息進(jìn)行匯總，將路面的自然狀況和人為狀況首先反映給北斗衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將所有信息匯總給并為擁堵區(qū)域車主規(guī)劃新的行駛路線，在規(guī)劃的同時(shí)將匯總過的路況信息反饋給城市智能交通系統(tǒng)，并由城市智能交通系統(tǒng)進(jìn)行下一步行動。信息交互機(jī)制：信息交互機(jī)制由紅外傳感器(計(jì)算車距和行車方向)車載計(jì)算機(jī)(1、對于紅外傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算;2、接收和發(fā)送相關(guān)信息;3、對車輛的相關(guān)功能進(jìn)行控制;4、車流物聯(lián)網(wǎng))旨在對于外界信息的接受和反饋，對于內(nèi)在信息的上傳和分析，以及對車輛的控制。藍(lán)牙遙控機(jī)制：由藍(lán)牙遙控軟件，藍(lán)牙，車載計(jì)算機(jī)組成，針對酒駕，疲勞駕駛等問題設(shè)計(jì)，車主可以利用手機(jī)APP與車載藍(lán)牙和車載計(jì)算機(jī)鏈接，并下達(dá)指令，在自動模式下車主可以讓車輛獨(dú)自去接送家人，運(yùn)輸貨物等活動;在手動模式下，車主可以通過手機(jī)對車輛進(jìn)行遙控，讓車輛在車主的遙控下行駛。

　　2智能車模藍(lán)牙遙控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案

　　2.1創(chuàng)作目的

　　通過把步進(jìn)電機(jī)作為可移動輪式車模的動力部分，同時(shí)增加一些任務(wù)，將步進(jìn)電機(jī)的控制和單片機(jī)、模電、數(shù)電、算法等知識一起糅合，已經(jīng)具有初步的系統(tǒng)性框架，是一種帶有智能的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在軟件流程編輯上。

　　2.2所需硬件

　　電腦：處理器AMDOpteron(tm)Processor6320、內(nèi)存16G以上、硬盤500G以上;STC89C52RC單片機(jī);手機(jī)：安卓系統(tǒng)內(nèi)存1G及以上。STC89C52標(biāo)準(zhǔn)功能：具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)(兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu))，全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。

　　2.3創(chuàng)作過程

　　根據(jù)車模的功能要求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)程序流程圖，編寫了車模基本運(yùn)動子程序、藍(lán)牙子程序，并根據(jù)車模驅(qū)動模塊驅(qū)動芯片的工作原理，編寫了車模驅(qū)動程序，最終，通過主程序調(diào)用將其連為一個(gè)整體。完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。

　　2.4技術(shù)描述部分

　　2.4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)智能車模藍(lán)牙遙控系統(tǒng)軟件整體示意圖，如圖2所示，其中手機(jī)部分，包括手機(jī)APP、手機(jī)的藍(lán)牙模塊，控制部分包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、藍(lán)牙從機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊。

　　2.4.2小車模型底盤結(jié)構(gòu)小車模型底盤包括車輪4個(gè)，直流電機(jī)4個(gè)，車身底板1個(gè)，以及單片機(jī)控制系統(tǒng)電路板。其中，每個(gè)車輪由一個(gè)直流電機(jī)控制，由直流電機(jī)驅(qū)動模塊控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車模型的前進(jìn)后退等基本動作。設(shè)輪子1正轉(zhuǎn)為前進(jìn)，小車模型基本動作的實(shí)現(xiàn)如表1，根據(jù)車輪正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的不同，可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等基本動作。L298電機(jī)驅(qū)動芯片，可以通過兩位數(shù)字信號控制一個(gè)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，因此，需要兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動，控制四個(gè)直流電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。

　　2.4.3單片機(jī)與藍(lán)牙模塊的連接本次藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)綜合考慮市場上的主流方案，我依據(jù)技術(shù)較成熟最成熟及成本較低的原則，采用了CC2540藍(lán)牙芯片作為的單模式低功率藍(lán)牙解決方案。藍(lán)牙模塊與單片機(jī)的連接有兩種方案，一種是利用CC2540的GPIO口與單片機(jī)的IO口連接，傳輸數(shù)字信號;一種是利用CC2540的URAT串口進(jìn)行數(shù)據(jù)透傳，傳輸給單片機(jī)的串行緩沖寄存器。本次我選用了第一種方案，CC2540具有19個(gè)GPIO口，這些IO口一般都有各自的特殊功能，一般不適用他們作為GPIO口，這里選擇不影響研究目標(biāo)功能的三個(gè)GPIO口P0.7、P0.6和P0.5，分別連接單片機(jī)的P2.7、P2.6和P2.5。

　　2.4.4智能手機(jī)APP的設(shè)計(jì)目前市場上有很多基于CC2540的APP共享軟件成熟方案，可以很方便的下載來進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。此處也可以描述成借助親戚朋友等外力來完成二次匹配，畢竟此次設(shè)計(jì)的著重點(diǎn)在控制。APP運(yùn)行平臺選擇Android系統(tǒng)，APP的開發(fā)環(huán)境，為Windows764bit旗艦版，開發(fā)軟件選擇eclipse。開發(fā)語言使用java語言。APP需要實(shí)現(xiàn)的功能，包括調(diào)用手機(jī)藍(lán)牙模塊作為主機(jī)模塊，掃描到從機(jī)模塊，建立連接，并通過模擬串口傳遞數(shù)據(jù)。

　　2.5后期設(shè)計(jì)的思路

　　通過這次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)控制，加入藍(lán)牙模塊配合APP可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。通過設(shè)計(jì)對STC89C52RC單片機(jī)有了更深入的理解，通過該芯片還可以開發(fā)完善更多的功能，例如：加上語音識別芯片可以實(shí)現(xiàn)控;加入傳感器實(shí)現(xiàn)自主尋跡、避障;因?yàn)閷τ趯?shí)驗(yàn)材料和相關(guān)知識的缺失，無法對其他兩大機(jī)制進(jìn)行研究，故本文僅對于藍(lán)牙遙控機(jī)制作為介紹。感想：在日后的將來，我希望蜂群式交通系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槲覉?jiān)信通過這種控制系統(tǒng)在某種程度上降低車禍發(fā)生的幾率，挽救更多無辜的生命。同時(shí)也可以提高交通運(yùn)輸體系的運(yùn)行效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也為我們的生活出行多添一份方便、一份安全、一份保障。

　　但蜂群式系統(tǒng)的思維不僅僅是交通運(yùn)輸，還可以是更多的領(lǐng)域，在軍事領(lǐng)域，蜂群思維下的無人機(jī)可以更好的協(xié)作完成任務(wù)，在高空或海底布置雷區(qū)，對建筑物進(jìn)行偵查，對目標(biāo)進(jìn)行突襲等。不但成本低，還可以減少傷亡，何樂而不為。在信息工程的領(lǐng)域，例如美國洛杉磯市啟動過的“深藍(lán)計(jì)劃”，育碧游戲公司的《看門狗》系列作品中的CTOS城市中央控制系統(tǒng)。他們都利用蜂群式思維對城市的一切進(jìn)行控制，讓人們的生活井井有條，讓犯罪分子無處可逃。這將是一種趨勢，蜂群式控制系統(tǒng)將會是一種新的物與物之間的秩序模式，也將是軍事，交通，信息工程，航空航天的新型控制理念。

　　作者：王沛國

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