蜂群式控制系統(tǒng)管理交通網(wǎng)絡

　　這篇交通運輸論文投稿發(fā)表了蜂群式控制系統(tǒng)管理交通網(wǎng)絡，發(fā)達的交通網(wǎng)絡可以避免各類車禍的發(fā)生，可以提高公路系統(tǒng)的運行效率，論文介紹了智能車模藍牙遙控系統(tǒng)軟件設(shè)計方案，掃描到從機模塊，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】交通運輸論文投稿,交通規(guī)則,網(wǎng)絡規(guī)劃

　　而目前以沈陽市位例，沈陽市警方統(tǒng)計結(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的同時，我們是否可以從技術(shù)層面對于車輛進行升級，讓交通事故少發(fā)生，不發(fā)生呢，這當然是可以的。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)計上對于無序駕駛進行杜絕呢。其實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存在著非常嚴格的秩序，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行規(guī)劃。所以對于龐大的交通網(wǎng)絡是否可以運用蜂群式控制方式來進行管理，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、運輸車輛、民用特種車輛。路況反應機制：路況反應機制由車載傳感器(溫度，濕度，震動，光學傳感器，計時器組成，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)星導航(負責計算擁堵程度，重新規(guī)劃路線，導航等作用)組成。

　　其作用主要是對路況信息進行匯總，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)進行下一步行動。信息交互機制：信息交互機制由紅外傳感器(計算車距和行車方向)車載計算機(1、對于紅外傳感器的數(shù)據(jù)進行計算;2、接收和發(fā)送相關(guān)信息;3、對車輛的相關(guān)功能進行控制;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。藍牙遙控機制：由藍牙遙控軟件，藍牙，車載計算機組成，針對酒駕，疲勞駕駛等問題設(shè)計，車主可以利用手機APP與車載藍牙和車載計算機鏈接，并下達指令，在自動模式下車主可以讓車輛獨自去接送家人，運輸貨物等活動;在手動模式下，車主可以通過手機對車輛進行遙控，讓車輛在車主的遙控下行駛。

　　2智能車模藍牙遙控系統(tǒng)軟件設(shè)計方案

　　2.1創(chuàng)作目的

　　通過把步進電機作為可移動輪式車模的動力部分，同時增加一些任務，將步進電機的控制和單片機、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電機控制系統(tǒng)，本次設(shè)計主要體現(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;手機：安卓系統(tǒng)內(nèi)存1G及以上。STC89C52標準功能：具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個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、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。

　　2.3創(chuàng)作過程

　　根據(jù)車模的功能要求，設(shè)計了系統(tǒng)程序流程圖，編寫了車�；�本運動子程序、藍牙子程序，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)用將其連為一個整體。完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計。

　　2.4技術(shù)描述部分

　　2.4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)智能車模藍牙遙控系統(tǒng)軟件整體示意圖，如圖2所示，其中手機部分，包括手機APP、手機的藍牙模塊，控制部分包括單片機最小系統(tǒng)、藍牙從機模塊、電機驅(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，直流電機4個，車身底板1個，以及單片機控制系統(tǒng)電路板。其中，每個車輪由一個直流電機控制，由直流電機驅(qū)動模塊控制直流電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)小車模型的前進后退等基本動作。設(shè)輪子1正轉(zhuǎn)為前進，小車模型基本動作的實現(xiàn)如表1，根據(jù)車輪正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的不同，可以實現(xiàn)前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等基本動作。L298電機驅(qū)動芯片，可以通過兩位數(shù)字信號控制一個電機的正、反轉(zhuǎn)，因此，需要兩個電機驅(qū)動，控制四個直流電機的正、反轉(zhuǎn)。

　　2.4.3單片機與藍牙模塊的連接本次藍牙模塊設(shè)計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藍牙芯片作為的單模式低功率藍牙解決方案。藍牙模塊與單片機的連接有兩種方案，一種是利用CC2540的GPIO口與單片機的IO口連接，傳輸數(shù)字信號;一種是利用CC2540的URAT串口進行數(shù)據(jù)透傳，傳輸給單片機的串行緩沖寄存器。本次我選用了第一種方案，CC2540具有19個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功能的三個GPIO口P0.7、P0.6和P0.5，分別連接單片機的P2.7、P2.6和P2.5。

　　2.4.4智能手機APP的設(shè)計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行二次設(shè)計。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)計的著重點在控制。APP運行平臺選擇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需要實現(xiàn)的功能，包括調(diào)用手機藍牙模塊作為主機模塊，掃描到從機模塊，建立連接，并通過模擬串口傳遞數(shù)據(jù)。

　　2.5后期設(shè)計的思路

　　通過這次設(shè)計實現(xiàn)對步進電機控制，加入藍牙模塊配合APP可實現(xiàn)遠程控制。通過設(shè)計對STC89C52RC單片機有了更深入的理解，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現(xiàn)控;加入傳感器實現(xiàn)自主尋跡、避障;因為對于實驗材料和相關(guān)知識的缺失，無法對其他兩大機制進行研究，故本文僅對于藍牙遙控機制作為介紹。感想：在日后的將來，我希望蜂群式交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)。因為我堅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。同時也可以提高交通運輸體系的運行效率，促進經(jīng)濟發(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可以更好的協(xié)作完成任務，在高空或海底布置雷區(qū)，對建筑物進行偵查，對目標進行突襲等。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“深藍計劃”，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

　　推薦閱讀：《浙江交通職業(yè)技術(shù)學院學報》(季刊)創(chuàng)刊于2000年，是由浙江交通職業(yè)技術(shù)學院主辦的文理綜合性學術(shù)期刊，主要刊登交通工程、航海技術(shù)、汽車工程、輪機工程、信息工程、管理學、基礎(chǔ)學科及相關(guān)學科的科研成果。熱忱歡迎校內(nèi)外作者踴躍投稿。

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