陆宇晴一种含有信号发射功能的智能红绿灯的设计研究

一种含有信号发射功能的智能红绿灯的设计研究

闵行中学高二(9)陆宇晴

摘要：

目前道路红绿指示灯还存在某些问题，例如：驾驶员觉得自己能赶在绿灯前开过路口，而主观判断误闯红灯；开车时前方有大型货车挡道看不清红绿灯而误闯红灯；色盲色弱患者对颜色的无法识别而闯红灯；车辆大转弯不顾路人安全等问题。

本课题设想将红绿灯的主观判断运用无线信号发射，以及GPS定位与单片机技术投映于导航或手机软件中，通过提示性语音系统协助驾驶员作出清晰的数据判断；一种含有信号发射功能的智能红绿灯在设计上是让GpS测速预测自己能否通过下一个路口的红绿灯，即导航仪屏幕显示当前速度下的绿色的闪烁路段，语音提示“可以通过”辅助司机尤其是色盲色弱人士开车，从而使红绿灯更加合理和智能，同时为无人驾驶汽车提供了道路管理的技术保障。智能红绿灯关键词：红绿灯、无线传输

、信号发射、导航（仪）软件研究背景

现代城市日益繁华绿化茂盛，车辆越来越多，日常的红绿灯在马路的边上，在使用过程中经常发生前面的大卡车挡住了红绿灯，大雾的时候看不到信号灯，有时候被绿化掩盖，导致司机看不到红路灯信号。等看到了已经来不及了，容易误闯红灯，易造成交通事故。尤其介于一般道路上的红绿灯司机无法判断是否可以经过，红绿色盲或色弱患者无法开车的一系列红绿灯的应用问题，我们想红绿灯是否可以更智能呢？或许一种含有信号发射功能的智能红绿灯能解决这些问题。智能红绿灯研究目标

通过对红路灯信号的改造，无线发射信号。让司机在车内通过导航仪或手机导航软件就可以看到前方的红路灯信号，减少因看不到红绿灯信号违规操作而引起的交通事故。研究过程

在想到运用无线红绿灯之前想到是否可以使用LED灯嵌入在道路旁，方便司机观察。但是嵌入式红绿灯施工大，日后还要维护LED灯，并且只能在简单路段使用，红绿灯纵杂的路口无法应用，效益低，我对此方式决定放弃。

无线红绿灯是嵌入式红绿灯的改良版。智能红绿灯（二）技术改进

一种含有信号发射功能的智能红绿灯由无线红绿灯发射器和安装在车内的信号无线接收器（导航仪，手机）组成。无线发射器有单片机和无线发射模块组成。接收器可定制也可在现有的导航仪上显示。从而做到可以在车内知道红路灯的信号，降低事故的发生率。智能红绿灯

通过单片机加无线发射模块，组成无线发射器。

通过软件编译好程序后，通过串口写入到单片机的模块中发射信号分为2种南北东西各一种信号，智能红绿灯

导航仪接收器，在原有的导航仪的系统上开发一个图形的红路灯系统，导航仪上的GPS是开放的，利用GPS定位的功能，可测绘出车辆是南北的走向，还有东西走向，根据不同的走向接收不同的红路灯信号。智能红绿灯

一种含有信号发射功能的智能红绿灯的另一种功能是通过GpS测速预测自己能否通过下一个路口的红绿灯，结合车距离路口的路程计算出能否通过下一个路口，若能则在绿灯下会有一个绿色的五角星，表示车主只要保持车速就可以通过，若不能通过，在交通法规允许的范围内，会有闪烁的蓝色五角星提醒车主适当加速便可通过；同时软件带有语音功能，协助各类司机开车。

另一个问题就是转弯问题,在转弯车道上的车系统会计算当前车与对面路口的距离，若不能在红灯前通过对面路口的线，则会有黄色五角星闪烁，提醒司机谨慎驾驶或加速开过或停下等候。

智能红绿灯如图假设一辆车每小时60公里通过，多点GPS测速，无线红绿灯的信号通过无线发射告知车载终端自动计算出2分钟后是绿灯有7秒通过时间。车辆只需按这个数度即可通过。已知S＝VT如图假设一辆车每小时60公里通过，多点GPS测速，无线红绿灯的信号通过无线发射告知车载终端自动计算出2分钟后是红灯第12秒不能通过。车辆只需加速或减速来实现通过。智能红绿灯智能红绿灯研究结论一种含有信号发射功能的智能红绿灯解决了哪些问题？1在紧急情况下通过看无线红绿灯避免因看不清红绿灯而造成的误闯问题。2大转弯的行车安全问题通过司机的配合与智能红绿灯的协助有望缓解2若未来道路上安装了无线发射器，根据导航仪的测速功能结合红绿灯的显示（可以预测当前车辆能否通过路口，提前告诉司机）。特别适合在空旷的郊区，和晚间行驶。可根据提示避免红灯，节约时间。3导航仪（软件）中不仅可以显示当前道路的红绿灯还可以在当前亮的颜色下加上语音功能或直接配上文字，若加之应用或有希望解决红绿色盲或其他色盲的开车难问题。4.为无人汽车提供了道路管理的技术保障智能红绿灯五．课题存在问题：

1.考虑到现在大家开车不会一直使用导航仪或者手机导航软件，我们的无线电红绿灯应用还留有局限性。

2由于技术原因，课题还停留在理论阶段，距离目的地还有很长的路要走。六．课题致谢：

工程类课题对我也是个尝试，通过提出问题，分析问题，制定计划，又提出问题，更新计划。我有迷茫，无助过，感谢家人的鼓励与老师的指导，我从中收获的更是对自己能力的训练。七．参考文献：1、基于无线传感