一种基于RFID的智能交通控制设计

　　信号机需要存放引导程序、操作系统和应用程序等数据，系统启动后操作系统和程序运行需要更大的空间，因此设计外存储单元以扩展存储空间，存储器模块包括8MB的SDRAM、2MB的NorFlash和16MB的N andFlash。存储器用来存储时段、相位等其他参数。信号机要采集车辆流量信息，车辆流量检测模块由射频标签、天线和射频读写器组成。设计中射频标签为TG200，射频读写器为FR200。S3C44B0x没有集成网络控制器，故选用NE2000兼容的以太网控制器芯片RTL8019来扩展以太网。液晶显示与键盘模块用来手动设置或者修改交通信号机的控制参数。通过ZLG7290B扩展一个4 4的键盘矩阵，ZLG7290B 通过IIC串行总线与处理器进行连接； S3C44B0X内置LCD驱动控制器，能够自动产生LCD 驱动控制所需的控制信号，因此S3C44B0X可以与LCD直接连接，而不需要另外加LCD控制器。系统还设计了电源模块、RTC (实时时钟)模块等。设计的信号机具有控制参数输入、保存、控制状态输出、灯态输出控制、交通参数实时检测与存储、配时方案存储、倒计时牌控制、以太网及与手持终端通讯等功能。

　　3 .1 .2 信号机软件设计

　　信号机利用中断方式接收交通参数和发布控制指令。现代智能信号机需要同时执行信号灯色状态、相位与倒计时控制、配时优化、通讯和车流量检测等多个任务。为了解决多任务同时运行所带来的程序结构混乱、功能受限、效率低下等问题，引入嵌入式操作系统uC linux 以支持多种文件系统、模块化设计和基于计算机网络的通信。uC linux内核可以完成进程管理、内存管理、文件系统、设备控制和网络实现等功能，内核采用模块化设计，许多功能块可以独立地增加或删除，当重新编译内核时，选择嵌入式设备所需要的功能模块，删除冗余的功能模块。通过重新配置内核，可以减小系统运行所需要的内核，缩减资源使用量，从而显着减少系统运行所需的硬件资源。

　　信号机软件由系统监控、车流量采集、路口控制模式选择、配时、键盘扫描与液晶显示模块构成。基于uC linux的信号机软件结构如图2所示。

图2 信号机软件结构

　　3 .2 基于RFID技术的车辆检测

　　3 .2 .1基于RFID 的车辆检测方案

　　射频识别( Radio Frequency Ident ification) 技术是一种非接触的自动识别技术，它利用射频信号和空间耦合(电感和电磁耦合)传输特性，在读卡器和射频卡之间进行无线双向通信，实现对被识别物体的自动识别[ 8] 。最基本的RF ID系统由读写器、天线、电子标签三部分组成。RFID 采用存储在电子标签中的唯一的ID标识物体，读写器自动高速地收集识别范围内的标签信息数据，从而实现自动识别物品和收集物品标志信息的功能。因此，RFID技术对任何移动对象都可以进行实时的定位、跟踪和监测。

　　在智能交通控制过程中，信号机要根据实时采集的车辆信息来选择路口控制模式，本设计基于RF ID 技术进行车辆检测。这种方案无须对现有红绿灯设备进行拆卸，只需对车辆粘贴相应的电子标签，在原有红绿灯基础上安装RFID 读写设备及调整信号灯控制器软件。在车辆前挡风玻璃上粘贴RFID 标签，在交叉路口四个方向的红绿灯前50米- 70米安装RFID 读写器，读写器斜对马路(扩大接收范围) ，检测交叉路口附近的车辆流量，根据采集的车辆数据，选择合适的控制模式并调节信号灯。当某个相位的车辆流量比其他相位大且该相位绿灯亮时，则适当地延长该相位的绿灯周期(绿灯周期不超过最大绿灯周期) ，保证车辆有充裕的时间通过路口； 如果该相位红灯亮，则适当地缩短红灯周期(红灯周期不小于最小红灯周期) ，减少车辆等候时间，尽可能减少车辆在交叉口的延误的时间。

　　由于城市道路情况复杂，很容易对标签卡的微波信号进行反射衍射，为防止同一RFID 卡号被多个读卡器读取到，从而导致车辆检测错误，通过软件进行设定，一旦读到RFID 卡信号，则后续读卡器在规定时间内(如30秒)对此RFID卡号进行屏蔽，这样可以避免同一ID 号被一条马路上两台读卡器读到后对信息的误判。