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车流量统计和IPv6在智能交通控制系统中的应用研究
| 论文题名： | 车流量统计和IPv6在智能交通控制系统中的应用研究 |
| 关键词： | 城市交通;车流引导;信号控制;计算机技术 |
| 摘要： | 智能交通系统（Intelligent Traffic System，简称ITS）能够有效提高路网使用效率，解决城市交通拥挤和安全等问题。在智能交通控制系统中，车流量统计和网络通信是两个最基本的要求。实际广泛应用中的IPv4通信协议由于其IP地址少、安全性低等的局限，制约了未来ITS的发展，因此IPv6新一代互联网通信协议应运而生。本文研究了视频目标跟踪算法，实现通过路口监控视频统计车流量预期，设计了支持IPv6的串口服务器及上位机客户端，减少串口设备淘汰成本，满足互联网+和物联网发展的趋势要求，对智能交通的快速发展具有理论意义和实际应用价值。以单点信号控制器为核心的智能交通控制系统，通过串口服务器实现网络通信，后台客户端实时监控现场运行情况。其中单点信号控制器以51系列单片机为主控制芯片，采用模块化设计结构，根据预存菜单控制信号灯逻辑变化，支持手动、自动及远程多种控制方式。 本研究设计了控制器的电源板，将24V电源变为12V、5V电源提供给控制器其它模块；设计了控制器的驱动板，主要功能是扩展处理器I/O口，增强驱动信号，隔离负载；设计了40*40cm的LED灯盘，采用12VDC供电，每个灯盘有121个LED，电流小于1A；研究了基于视频目标跟踪的车流量统计算法，针对Mean Shift算法缺乏必要的模板更新、窗口宽度固定的不足，利用数学形态学对目标边缘进行检测，粒子滤波对目标进行预测，实现Mean Shift算法模板实时更新及核函数宽度自适应，并进行了仿真验证；设计了以集成IPv4和IPv6双协议栈的Direct–Net为核心处理模块的支持IPv6串口服务器，给出了该串口服务器电源电路、串口电平转换电路、网口电路及指示电路的设计过程，参数配置和测试结果；为了远程监视和控制现场运行状态，设计了支持IPv6网络通信的上位机客户端，重点完成了客户端的网络通信部分及人机交互界面，包括启动界面，运行界面以及菜单编写界面、方案设定界面等。结果表明，在目标背景复杂多变、遮挡等情况下，基于本文算法的视频目标跟踪具有较高的鲁棒性和精确度，且实时性较好。在系统实验平台下，单点信号控制器可以本地脱机控制信号灯亮灭逻辑变化。在 IPv6环境下，上位机客户端可以通过串口服务器和单点信号控制器通信，实现现场运行状态远程监视和控制的设计功能。经测试，系统可靠性、稳定性、功能性等各项指标均达到设计要求。 |
| 作者： | 刘姝黎 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 史健芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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