信號(hào)機(jī)需要存放引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)啟動(dòng)后操作系統(tǒng)和程序運(yùn)行需要更大的空間，因此設(shè)計(jì)外存儲(chǔ)單元以擴(kuò)展存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)器模塊包括8MB的SDRAM、2MB的NorFlash和16MB的N andFlash。存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)段、相位等其他參數(shù)。信號(hào)機(jī)要采集車輛流量信息，車輛流量檢測(cè)模塊由射頻標(biāo)簽、天線和射頻讀寫(xiě)器組成。設(shè)計(jì)中射頻標(biāo)簽為TG200，射頻讀寫(xiě)器為FR200。S3C44B0x沒(méi)有集成網(wǎng)絡(luò)控制器，故選用NE2000兼容的以太網(wǎng)控制器芯片RTL8019來(lái)擴(kuò)展以太網(wǎng)。液晶顯示與鍵盤模塊用來(lái)手動(dòng)設(shè)置或者修改交通信號(hào)機(jī)的控制參數(shù)。通過(guò)ZLG7290B擴(kuò)展一個(gè)4 4的鍵盤矩陣，ZLG7290B 通過(guò)IIC串行總線與處理器進(jìn)行連接； S3C44B0X內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)控制器，能夠自動(dòng)產(chǎn)生LCD 驅(qū)動(dòng)控制所需的控制信號(hào)，因此S3C44B0X可以與LCD直接連接，而不需要另外加LCD控制器。系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了電源模塊、RTC (實(shí)時(shí)時(shí)鐘)模塊等。設(shè)計(jì)的信號(hào)機(jī)具有控制參數(shù)輸入、保存、控制狀態(tài)輸出、燈態(tài)輸出控制、交通參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)與存儲(chǔ)、配時(shí)方案存儲(chǔ)、倒計(jì)時(shí)牌控制、以太網(wǎng)及與手持終端通訊等功能。

　　3 .1 .2 信號(hào)機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　信號(hào)機(jī)利用中斷方式接收交通參數(shù)和發(fā)布控制指令?，F(xiàn)代智能信號(hào)機(jī)需要同時(shí)執(zhí)行信號(hào)燈色狀態(tài)、相位與倒計(jì)時(shí)控制、配時(shí)優(yōu)化、通訊和車流量檢測(cè)等多個(gè)任務(wù)。為了解決多任務(wù)同時(shí)運(yùn)行所帶來(lái)的程序結(jié)構(gòu)混亂、功能受限、效率低下等問(wèn)題，引入嵌入式操作系統(tǒng)uC linux 以支持多種文件系統(tǒng)、模塊化設(shè)計(jì)和基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信。uC linux內(nèi)核可以完成進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備控制和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)等功能，內(nèi)核采用模塊化設(shè)計(jì)，許多功能塊可以獨(dú)立地增加或刪除，當(dāng)重新編譯內(nèi)核時(shí)，選擇嵌入式設(shè)備所需要的功能模塊，刪除冗余的功能模塊。通過(guò)重新配置內(nèi)核，可以減小系統(tǒng)運(yùn)行所需要的內(nèi)核，縮減資源使用量，從而顯著減少系統(tǒng)運(yùn)行所需的硬件資源。

　　信號(hào)機(jī)軟件由系統(tǒng)監(jiān)控、車流量采集、路口控制模式選擇、配時(shí)、鍵盤掃描與液晶顯示模塊構(gòu)成。基于uC linux的信號(hào)機(jī)軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 信號(hào)機(jī)軟件結(jié)構(gòu)

　　3 .2 基于RFID技術(shù)的車輛檢測(cè)

　　3 .2 .1基于RFID 的車輛檢測(cè)方案

　　射頻識(shí)別( Radio Frequency Ident ification) 技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感和電磁耦合)傳輸特性，在讀卡器和射頻卡之間進(jìn)行無(wú)線雙向通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[ 8] 。最基本的RF ID系統(tǒng)由讀寫(xiě)器、天線、電子標(biāo)簽三部分組成。RFID 采用存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中的唯一的ID標(biāo)識(shí)物體，讀寫(xiě)器自動(dòng)高速地收集識(shí)別范圍內(nèi)的標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別物品和收集物品標(biāo)志信息的功能。因此，RFID技術(shù)對(duì)任何移動(dòng)對(duì)象都可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位、跟蹤和監(jiān)測(cè)。

　　在智能交通控制過(guò)程中，信號(hào)機(jī)要根據(jù)實(shí)時(shí)采集的車輛信息來(lái)選擇路口控制模式，本設(shè)計(jì)基于RF ID 技術(shù)進(jìn)行車輛檢測(cè)。這種方案無(wú)須對(duì)現(xiàn)有紅綠燈設(shè)備進(jìn)行拆卸，只需對(duì)車輛粘貼相應(yīng)的電子標(biāo)簽，在原有紅綠燈基礎(chǔ)上安裝RFID 讀寫(xiě)設(shè)備及調(diào)整信號(hào)燈控制器軟件。在車輛前擋風(fēng)玻璃上粘貼RFID 標(biāo)簽，在交叉路口四個(gè)方向的紅綠燈前50米- 70米安裝RFID 讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器斜對(duì)馬路(擴(kuò)大接收范圍) ，檢測(cè)交叉路口附近的車輛流量，根據(jù)采集的車輛數(shù)據(jù)，選擇合適的控制模式并調(diào)節(jié)信號(hào)燈。當(dāng)某個(gè)相位的車輛流量比其他相位大且該相位綠燈亮?xí)r，則適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)該相位的綠燈周期(綠燈周期不超過(guò)最大綠燈周期) ，保證車輛有充裕的時(shí)間通過(guò)路口； 如果該相位紅燈亮，則適當(dāng)?shù)乜s短紅燈周期(紅燈周期不小于最小紅燈周期) ，減少車輛等候時(shí)間，盡可能減少車輛在交叉口的延誤的時(shí)間。

　　由于城市道路情況復(fù)雜，很容易對(duì)標(biāo)簽卡的微波信號(hào)進(jìn)行反射衍射，為防止同一RFID 卡號(hào)被多個(gè)讀卡器讀取到，從而導(dǎo)致車輛檢測(cè)錯(cuò)誤，通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)定，一旦讀到RFID 卡信號(hào)，則后續(xù)讀卡器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)(如30秒)對(duì)此RFID卡號(hào)進(jìn)行屏蔽，這樣可以避免同一ID 號(hào)被一條馬路上兩臺(tái)讀卡器讀到后對(duì)信息的誤判。