新型分布式交通信號燈控制系統

　　2.1 信號機主控端模塊

　　主控制機采用處理器AT91RM9200，它是基于ARM的ARM920T內核，集成了豐富的外圍功能模塊，非常適合于實時控制，且支持實時操作系統，運算速度高。

　　信號機采用12/5V電源供電，AT91RM9200工作于3.3V和2.5V，系統內其它器件選擇工作電壓為3.3V和5V。

　　信號機在系統內部通訊和區域協調控制中需要時間同步，因此設計RTC(實時時鐘)用來對時。AT91RM9200內部集成RTC單元，只需要外接晶振就能工作，十分方便。

　　信號機主控端需要存放引導程序、嵌入式操作系統及其文件系統和應用程序，還有其它在運行過程中需要保存的數據，所以要通過外存儲單元來擴展存儲空間，包括SDRAM、NorFlash和NandFlash。NorFlash主要用于存放引導程序Bootloader和操作系統linux內核鏡像，系統上電或復位后從FlashROM中運行Bootloader，由Bootloader初始化硬件并將linux拷貝到SDRAM中運行。

　　NandFlash主要用于存放應用程序和數據。

　　為方便人機界面的操作，AT91RM9200內置LCD(液晶顯示器)驅動控制器，能自動產生LCD驅動控制信號，可以與LCD直接連接。鍵盤模塊通過ZLG7290B擴展一個4×4的鍵盤矩陣，ZLG7290B通過IIC串行總線與處理器進行連接。

　　考慮到信號機的體積，也為了方便設備的升級、擴展，從信號機控制板引出數據總線、地址總線和必要的控制信號，設計統一的系統總線，通過總線來調度控制各個功能板塊，如車流信息采集板塊、信號燈控制器板塊、紅外線接收板塊、故障檢測板塊等。這些板塊與相應的功能模塊一一對應，以插槽接口與信號機控制板相連。

　　2.2 車流量信息采集模塊

　　射頻識別，即RFID(Radio Frequency IDentification )，俗稱電子標簽，它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，工作過程無需人工干預，可應用于各種惡劣環境。一套RFID設備包括射頻標簽，天線和讀寫器三個部分。天線和讀寫器安置在路邊，當帶有射頻標簽的車輛通過該路段時，讀寫器會通過天線接收返回載有RFID信息的射頻調制信號，經處理后傳給信號機主控端，完成路況數據的信息采集。有關數據也經由本地信號機向上位機--地區信號燈系統控制端發送。車流信息在信號機主控端內經過建模計算，可以獲得當前信號燈所需的周期時間。

　　2.3 緊急干預模塊

　　在系統中加載遙控電路，以支持用紅外遙控器作緊急干預。采用8通道紅外發射/接收專用集成電路BA5104/BA5204，它能發射6個持續信號2個單次信號，串行口接入方便，且價格低，穩定性強。紅外接收端與信號機控制板總線相連，可以將遙控器按鍵信號傳遞至信號機主控端進行中斷處理，且優先級最高。

　　2.4 故障檢測模塊

　　交通信號燈工作環境較為復雜，可能存在各種難以預測的電源、電磁干擾及信號機自身的隨機性障礙。為了保證系統的可靠運行，除了采用軟件對策外，專門引入了硬件看門狗復位電路MAX708CPA ,該器件具有μP復位、掉電監測、手動復位等功能，可以起到較好的保護作用。此外，利用含有電壓檢測與電流檢測的故障檢測電路，對信號燈控制器和信號燈作出實時檢測，將返回的TTL電平信號傳遞至信號機主控板，信號機系統可以根據不同的結果選擇繼續執行，或者向上報警，甚至自行關機。

　　2.5 信號燈控制器模塊

　　信號燈控制器是信號機與信號燈之間必需的硬件連接。路口信號燈的各種燈色狀態是由信號燈控制器對信號機數據進行處理轉化而成的。

　　2.6 地區聯動模塊

　　本地信號燈系統與地區信號燈系統管理端采用局域網絡(LAN)進行雙向通訊。本地信號機控制端將待處理的數據信息通過Web Service應用程序接口封裝好發給地區信號燈系統控制端，處理工作由后者完成，再把最終結果返回給本地信號機。Web Service技術充分利用地區信號燈系統控制單元的計算能力，減輕了本地信號機的處理器開銷，使得信號燈系統更加穩定和易于維護。