Разработка и внедрение интеллектуальной системы управления светофором с беспроводным управлением от Arduino

АННОТАЦИЯ

В Узбекистане значительно выросло количество людей, владеющих автотранспортом. Однако это увеличение количества транспортных средств не достигается путем изучения расширения дорог и перекрестков. В результате пробки стали большой проблемой, которая привела к длительному ожиданию на каждом перекрестке, увеличению количества ДТП, загрязнению окружающей среды и экономическим проблемам. Для решения этой проблемы была внедрена система интеллектуального светофора (STLS) с использованием Arduino, камеры, ИК-датчика для преодоления проблем с пробками в городе Андижан - Узбекистан.

ABSTRACT

In Uzbekistan, the number of people owning vehicles has grown significantly. However, this increase in the number of vehicles is not achieved by examining the expansion of roads and intersections. As a result, traffic jams have become a big problem, leading to long waiting times at every intersection, increased traffic accidents, pollution and economic problems. To solve this problem, a smart traffic light system (STLS) was introduced using Arduino, camera, IR sensor to overcome traffic congestion problems in the city of Andijan - Uzbekistan.

Ключевые слова: Примечательно увеличение количества ДТП, загрязнения окружающей среды, экономических проблем, STLS, ИК-датчика.

Keywords: The increase in the number of accidents, environmental pollution, economic problems, STLS, IR sensor is noteworthy.

Вступление.

В настоящее время, из-за значительного количества времени, проводимого в ожидании на каждом перекрестке улиц в Узбекистане, возросла потребность в умной системе светофоров. Текущая система светофоров в Ираке по-прежнему реализована с использованием старого традиционного подхода, который представляет собой систему на основе таймера, а иногда движение контролируется вручную с помощью вмешательства человека (сотрудники дорожной полиции направляют движение) [1]. Итак, чтобы сократить время ожидания на каждом перекрестке и избежать несчастных случаев, мы подумали об управлении движением с помощью интеллектуальной системы светофоров [2]. Хорошо известно, что для реализации интеллектуальных систем светофоров по всему миру используются разные подходы и методологии, и каждый подход решает конкретную проблему или вопрос. Есть системы движения, которые реализуются на основе наблюдения за объектами с помощью цифровых камер, другие, основанные на соблюдении определенного порогового значения веса на каждой стороне улицы, или системы, основанные на нечеткой логике [3]. Реализация нашей системы основана на идее определения текущего количества транспортных средств на каждой стороне перекрестка и выдачи зеленого света при достижении определенного количества транспортных средств.

Методы

Используя ИК-датчик [4], наша интеллектуальная система светофора будет реализована путем установки датчика магнитометра на расстоянии 30 метров от перекрестка с каждой стороны. 30-метровое расстояние будет использоваться для расчета количества автомобилей, когда оно достигнет указанного порогового значения. Учитывая, что каждая улица будет принимать по 3 машины по ширине, поэтому расстояние в 30 метров позволит разместить примерно до 30 автомобилей на каждом участке, чтобы загорелся зеленый свет. Каждый датчик подключен к микроконтроллеру, который контролирует различные сигналы, полученные от датчиков, и выделяет зеленый свет в соответствии с полученными обратными связями от установленных датчиков [5].

Рисунок 1. OV7670 / OV7171 Камера

Рисунок 2. Перекресток с четырьмя направлениями и одной линией

Рисунок 3. Подключение Arduino к камере

Рисунок 4. Окончательная схема Arduino

Таблица 1. 

Примерное количество машин на перекрестке в г. Андижан в течение дня

Заключение

В заключение, мы успешно разработали и внедрили интеллектуальную систему управления дорожным движением с использованием Arduino для устранения пробок на перекрестке в городе Андижан, Узбекистан. Предлагаемый метод исследует и контролирует ежедневное движение на перекрестке с четырьмя линиями с помощью Arduino, датчика магнитометра и камеры. Более того, в предлагаемой системе также достигается синхронизация на четырехрядном перекрестке и реализуется баланс между количеством машин на каждой линии и зеленым светом. Среднее время ожидания увеличилось для всех перекрестков после применения предложенной системы и было сокращено до 5-6 минут.

Список литературы:

1. Холматов О.О, Муталипов Ф.У, “Создание пожарного мини-автомобиля на платформе arduino” Universum: технические науки журнал, февраль, 2021-г. https://7universum.com/pdf/tech/2(83)/2(83_1).pdf
2. Холматов О.О, Дарвишев А.Б,  “Автоматизация умного дома на основе различных датчиков и arduino в качестве главного контроллера”  Universum: технические науки: научный журнал, – № 12(81). Часть1,DOI:10.32743/UniTech.2020.81.12-1.25-28 https://7universum.com/pdf/tech/12(81)/12(81_1).pdf
3. Xoлматов О.О., Бурхонов З.А. “Проекты инновационных парковок для автомобилей” Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 12 (21) Том 4 ДЕКАБРЬ 2019 г. https://www.xn----8sbempclcwd3bmt.xn--p1ai/archiv/journal-12-21-4.pdf
4. Kholmatov O.O., Burkhonov Z., Akramova G. “The search for optimal conditions for machining composite materials” science and world International scientific journal, №1(77), 2020, Vol.I http://scienceph.ru/f/science_and_world_no_1_77_january_vol_i.pdf
5. Холматов О.O, Бурхонов З, Акрамова Г “Автоматизация и управление промышленными роботами на платформе arduino” science and education scientific journal volume #1 ISSUE #2 MAY 2020 https://www.openscience.uz/index.php/sciedu/issue/view/7