Gerenciamento de tráfego para veículos de emergência usando microcontrolador AT89S52 com sensores RFID e IR

O congestionamento do tráfego nos dias de hoje é o maior problema das cidades densamente povoadas. O projecto centra-se principalmente em três áreas – mecanismo prioritário para veículos de emergência como ambulâncias, carros de bombeiros para controlar a densidade do tráfego para a sua passagem suave e monitorização do cruzamento de tráfego. Este projeto é uma réplica de um cruzamento de faixa de quatro vias em cenário em tempo real. O projeto propõe principalmente os problemas enfrentados pelos veículos de emergência.
O conceito RFID é usado para tornar verde a faixa de ambulâncias e, assim, fornecer uma via livre de paradas para a ambulância.

A importância secundária é dada ao controle da densidade do tráfego, colocando sensores IR usados ​​para medir a densidade de veículos que são fixados a uma distância fixa. Se a densidade de tráfego for alta em um determinado lado, será dada mais prioridade ao lado onde o tráfego de veículos é maior e o sinal verde será dado a este lado do tráfego. Ao usar este sistema, o tráfego pode ser liberado sem irregularidades e atrasos. Uma câmera Wireless é utilizada para monitorar o tempo de trânsito de veículos e também monitorar os problemas que possam ocorrer no cruzamento. Uma alocação específica de tempo é concedida para uma passagem suave dos pedestres.

Aqui estão os instantâneos da implementação final do projeto.

Imagem do Módulo LCD mostrando o status do Veículo de Emergência

Fig. 1: Imagem do Módulo LCD mostrando o status do Veículo de Emergência

Protótipo de sistema de gerenciamento de tráfego baseado em microcontrolador 8051 para veículos de emergência

Fig. 2: Protótipo de sistema de gerenciamento de tráfego baseado em microcontrolador 8051 para veículos de emergência

Imagem do módulo LCD mostrando atualização de tráfego para veículo de emergência

Fig. 3: Imagem do Módulo LCD mostrando atualização de tráfego para Veículo de Emergência

Imagem do módulo LCD mostrando atualização de tráfego para veículo de emergência

Fig. 4: Imagem do Módulo LCD mostrando atualização de tráfego para Veículo de Emergência

Imagem do circuito microcontrolador 8051 usado no sistema de gerenciamento de tráfego

Fig. 5: Imagem do circuito microcontrolador 8051 usado no sistema de gerenciamento de tráfego

Explicação do diagrama de circuito

O AT89S52 é um microcontrolador CMOS de 8 bits de baixo consumo de energia e alto desempenho com 8K bytes de memória Flash programável no sistema. O dispositivo é fabricado usando a tecnologia de memória não volátil de alta densidade da Atmel e é compatível com o conjunto de instruções e pinagem 80C51 padrão da indústria. O Flash no chip permite que a memória do programa seja reprogramada no sistema ou por um programa convencional de memória não volátil.

Neste projeto usamos hardwares como

Módulo RFID, circuitos de sensores IR, MAX232 ic etc.

A fonte de alimentação regulada de +5 V é fornecida a todas as partes do circuito.

O principal objetivo do projeto é continuar focando em três aspectos do sistema de controle de tráfego. Eles são

1. Mecanismo Prioritário para Veículos de Emergência como Ambulâncias, Carros de Bombeiros.

2. Para controlar a densidade do tráfego.

3. Monitoramento do entroncamento.

O primeiro aspecto foi implementado usando a tecnologia RFID para fornecer mecanismo de prioridade para veículos de emergência como ambulâncias e bombeiros.

Basicamente, este circuito é uma réplica de um cruzamento de quatro vias em tempo real. Este projeto propõe principalmente os problemas enfrentados pelos veículos de emergência. O conceito RFID é usado para tornar verde a faixa de ambulâncias e, assim, fornecer uma via livre de paradas para a ambulância.

Quando ligamos a fonte de alimentação, o circuito opera primeiro na operação de densidade de tráfego. Foi elaborado um protótipo para a implementação deste projeto.

Neste circuito, um total de 8 circuitos de sensores IR são conectados em um cruzamento de tráfego de quatro faixas. Para cada lado estão conectados dois circuitos de sensores IR. Portanto, para os quatro lados, um total de 8 circuitos de sensores estão conectados. Podemos conectar mais circuitos de sensores IR usando controladores ARM 7 e ARM 9. Mas neste projeto usamos apenas o microcontrolador AT89S52. O microcontrolador AT89S52 possui apenas 32 pinos IO, mas para este projeto não foi suficiente, então para cada lado da junção conectamos apenas dois circuitos de sensores IR. Totalmente para quatro lados, 8 circuitos de sensores IR neste projeto. 8 circuitos de sensores IR conectados em P0^0 – P0^7.

O sensor IR é usado para medir a densidade de veículos colocados a uma distância fixa. Se a densidade de tráfego for elevada num determinado lado, é dada mais prioridade a esse lado e é dado sinal verde a esse lado do tráfego.

Neste projeto, dois circuitos de sensores IR são conectados em cada lado. Se duas saídas de circuitos de sensores

são altos, então nesse lado a densidade de tráfego é alta. O microcontrolador recebe os sinais dos circuitos do sensor IR e os envia aos semáforos para liberar primeiro esse lado, exibindo o sinal verde. Os sinais dos quatro lados SUL, NORTE, LESTE e OESTE operarão nesses mecanismos. A mesma operação acontecerá nos outros três lados da junção também.

Neste circuito, uma chave é conectada ao pino P3 ^ 2 do microcontrolador. Ao pressionar o botão por 1 ou 2 minutos, ativará a operação prioritária dos veículos de emergência. Se algum veículo chegar em qualquer faixa, o RFID detecta o veículo de emergência e envia um sinal de dados para o microcontrolador e o microcontrolador recebe esse sinal. Em seguida, o microcontrolador envia os sinais necessários aos semáforos para permitir a movimentação dos veículos de emergência. Esses semáforos estão conectados às portas P3 ^ 3 (VERDE), P3 ^ 4 (VERMELHO).

A mesma operação acontecerá nos outros três lados do entroncamento. Supondo que de um lado duas saídas do circuito do sensor IR estejam altas e do outro lado um circuito do sensor IR esteja alto, então a prioridade é dada primeiro a esse lado do tráfego. Dá sinal verde para esse lado e após a redução da densidade do tráfego nesse lado, é dada prioridade aos outros três lados do entroncamento.

No entroncamento é disponibilizada uma câmera sem fio, que gravará os vídeos e os enviará para a Célula de Monitoramento de Tráfego por meio de comunicação sem fio.

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Fig. 6: Fluxograma do código C usado no sistema de gerenciamento de tráfego baseado em microcontrolador 8051

Sistemas de monitoramento de tráfego

A pesquisa de tráfego tem como objetivo otimizar o fluxo de tráfego de pessoas e mercadorias. À medida que o número de utentes das estradas aumenta constantemente e os recursos fornecidos pelas infra-estruturas actuais são limitados, o controlo da densidade do tráfego tornar-se-á uma questão muito importante no futuro. No entanto, existem algumas limitações ao uso do sistema de Gerenciamento de Tráfego para Veículos de Emergência, medindo a densidade do controle de tráfego.

Evitar engarrafamentos, por exemplo, é considerado benéfico tanto para o ambiente como para a economia, mas a melhoria do fluxo de tráfego também pode levar a um aumento da procura. Existem vários modelos para simulação de tráfego. Em nossa pesquisa focamos na otimização do controlador de semáforos em uma cidade utilizando sensor IR e desenvolvemos sistema de monitoramento visual utilizando microcontrolador 89S52.

O congestionamento do tráfego é um problema sério nos dias de hoje. O congestionamento de tráfego também pode ser causado por grandes atrasos no semáforo, etc. O atraso do respectivo semáforo é codificado no semáforo e não depende do tráfego. Portanto, para simular e optimizar o controlo de tráfego para um fluxo de tráfego melhor e suave, existe uma maior necessidade deste tipo de sistema. Neste artigo estudamos a otimização do controlador de semáforos em uma cidade utilizando microcontrolador.

Assim, proponho um sistema múltiplo de controle e monitoramento de semáforos. O sistema tenta reduzir até certo ponto as possibilidades de engarrafamentos causados ​​por semáforos. O sistema é baseado em microcontrolador. O microcontrolador usado no sistema é o 89S52, que é baseado na família MCS-51. O sistema contém um transmissor IR e um receptor IR que são montados em ambos os lados das estradas, respectivamente. O sistema IR é ativado sempre que qualquer veículo passa na estrada entre o transmissor IR e o receptor IR. O semáforo está situado a uma certa distância do sistema IR. Assim, com base na contagem de veículos, o microcontrolador define diferentes intervalos para atrasos nos semáforos e os atualiza de acordo. Quando não há densidade presente nos quatro lados ou com densidade muito limitada, conseguimos dar tempo para os pedestres atravessarem o entroncamento para sua comodidade.

Protótipo de sistema de gerenciamento de tráfego baseado em microcontrolador 8051 para veículos de emergência com instalação de sensor IR

Fig. 7: Protótipo de sistema de gerenciamento de tráfego baseado em microcontrolador 8051 para veículos de emergência com instalação de sensor IR

Formulários

· Este sistema também pode ser implementado nos principais cruzamentos de vias expressas. Isto resultará na ausência de um inspector de trânsito nestes cruzamentos para supervisionar o trânsito e fazê-lo funcionar sem problemas.

· Este sistema também pode ser preferido em cidades metropolitanas e outras áreas urbanas.

· O trabalho realizado pelo fiscal de trânsito será perfeitamente executado pelo microcontrolador do circuito com o auxílio de sensores e do programa que está codificado no microcontrolador.

Vantagens desvantagens

Vantagens

· O serviço de ambulância não será mais afetado por engarrafamentos

· Uso de sinal de radiofrequência (não bloqueado por objetos, rápido)

· Em uma ampla gama de aplicabilidade

· Custo de investimento único

· A vida das pessoas é salva

· Uma forma modernizada de controlar o tráfego.

· O número de acidentes rodoviários pode ser reduzido em grande medida.

· Fácil regulação do tráfego em metrópoles como Delhi, Mumbai etc.

Desvantagens

· Como as ondas infravermelhas têm transmissão na linha de visão, a transmissão não pode ocorrer através de paredes, portas, etc. A transmissão na linha de visão é bloqueada por materiais comuns, como pessoas, animais, etc.

· A taxa de transmissão de dados é inferior à comunicação com fio normal

· Os sistemas RFID são caros em comparação com os sistemas normais de código de barras.

· A tecnologia RFID é difícil de entender.

Conclusão

Neste projeto adotamos mecanismo de prioridade para veículos de emergência e para áreas de maior densidade. Concluímos que usando este método de sistema de monitoramento de tráfego baseado em densidade podemos economizar uma quantidade considerável de tempo e também evitar engarrafamentos excessivos, levando assim a um fluxo de tráfego suave.

Código fonte do projeto

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Diagramas de circuito

Diagrama de Circuito-8051-Sistema de Gerenciamento de Tráfego Baseado em Microcontrolador-Veículos de Emergência

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