ANALIZA COMPARATIVĂ A SISTEMELOR DE MONITORIZARE A TRAFICULUI [308445]
[anonimizat]: INGINERIA TRAFICULUI ȘI TRANSPORTURILOR
PROIECT DE DIPLOMĂ
ANALIZA COMPARATIVĂ A SISTEMELOR DE MONITORIZARE A TRAFICULUI
Conducător: Absolvent: [anonimizat]
2017
[anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI
PROIECT DE DIPLOMĂ
Numele și prenumele absolvent: [anonimizat] :………………………………………………………….
Secția și forma de învățământ :……………………………………………………………….
Tema proiectului de diplomă/lucrării de disertație …………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Locul de documentare ………………………………………………………………………….
Conducătorul proiectului :…………………………………………………………………….
Consultanți de specialitate :……………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Data primirii temei :……………………………………………………………………………..
Data predării :.………………………………………………………………………………….
CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: ABSOLVENT: [anonimizat]: Toate drepturile de autor privind proiectul de diplomă/[anonimizat], traducerea unei părți sau a [anonimizat] a [anonimizat]-NAPOCA.
[anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI
Fișa absolvent: [anonimizat]/lucrării de disertație
iunie 2017
Programul de pregătire săptămânală
Informațiile suplimentare pentru pregătirea lucrării în vederea susținerii pot fi accesate pe pagina web a Facultății de Mecanică: http://mecanica.utcluj.[anonimizat]. Nicolae BURNETE
Prof. Dr. Ing. Nicolae FILIP
Prof. Dr. Ing. Ilarie IVAN
Conf. Dr. Ing. Adrian TODORUȚ
Conf. Dr. Ing. [anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI
Sesiunea: iulie 2017
[anonimizat].dr.ing. ADRIAN TODORUȚ
RECENZIE
Asupra proiectului de diplomă/lucrării de disertație cu titlul …… ………… ……………… ………………………. ……………………………………………………. ……………………………… ……………………………… …… ………………………………………… ……………………………….
Elaborat de absolvent: [anonimizat] ………………………………………………………………………………….
Conținutul proiectului:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Perioada de documentare și pregătire a proiectului:
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Aspecte pozitive:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Aspecte negative:
………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..
Contribuții personale ale autorului
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Posibilități de valorificare a proiectului:
..……………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Se propune admiterea / respingerea proiectului pentru susținere publică.
Conducător : Șef lucr. dr. ing. DAN MOLDOVANU
Declarație pe proprie răspundere privind
autenticitatea lucrării de licență/diplomă/disertație
Subsemnatul ___________________________________________________________________ ,
legitimat cu ________________seria ________nr. _____________________________________,
CNP ___________________________________________________autorul lucrării: __________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de _______________________
la Facultatea__________________, Specializarea _________________________ din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca, sesiunea ___________a anului universitar __________, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării, și în bibliografie.
Declar, că această lucrare nu conține porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.
Declar, de asemenea, că aceasta lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diplomă/disertație.
De asemenea, declar că sunt de acord ca proiectul de diplomă/lucrarea de disertație să fie verificată prin orice modalitate legală pentru confirmarea originalității, consimțind inclusiv la introducerea conținutului său într-o bază de date în acest scop.
În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea examenului de licență/diplomă/disertație.
Lucrarea conține: ____ pagini, ____ tabele, ____schițe și diagrame. Anexa cu desene conține ____formate A0, ____formate A1, ____ formate A2, _____formate A3, _____ formate A4. Proiectul are anexate și: ______ CD/DVD-uri
Nume, prenume
_______________________________
Data
_____________________
Semnătura
REZUMAT
Analiza comparativă a sistemelor
de monitorizare a traficului
În cadrul acestei lucrări de diplomă am urmărit identificarea și explicitarea unor echipamente utilizate de către inginerii de trafic pentru a determina nu doar prezența unor vehicule, cât și pentru a le folosi ca instrumente de calcul pentru obținerea unor parametrii interpretabili. Dintre caracteristicile fluxurilor rutiere care se pot observa, enumerăm: determinarea vitezei, a nivelului de serviciu al drumului, a distanțelor inter-vehiculare, a componenței din punct de vedere al participanților la trafic, clasificarea pe categorii a mijloacelor de transport, etc. Acest proiect conține un capitol de evaluare a stadiului actual în care sunt prezentate sistemele și senzorii folosiți în prezent pentru monitorizarea traficului. Partea practică a proiectului constă în elaborarea unui stand în care s-au folosit senzori similari cu cei utilizați în managementul și monitorizarea traficului rutier, pentru a putea explica principiul de lucru al echipamentelor de detecție.
ABSTRACT
Comparative analysis of traffic
monitoring systems
In this diploma thesis we sought to identify and explain the equipments used by traffic engineers to determinate not only the presence of vehicles but also to use them as mathematical tools for obtaining interpretable parameters. Among the characteristics of traffic flows that we can observe are: determination of speed, road service level, inter-vehicle distance, traffic participants composition, classified means of transport etc. This project contains a current status evaluation chapter that presents the systems and sensors currently used for traffic monitoring. The practical part of the project consists in developing a stand in which sensors similar to those used in road traffic management and monitoring were used to explain the working principle of detection equipment.
CUPRINS
1.INTRODUCERE……………………………………………………………………….…………..10
2.STADIUL ACTUAL AL STUDIILOR ÎN DOMENIU…………………………….….………….11
2.1 OBIECTUL ȘI IMPORTANȚA ACTIVITĂȚII DE TRANSPORT ………….………..11
2.2 Factori care influențează siguranța circulației ……………………………………………………….15
2.3 Sisteme și senzori utilizați pentru determinarea prezenței vehiculelor …………….….. 17
2.3.1 Detecția prin presiune de contact …………………………………….………..19
2.3.2 Detecția optică ………………………………………………………………………………………23
2.3.3 Detecția prin inducție electromagnetică ……….……………………..……..…25
2.3.4 Detecția prin intermediul câmpului magnetic………………………..…….… 27
2.3.5 Detecția video ………………………………………………………….………29
3. PREZENTAREA SISTEMULUI ARDUINO……………………………………………….……32
3.1 Noțiuni generale………………………………………………………………………….32
4. EFECTUAREA MINI STANDULUI…………………………………………………….….……37
4.1 Senzori utilizați în cadrul proiectului ………………………………………….…..…..37
5. CONCLUZII ………………………………………………………………………………………38
Bibliografie ……………………………………………………………………………………….…..39
Anexe ………………………………………………………………………………………….…..…41
Listă de figuri ………………………………………………………………………………………..42
INTRODUCERE
Asistăm în prezent la o dezvoltare fără precedent a transportului rutier și a permisivității deplasărilor pe drumurile publice în condițiile în care numărul utilizatorilor de autoturisme crește de la un an la altul. Acestea sunt într-o strânsă legatură cu dezvoltarea civilizației umane care a dus la evoluția sectorului de transport cuprinzând atât mijloace destinate transportului cât și rețelele de transport. Accentul pe dezvoltarea economiei globale, odată cu creșterea continuă a populației necesită o atenție sporită în cadrul acestui sector al transporturilor deoarece nevoia de mobilitate a mărfurilor și a persoanelor impune accelerarea dezvoltării în domeniu. [6]
Progresul societății a ajutat la evoluția relativ rapidă din ultimul secol a mijloacelor și căilor de transport, astfel încât transporturile constituie o activitate de sine stătătoare a economiei mondiale. Buna desfăsurare a activităților umane este strict dependentă de orice defecțiune, dereglare sau influență a activității de transport. Tocmai de aceea, necesitatea creșterii siguranței rutiere a tuturor participanților la trafic sunt în responsabilitatea factorilor decizionali locali cât și a factorilor existenți la nivel european. În acest caz , rolul tansportului rutier este unul de o importanță sporită, de aceea i se acordă o atenție deosebită de către autoritățile rutiere care au adus reglementări cu privire la modul de utilizare al autovehiculului și al infrastructurii rutiere. [3]
Având în vedere necesitatea realizării legăturii dintre consum și producție, transporturile fac obiectul deplasării produselor și bunurilor obținute in toate ramurile producției materiale, din locul în care au fost obținute până în locul în care vor fi consumate în cadrul pieței interne și internaționale. Pentru a satisface nevoile materiale și spirituale ale societății și totodată a fiecărui cetățean se impune organizarea corespunzătoare a deplasării în timp și spațiu de persoane și mărfuri,
acest rol revenind în totalitate transporturilor. Considerată sub aspectul conținutului său economic activitatea de transport prorpiu-zisă constituie mijlocul prin care schimbul de bunuri și deplasarea oamenilor se intâlnesc formând un tot unitar. În societatea modernă transportul este un element indispensabil în viața de zi cu zi, deoarece el oferă posibilități multiple: de a cunoaște, a percepe și a asimila cât mai mult din ceea ce poate oferi civilizația umană. [4]
Scopul prezentului proiect de diplomă este analizarea prin comparație a sistemelor folosite pentru monitorizarea traficului, cu ajutorul senzorilor similari cu cei utilizați în ingineria traficului.
În capitolul doi al proiectului intitulat ,,Stadiul actual al studiilor în domeniu” am prezentat pe scurt importanța activității de transport și felul în care această activitate a ajuns să facă parte integral din viața noastră. Transporturile au reușit să satisfacă nevoile atât materiale, cât și spirituale ale omenirii, contribuind totodată cu un procent important la economia mondială din prezent. Tot în acest capitol am adus în atenție noțiuni despre siguranța circulației și despre factorii componenți care influențează această siguranță după cum sunt: omul, mediul, vehiculul și drumul.
Trecând mai departe la tema proiectului, am realizat o clasificare a echipamentelor de monitorizare a traficului și le-am încadrat în două mari categorii în funcție de tipul detecției și anume: echipamente pentru detecție intrusivă și echipamente pentru detecție neintrusivă, după care am analizat fiecare categorie în parte cu senzorii aferenți. Astfel, pentru categoria neintrusivă echipamentele analizate au fost: echipamente video și detecția radar, iar pentru categoria intrusivă senzorii pe care i-am dezbătut au fost: tuburi pneumatice pentru detecția prin presiune de contact, detecția optică, detecția prin câmp magnetic și detecția prin inducție electromagnetică.
În capitolul trei am realizat o prezentare a programului de dezvoltare folosit în cadrul proiectului, și anume programul Arduino, cu care am exemplificat principiile de detecție folosite în ingineria traficului pentru câteva dintre echipamentele descrise.
Capitolul patru al proiectului conține partea practică a lucrării, și anume modul de realizare al ministandului și exemplificarea principiului de funcțioare al senzorilor utilizați. De asemenea, aici sunt afișate și rezultatele prin intermediul monitorului programului Arduino, în care se observă o parte din potențialul de utilizare al senzorilor.
Ultimul capitol al acestui proiect cuprinde concluziile care au fost formulate în urma rezultatelor obținute, precum și contribuțiile proprii.
2. STADIUL ACTUAL AL STUDIILOR ÎN DOMENIU
2.1 Obiectul și importanța activității de transport.
Transporturile reprezintă ,,sistemul circulator” al acestei planete precum și al fiecărei țări în parte constituind o ramură importantă a producției materiale fără de care existența unei societăți moderne ar fi greu de conceput. Acestea au avut o contributie majoră în procesul de dezvoltare a societății prin faptul că antrenează potențialul material, uman și tehnologic prin implicații profunde asupra dinamicii economiei și societății și de asemenea asupra relațiilor internaționale. În țara noastră, în procesul de refacere economică și de așezare a economiei de piață, transportul contribuie la apropierea zonelor economice între ele, la dezvoltarea tuturor ramurilor economiei naționale și la dezvoltarea legăturilor dintre ramurile industriei și agricultură, dintre orașe și sate.În ceea ce privește deplasarea în spațiu de mărfuri transporturile constituie o prelungire a procesului de producție adăugând la valoarea mărfurilor prețul pentru transport, astfel contribuind la formarea venitului național [4].
Nevoia de mobilitate și de viteza specifică secolului în care trăim a dus la dezvoltarea mijloacelor de transport dar și la apariția unor probleme specifice. Dintre acestea cele de care ne lovim zilnic sunt cele legate de securitatea participanților la trafic, cele legate de apariția congestiilor și blocajelor cât și cele legate de mediul înconjurător. În general congestiile apar la anumite ore, considerate ore de vârf, moment în care un număr ridicat de participanți la trafic folosesc același segment de drum. Acest lucru denotă faptul că infrastructura respectivului segment de drum nu suportă acel volum mare de participanți simultan la trafic. Alte cauze ale apariției congestiilor pot fi următoarele: unelte de taxare la intrarea sau ieșirea de pe anumite segmente de drum la care se percepe o taxă, necesitatea unui număr mare de mijloace de transport în comun în mediul urban pe aceeași rută, condiții meteo nefavorabile, care pot duce la scăderea vizibilității și în consecință a vitezei de deplasare, precum și lucrările de reparație pe anumite segmente de drum, ceea ce pot duce la îngustarea sau chiar blocarea unei benzi de circulație. [9]
O definiție clară a transportului rutier nu este atât de ușor de format datorită complexității de activități pe care le include, însă pornind de la principalul scop, o definiție a transportului rutier poate fi : orice operațiune de deplasare a unor persoane, mărfuri, bunuri și informații cu ajutorul mijloacelor de transport(chiar dacă vehiculul rutier este, pe o anumită porțiune a drumului, transportat la rândul său de un alt mijloc de transport) dintr-un punct A până în punctul B. Operațiunile și serviciile adiacente sau conexe transporturilor rutiere sunt considerate operațiuni de transport rutier. Suportul fizic necesar pentru efectuarea deplasărilor este reprezentat de arterele rutiere. Acestea sunt nevoite să răspundă unor cerințe de ordin tehnic și informațional pentru a asigura o deplasare eficientă și în siguranță. Marcarea rutieră, semnalizarea, avertizarea și sistemul informațional, părți componente în structura drumurilor sunt elemente obligatorii pentru creșterea siguranței în trafic și pentru asigurarea organizării unei deplasări continue a fluxurilor de vehicule [6].
Prin drum, sau cale rutieră, se înțelege porțiunea de teren amenajată pentru desfășurarea circulației vehiculelor. Drumurile fac parte din sistemul național de transport, formând rețeaua rutieră iar din punct de vedere al importanței economice și administrative,deosebim:
a)drumuri publice (obiective de utilitate publică destinate circulației rutiere, în scopul satisfacerii cerințelor de transport unitar ale economiei nationale și ale populatiei) ;
b)drumuri de utilitate privată (destinate satisfacerii cerințelor proprii de transport rutier în activitățile economice, forestiere, petroliere, miniere, agricole, energetice, industriale și altora asemenea, de acces in incinte, ca si cele din interiorul acestora, precum si cele pentru organizarile de șantier) .
Din punct de vedere funcțional și administrativ-teritorial, în ordinea importanței, drumurile publice se impart în următoarele categorii:
a) drumuri de interes național;
b) drumuri de interes județean;
c) drumuri de interes local.
Drumurile naționale, care asigură legăturile cu capitala țării, cu reședințele de județ, cu obiectivele de interes național, între ele, precum și cu țările vecine,pot fi clasificate ca:
a) autostrazi;
b) drumuri expres;
c) drumuri nationale europene (E);
d) drumuri nationale principale;
e) drumuri nationale secundare.
Un sistem de transport se compune din :
Infrastructură de transport;
Mijloace de transport;
Sistem de organizare;
Sistem de management;
Sisteme de poziționare și dirijare.
Ca obiective ale sistemului de transport întâlnim următoarele :
Asigurarea dreptului la liberă circulație a cetățenilor și bunurilor
Participarea activă la dezvoltarea economică și socială
Realizarea conectării localităților la rețeaua regională/națională de transport
Realizarea conectării sistemului regional/național la rețelele internaționale de transport
În pofida diversității modurilor de transport, o caracteristică unică rămâne constantă: efortul continuu de-a lungul istoriei de a-și îmbunătăți eficiența prin furnizarea de informații către entitățile constitutive [8].
Oameni de știință, ingineri și coordonatori de transport au cules date despre traficul pe drumurile publice de-a lungul multor ani. Istoric, necesitatea de ordonare și monitorizare a deplasării autovehiculelor a apărut după anii 1915 când automobilul câștiga teren în clasamentul mijloacelor de transport. Gradual, îmbunătățirile din domeniul tehnic au ajutat la automatizarea sarcinilor si extinderea gamei de lucruri pe care le putem măsura. În ultimii ani, ritmul acestei îmbunătățiri a dus la crearea unor noi senzori mult mai puternici cu ajutorul cărora s-a răspândit o nouă industrie numită ,,Intelligent Transportation Systems” (ITS) sau Sisteme Inteligente de Transport. Acestea pot oferi avantaje clare în ceea ce privește eficiența, sustenabilitatea, siguranța și securitatea transportului și pot contribui în același timp la realizarea obiectivelor privind piața internă a UE și competitivitatea [15].
Sistemele inteligente de transport conțin suma utilităților destinate creșterii eficienței și siguranței în deplasarea vehiculelor. Din grupul sistemelor inteligente de transport fac parte :
Echipamente de măsurare a fluxului de vehicule
Echipamente destinate clasificării participanților la trafic
Sisteme automate de dirijare a traficului
Sisteme de informare în trafic
Sisteme de avertizare în situații de urgență
Monitorizarea parametrilor de mediu
Problematica traficului rutier necesită o atenție sporită, lucru demonstrat atât de articole științifice publicate în domeniul transporturilor și nu numai, cât și de impedimentele apărute în viața de zi cu zi. În acest sens industria automotive prin marile companii constructoare de mașini, au folosit rezultatele cercetărilor științifice pentru a transpune în practică numeroase realizări care au dus la facilitarea și fluidizarea traficului rutier, creșterea nivelului de siguranță a participanților, și nu în ultimul rând au avut un impact favorabil asupra mediului înconjurător. Pe scurt, câteva din soluțiile existente pe piață și care s-au dovedit a fi eficiente vor fi prezentate în următoarele rânduri. Una dintre acestea este reprezentată de comunicarea între participanții la trafic prin transmiterea informațiilor utile. Una din cele mai uzuale metode de a informa participanții la trafic despre posibilele incidente apărute, sau despre condițiile meteo este reprezentată de rezervarea unei anumite frecvențe radio pe care sunt transmise informațiile cu scopul de a atrage atenția asupra unui eveniment sau a unei condiții nou apărute. O altă posibilă formă de punere în practică a tehnicii bazate pe mesaje este cea prin panourile de informare. Dezavantajul acestei metode este bazat pe faptul că doar prezintă un incident sau o situație deja creată, fără a încerca însă să anticipeze situația [9].
Monitorizarea continuă a traficului rutier reprezintă o necesitate primordială, în condițiile confruntării de către specialiștii în domeniu a actualelor provocări în vederea modelării fluxurilor de vehicule ca modalitate de creștere a mobilității urbane. Tehnicile de monitorizare prezente în acest moment în țară, vizează doar drumurile naționale și sunt administrate de serviciile din cadrul departamentelor specializate aparținând unităților teritoriale.
Problemele de trafic din mediul urban necesită un set de analize complexe care să includă toți parametrii. Este necesară găsirea unor noi soluții care să răspundă cerințelor populației precum și elaborarea de planuri și programe de gestiune a traficului, nu doar pe termen scurt, ci și pe termen îndelungat. Traficul rutier are nevoie de o gestionare complexă bazată pe tehnologii noi de colectare, organizare și transmitere a informațiilor privind modul în care se desfășoară activitățile rutiere și starea infrastructurii. Pentru optimizarea fluxurilor de trafic și de călători și îmbunătățirea gestionării sistemului, se pot furniza informații integrate în timp real referitoare la situația traficului în zona urbană [11].
2.2 Factori care influențează siguranța circulației
Siguranța traficului rutier reprezintă un indicator prin care se denotă gradul de securitate pe care utilizatorii îl au pe un anume drum. Principalul pericol cu care utilizatorii se pot confrunta este o coliziune în trafic, care poate avea repercusiuni grave asupra vieții celor implicați. Reducerea riscului de a întâmpina astfel de pericole se poate face în primul rând prin construirea de drumuri în conformitate cu cerințele ingineriei de trafic, prin aplicarea metodelor de control de trafic și nu în ultimul rând prin conceperea autovehiculelor rutiere pentru a rezista accidentelor și a oferi un grad ridicat de protecție asupra celor implicați.
În general accidentele se produc printr-o combinație de mai mulți factori, iar împrejurările în care s-au produs sunt dificile de dedus, adică nu se poate afirma cu exactitate că deducțiile sunt complete sau corecte. Factorii care intervin în cadrul sistemului de siguranță rutieră se împart în 4 categorii: vehiculul, drumul, mediul și factorul uman (fig 2.1) [1].
Fig 2.1 Factorii componenți ai sistemului de siguranță rutieră [1].
Influența factorului uman intervine atât în cazul pietonilor cât și al conducătorilor auto, fiind un principal factor în cazul producerii accidentelor . Reacțiile conducătorilor auto sunt diferite de la caz la caz, însă, chiar și în împrejurări identice, același conducători răspunde diferit în funcție de diverși factori cum ar fi: starea de oboseală, stres, atenția, preocuparea etc. Principalii factori care influențează modul de reacție al unui conducător auto sunt :
– viteza de reacție;
– timpul de percepție;
– stresul;
– starea psihică;
– aprecierea distanței;
– anticiparea sau prevenirea;
– experiența.
Această structură a siguranței rutiere poate să rămână stabilă dacă cele 4 vârfuri ale tetraedului siguranței (fig 2.2) se află în continuă colaborare și în strânsă legătură. Accidentul de circulație se produce în momentul în care în una dintre laturi sau vârfuri apare o fisură. Elementele care pot dezechilibra această structură și pot conduce la un accident rutier sunt :
2.3 Sisteme și senzori utilizați pentru determinarea prezenței vehiculelor
Monitorizarea, optimizarea și managementul evoluției fluxurilor de vehicule, necesită tehnici de înregistrare a parametrilor caracteristici traficului rutier. În unele situații avem acces la înregistrări directe de parametrii de trafic, însă sunt situații în care se impune detecția unor mărimi fizice care pot oferi informații doar prin prelucrări matematice ulterioare. Problema înregistrării datelor de trafic apare odată cu necesitatea identificării vehiculului singular, ca entitate cu caracteristici proprii, care îl încadrează unei categorii în funcție de elementele constitutive si particularitățile acestuia.
Un vehicul poate fi definit complet din punct de vedere al prezenței în trafic, dacă sunt înregistrați simultan următorii parametrii (fig 2.3):
momentul trecerii ti prin fața observatorului;
viteza instantanee a autovehiculului vi înregistrată în punctul de observare;
lungimea la sau greutatea Ga necesare identificării categoriei din care face parte autovehiculul.
O problemă pe care o întâlnim în monitorizarea traficului rutier o constituie transmiterea de date în timp real, astfel încât găsirea soluțiilor pentru optimizarea circulației în zonele cu probleme să fie promptă și oportună. În contextul actual privind deficiențele monitorizării și evaluării traficului rutier, tehnicile de detecție sunt parte integrantă a conceptului ITS – Intelligent Transportation System – și reprezintă un concept modern ce înglobează suma tehnologiilor și tehnicilor automate folosite în scopul monitorizării automate a vehiculelor în trafic.
Observarea variației de flux de vehicule pe o perioadă mai lungă de timp necesită utilizarea unor echipamente care să poată colecta date continuu, perioade de timp mai mari de 24 de ore. Acestea din urmă trebuie să fie cât mai discrete, sau insesizabile de către participanții la trafic, pentru a nu atrage atenția acestora, fapt care ar putea duce la modificări ale comportamentului sub efectul suspiciunii de monitorizare din punct de vedere al siguranței traficului.
Din acest punct de vedere, cerințele impuse echipamentelor de monitorizare – contorizare trafic sunt :
Montare și demontare rapidă în punctele de observare;
Eficiență ridicată și nivel de eroare al înregistrărilor cât mai redus;
Autonomie de funcționare;
Capacitate de stocare a informațiilor;
Posibilitatea prelucrării automate a datelor.
Cerințele solicitate echipamentelor de monitorizare din punct de vedere al parametrilor colectați sunt următoarele :
Identificarea prezenței vehiculelor;
Determinarea vitezei vi a fiecărui dintre vehicule;
Identificarea clasei kj din care face parte vehiculul.
Pornind de la parametrii de trafic înregistrați, fapt ce determină capabilitatea aparatului, există o largă varietate de confugurații constructive, ce apelează la tehnici de detecție diversificate. Dacă identificarea prezenței vehiculelor nu ridică probleme deosebite, identificarea clasei din care fac parte reprezintă incă o provocare pentru specialiștii IT în domeniu.
Echipamentele utilizate în prezent pentru monitorizarea traficului sunt alcătuite din entități, care asigură :
Prelevarea datelor de trafic;
Stocarea în memoria proprie a echipamentului – entitatea hardware;
Procesarea primară a datelor pentru stocare și transfer – entitatea software;
Transmiterea de date prin unități mobile de transfer, sau la distanță, prin fibră optică sau wireless .
Din punct de vedere tehnic, tehnicile de detecție sunt împărțite în două mari categorii (fig 2.4) , în funcție de modificările pe care le aduc asupra căii de rulare și anume :
-Detecție neintrusivă – Care nu se afla în contact cu banda de circulație;
-Detecție intrusivă – Care se află în contact cu calea de rulare.
Fig 2.4 Clasificarea echipamentelor de detecție [6]
A. Detecția intrusivă
2.3.1 Detecția prin presiune de contact
Prima grupa pe care o analizăm este grupa detectorilor intrusivi din care face parte și echipamentul destinat determinării prezenței si a vitezei autovehiculelor și anume detecția prin tuburi pneumatice. Principiul măsurării prin presiune de contact (fig 2.5) se bazează pe transmiterea unui impuls de presiune printr-un tub închis etanș, aflat perpendicular pe calea de rulare. Acest impuls apare în momentul trecerii unei greutăți peste tubul pneumatic în care se află un gaz la presiunea p0. La unul dintre capete, impulsul generat de creșterea presiunii, întâlnește un senzor sensibil de presiune (de tip piezoelectric, sau membrană), și se înregistrează un semnal cu caracteristică de timp și valoare de tensiune, care va fi stocat în baza de date.
În zona de acțiune a greutății (roata autovehicului) se va forma o reducere bruscă a volumului, care va face ca presiunea din capetele tubului să crească cu o valoare Δp, dată de relația:
(2.1)
unde : FG – reprezintă forța de apăsare cu care acționează axa autovehiculului;
s – suprafața de contact dintre roată și tub.
Tot cu ajutorul acestui echipament se poate determina viteza de deplasare a unui autovehicul, pentru aceasta fiind necesare cel puțin două tuburi fixate pe carosabil, la o distanță cunoscută impusă de producătorul de echipament. (Fig 2.6)
Pentru o determinare corectă, condițiile necesare montării sunt următoarele :
Tuburile trebuie să formeze un unghi perpendicular pe calea de rulare;
La fixarea pe carosabil se va asigura paralelismului tuburilor;
Unitatea de procesare semnal trebuie să fie amplasată la mijlocul celor două tuburi, pentru ca undele de presiune să nu parcurgă drumuri diferite, astfel rezultând erori de măsurare.
Fiecare axă a autovehiculului este contorizată de către echipament în momentul trecerii, iar viteza se va calcula ca raportul dintre distanța dintre tuburi d și intervalul de timp Δt în care se parcurge distanța d.
(2.2)
Pentru încadrarea in clasa din care face parte vehiculul, se folosește același principiu ca și în cazul identificării vitezei, doar că algoritmul este diferit. Durata de timp în care cele două axe consecutive trec peste un tub de presiune, constituie un interval de timp folosit în calculul lungimii acestuia, și determinând viteza de deplasare conform principiului anterior, se determină ampatamentul vehiculului, iar încadrarea în clase se va face după criteriul lungimii.
Folosirea echipamentului cu tuburi pneumatice pentru determinarea volumelor de trafic (fig 2.7) este des întâlnită, însă cu o ușoară reținere datorată faptului că senzorul de trafic este vizibil participanților la trafic, și astfel conducătorul auto își poate schimba comportamentul, din reflexul de a reduce viteza la întâlnirea unui aparat de înregistrare a vitezei.
În primul caz, volumul de trafic de pe banda A va fi înregistrat de intrările pe canalul I, iar pentru volumul de trafic de pe banda B se va face o diferență între debitul de pe B și debitul de pe A, astfel :
qII = QB – QA (2.3)
Cazul al doilea, în care circulația se desfășoară pe câte o bandă pe fiecare sens de deplasare, reprezintă cea mai utilizată configurație de montaj a tuburilor de detecție și folosește principiul ordinei de activare a senzorilor de presiune amplasați în tuburi folosind programul Unității de Stocare-Prelucrare semnal (U.S.P.), astfel : dacă autovehiculul circulă din direcția A, se va activa senzorul de presiune din tubul I și va fi urmat imediat de senzorul de presiune din tubul II, astfel direcția de deplasare a autovehiculului va fi A-B.
Cu toate ca acest sistem de monitorizare a fost răspândit și la noi în țară înainte de anii 1985 pentru determinarea vitezelor participanților la trafic de către echipajele de poliție, a avut unele dezavantaje dintre care :
echipamentul se expune la deteriorări rapide, datorită traficului greu și în special al frânării bruște ale conducătorilor auto, la trecerea peste tuburi, pentru a reduce viteza de deplasare.
metoda de detecție aduce unele modificări asupra carosabilului, necesitând o serie de lucrări pentru amplasarea și fixarea tuburilor, și pentru asigurarea Unității de Stocare-Prelucrare semnal (U.S.P.)
riscul vandalizării sistemului, acesta fiind nesupraveghiat continuu, iar părțile componente pot fi accesate de oricine.
Tuburile pneumatice sunt recomandate pentru o utilizare în condiții de flux continuu în mediu extraurban. Nu se recomandă utilizarea lor în intersecții și pe segmente de drum urban la care distanța dintre două intersecții succesive este mai mică de 300 metri. Sistemul nu se pretează nici la autostrăzi datorită vitezelor mari de circulație și a fluxurilor mari de vehicule. Cu toate acestea, există o reținere în utilizarea acestui echipament, datorată faptului că induce un comportament diferit asupra conducătorului auto în momentul în care apare în câmpul vizual al acestuia.
2.3.2 Detecția optică
Acest sistem de detecție face parte din grupa senzorilor neintrusivi și este recomandat datorită capacității de răspuns foarte bună, cu un timp de mai puțin de o milisecundă, are o direcție de detecție precisă, nu întâmpină probleme la montare, iar alimentarea este in domeniul 10-30 V curent continuu. Sistemul de detecție optic se împarte în funcție de senzorii utilizați în două categorii :
– Senzori optici;
– Senzori opto-reflexivi.
Diferența dintre cei doi senzori este că senzorul opto-reflexiv (fig 2.9) conține atât emițătorul cât și receptorul în aceeași carcasă, el având nevoie de o placa reflectorizantă pentru reflectarea fascilulului trimis, în timp ce senzorul optic are nevoie de un emițător și un receptor separați. Senzorul opto-reflexiv permite detectarea obiectelor pe o distanță mai mare, alimentarea fiind necesară doar la capătul echipamentului la care se află senzorul. Ca principiu de funcționare, un fascicul optic se trimite de către emițător la plăcuța reflectorizantă. În cazul în care un obiect este sesizat în cadrul de acțiune al razei de lumină, plăcuța nu va mai reflecta către receptor fasciculul emis. Placa reflectorizantă împiedică reducerea intensității luminoase a fasciculului incident astfel că receptorul va putea prelua un semnal în tensiune destul de apropiat ca valoare comparativ cu cel emis.
Un factor de influență este unghiul sub care lumina emisă întâlnește placa reflectorizantă. În cazul unghiurilor ce depășesc valorile de 90ș cu ± 10ș există o posibilitate de a se ajunge la modificări majore ale valorii de tensiune receptate.
Un alt factor diminueaza aria de utilizare a acestui tip de senzori și anume condițiile meteorologice. În condiții de ceață, senzorii au o eficiență redusă, iar semnalul receptat poate suferi modificări de tensiune.
În general, acest tip de detecție se folosește pentru determinarea prezenței unor vehicule în zone securizate, la intrarea și ieșirea din parcări amenajate, pentru permiterea accesului pe drumuri private sau montate în consolă pe autostrăzi deasupra benzilor de circulație.
2.3.3 Detecția prin inducție electromagnetică
Acest tip de sistem a fost folosit încă din anii 1960, detectoarele de atunci fiind bazate pe o tehnologie analogică, iar de-a lungul anilor a suferit modificări majore și astfel ultima generație de detectori poate funcționa un timp îndelungat fără a avea nevoie de intervenții pentru recalibrare manuală, facându-l cel mai fiabil sistem de detecție existent în prezent. Principiul detecției propriu-zise (fig 2.10) se bazează pe fenomenul fizic de scădere a inductanței unei bobine când în apropierea ei apare un corp metalic. Unitatea electronică transmite un curent cu o frecvență între 10kHz – 220 kHz, în bucla electromagnetică. La momentul trecerii unei mase de metal are loc o inducție de curent prin care se scade inductanța electromagnetică. Acest fenoment este sesizat prin scăderea frecvenței curentului din circuit, moment în care controlerul primește un semnal.
Dintre avantajele pe care le prezintă acest sistem întâlnim :
Stabilitatea funcționării indiferent de condițiile atmosferice variate;
Înregistrarea vehiculelor cu un grad de acuratețe ridicat;
Capabilitatea de a acoperi cerințele operatorilor de trafic;
Grad ridicat de standardizare a echipamentelor.
Printre dezavantaje se află următoarele :
Tehnica invazivă de montare sau reparare a buclelor inductive, prin care se necesită lucrări pe partea carosabilă care duc la blocarea unei benzi de circulație
Montarea în zonele în care carosabilul se prezintă într-un stadiu avansat de uzură poate influența funcționarea corectă a detectorului inductiv
Lucrările de mentenanță ale părții carosabile pot deteriora sau afecta bucla inductivă.
Una din problemele care nu trebuie evitate reprezintă protejarea circuitului electric inductiv, în acest caz materiale speciale sunt utilizate, care au în compoziție compuși cu proprietăți mecanice și termice ridicate. Semnalul de inducție este generat de unitatea electronică cu o frecvență stabilită, operând pe nivele de frecvență rezonante printr-un oscilator.
Frecvența oscilatorului este determinată de relația :
f0 = (2.4)
unde : LD reprezintă inductanța buclei;
CD reprezintă capacitatea echipamentului la intrarea în unitatea electronică de comandă
O facilitate importantă pentru care aceste sisteme sunt promovate și agreate de utilizatori o reprezintă clasificarea vehiculelor, care vine însă cu o eroare continuă sistematică, deoarece această informație este rezultatul procesării prin intermediul software-ului a informației primite de unitatea electronică de comandă. Principiul algoritmului de detecție constă în compararea amprentei vehiculului identificat cu etaloanele existente în baza de date. Cele două elemente după care se idendifică amprenta sunt :
Numarul de axe ale autovehiculului;
Poziția relativă a axelor față de sol.
Modul de operare al echipamentului de detecție se poate selecta din unitatea electronică de control, majoritatea unităților având abilitatea de a dezvolta două moduri de operare :
Detecția prezenței;
Modul puls.
Modul de lucru utilizat pentru identificarea vehiculului folosind detecția prezenței în câmpul de inducție folosește generarea unui semnal coninuu constant cât timp autovehiculul se află în câmpul de detecție. Acest mod se folosește la buclele de detecție de dimensiuni mari, care asigură o identificare completă a vehiculului.
Pentru modul de operare puls, este necesară emiterea unui semnal cu durată de 100 – 150 ms în momentul trecerii vehiculului prin zona de detecție. Acest mod oferă un timp de răspuns scurt, prin care se asigură identificarea vehiculelor cu viteze de circulație ridicate de peste 100 km/h.
Sistemul de detecție cu bucle inductive sunt recomandate datorită fiabilității detecției însă întreținerea echipamentelor solicită o mentenanță pe termen lung, precum și posibile intervenții în locul montării, ceea ce ar duce la perturbarea traficului pe acel segment de drum. Posibilele erori care pot apărea se rezumă la atribuirea în clase și modificarea inductivității sistemului buclă datorită uzurii în timpa elementelor de protecție cablu sau a buclei inductive. Pentru aceste cazuri intervenția pentru recalibrarea echipamentului este necesară pentru a menține sistemul în parametrii stabiliți.
2.3.4 Detecția prin intermediul câmpului magnetic
Detecția magnetică reprezintă o tehnică pasivă de determinare a prezenței unui vehicul pe partea carosabilă. Principiul pe care îl folosește această detecție constă în sesizarea modificărilor ce apar în structura câmpului magnetic al pământului în prezența obiectelor feroase. În acest fel, autovehiculele vor fi marcate prin amprente specifice în funcție de intensitatea câmpului perturbator, de lungimea și gradul de perturbare al câmpului magnetic. Materialele feroase din componența unui vehicul determină o concentrare a densității liniilor de flux (fig 2.11).
Acest tip de detecție utilizează magnetometrele ca senzori pentru identificarea variațiilor de câmp, după una, două sau trei axe. Ca elemente ce intră în componența echipamentului avem:
– senzori poziționați în carosabil;
– cablaje pentru conexiunea cu unitatea de comandă;
– unitate electronică de comandă și control semnal;
– generator de semnal;
– divizor de frecvențe.
După cum se observă în figura 2.11 , în jurul autovehiculului are loc o scădere a densității fluxului magnetic, datorată concentrării liniilor de câmp în zona materialelor feroase, intervenind atracția magnetică, iar densitatea liniilor de câmp crește substanțial.
În prezent sunt utilizați senzori de tip magnetometru monoaxial (detecteaza campul electric/magnetic polarizat liniar pe o anumita directie) sau biaxial, care asigură identificarea cu precizie a gradului de ocupare al drumului, precum și a vitezei de trafic. Senzitivitatea ridicată a acestui sitem îi oferă avantajul de a permite determinarea cu suficientă precizie a vehiculelor pe două roți, inclusiv a bicicletelor.[20]
Problema ce o poate întâmpina acest sistem se rezumă la setarea câmpului de detecție la prima instalare. Având o directivitate destul de precisă, problema apare la selectarea razei de câmp în care senzorul este sensibil. Pentru valori prea mici ale câmpului de detecție există riscul ca vehiculele înalte să nu poată fi detectate sau invers, când vehiculele cu garda redusă la sol să fie detectate după numărul de axe ce trec deasupra zonei de acțiune a senzorului. De asemenea, senzorul poate fi montat și la nivelul carosabilului, însă în acest caz este nevoie de o protecție asupra lui, deoarece este expus la deteriorarea mecanică prin trecerea roților vehiculelor peste acesta.
B. Detecția neintrusivă
2.3.5 Detecția video
La ora actuală, detecția video reprezintă o tehnică de monitorizare cu resurse generoase, ce încep să fie descoperite și exploatate la adevăratul lor potențial. Camerele video au fost introduse ca instrumente de supraveghere a arterelor de trafic. Ele transmit imagini ale sistemelor de televiziune unui operator care urmează să le interpreteze. Noile tehnici folosesc sistemul de procesare video (VIP – Video Image Processor systems) pentru analiza automată a cadrelor de interes, de unde extrag informații necesare supravegherii și controlului traficului. Prin procesare de imagine putem înțelege analiza cadru cu cadru a conținutului materialelor, identificarea particularităților date de variația numărului de pixeli din fiecare cadru, corelat cu un sistem de coordonate de poziționare și reconstrucția virtuală a entităților ce suferă modificări de poziționare în cadre succesive.
Cu ajutorul acestui sistem există posibilitatea de a clasifica vehiculele și de a identifica prezența lor, precum și volumul și viteza fiecărui participant în funcție de banda pe care se face observarea. De asemenea se pot identifica o multitudine de aspecte relevante pentru conduita participanților la trafic cum ar fi : staționarea în zone nepermise, trecerea pe culoarea roșie a semaforului, depășirea liniei duble continue.
Sistemul de monitorizare video se compune din (fig 2.12) :
Cameră video de mare viteză;
Unitate PC, conectată la un monitor sau grup de monitoare;
Sistem de comunicare la distanță prin fibră optică sau wireless;
Modul integrat de semnal video, pentru prelucrarea primară de semnal;
Unitate stabilizată de tensiune pentru alimentarea modulului rack și a camerei video.
Procesarea semnalului folosește la bază analiza comparată a cadrelor transmise modulului de analiză a semnalului, fiind evidențiate modificările apărute în cadrele succesive.. S-au dezvoltat trei clase de echipamente destinate detecției video :
Clasa sistemelor de detecție în zone marcare – prin care se definește un număr de patrulatere de detecție, iar în momentul trecerii unui vehicul are loc o modificare a pixelilor din acel cadru
Definirea coordonatelor într-un poligon marcat ( extensie a modelului anterior)
Asocierea de atribute coordonatelor de mișcare din câmpul de detecție al camerei video. [6]
Principiul folosit de sistemul detecției video numit template matching (principiul potrivirii șabloanelor) constă în identificarea părților din imagine care au o potrivire cu imaginea cadrului de referință (fig 2.13). Astfel, este comparată intensitatea pixelilor dintre imaginea de evaluat și imaginea de referință.
Informațiile pe care le colectează acest sistem sunt de forma: volume de trafic; viteze de deplasare; clasificarea vehiculelor; timpi de deplasare; identificarea plăcuțelor de înmatriculare. În principiu, sistemele de supraveghere video au o precizie mai bună decât alte sisteme, însă principalul lor dezavantaj îl reprezintă funcționalitatea în condiții de vizibilitate redusă.
2.3.5 Detecția RADAR
Termenul RADAR provine de la ,,Radio Detection and Ranging” adică detectarea prin radio și determinarea distanței și reprezintă o instalație care radiază microunde electromagnetice și determină existența și distanța anumitor obiecte în funcție de relfexia microundelor la atingerea acelor obiecte. Instalația se compune dintr-un emițător, un receptor și un sistem de antene cu directivitate pronunțată. Principiile radarului (fig 2.14) au fost enunțate de Nikola Tesla la sfârșitul secolului XIX însă britanicii au avut primele implementări fizice în perioada interbelică. Aceste aparate erau inițial destinate pentru navigația marină, însă ele s-au dovedit eficiente în timpul celui de-al Doilea Război Mondial pentru detectarea bombardierelor inamice.
Tehnologiile RADAR utilizate în prezent în ingineria traficului cuprind următoarele categorii:
-radar cu microunde;
-radar cu ultrasunete;
-radar în infraroșu;
-radar cu procesare video.
Radarele utilizate în prezent folosesc efectul Doppler, efect care se rezumă la teoria demonstrată prin care frecvența sunetului este mai înaltă când se apropie de auditor și mai joasă atunci când se îndepărtează. Pe scurt, efectul Doppler susține că percepția unei unde acustice este proporțională cu viteza relativă dintre emițător și receptor. Matematic, definiția acesta se exprimă printr-o relație de forma:
(2.5)
unde λ reprezintă lungimea de undă;
reprezintă diferența dintre lungimea de undă reală și cea aparentă;
c este viteza sunetului;
v este viteza de propagare a undei.
Viteza de propagare v a undei, are următoarele caracteristici: lungimea de undă λ și frecvența f și are relația de calcul :
(2.6)
Caracteristica de poziție w a undei la momentul t, este :
(2.7)
Prin urmare efectul Doppler constă în variația frecvenței unei unde electromagnetice sau elastice emise de o sursă de oscilații, daca aceasta se află în mișcare față de receptor. Efectul Doppler este aplicat în egală măsură atât pentru generarea semnalului de detecție acustic,pentru domeniul ultrasonic, cât și optic, pentru domeniul RADAR-ului laser. Pentru undele radio, care sunt propagate cu viteza luminii, relația dintre frecvența emisă și cea receptată este dată de formula :
(2.8)
Frecvența receptată de radar va avea relația:
(2.9)
unde: f- frecvența transmisă;
c- viteza luminii în vid (3108 m/s);
v- viteza relativă a transmițătorului față de receptor, în m/s;
λ- lungimea de undă.
Frecvența măsurată crește în momentul în care obiectul țintă se aproprie de receptor și scade când ținta se depărtează de receptor.
Variația de frecvență (Fig 2.15) este dată de relația:
(2.10)
unde: – deviația de frecvență, Hz;
fr – frecvența reflectată de țintă, Hz;
f0 – frecvența emisă spre țintă, Hz;
c- viteza luminii în vid, m/s;
v – viteza țintei, m/s;
– unghiul format între direcția undei emise și direcția de deplasare a țintei.
În cazul particular în care ținta se deplasează perpendicular pe direcția undei emise, atunci valoarea lui φ va fi egală cu 90ș, iar viteza nu va putea fi măsurată din cauza faptului că nu există deviație în frecvență prin efect Doppler. În cazul opus în care ținta se deplasează paralel cu direcția undei emise, φ va avea valoarea de 0ș, iar deviația de frecvență prin efect Doppler este maximă. În acest caz formula (2.10) devine:
(2.11)
Parametrii de trafic care se pot înregistra cu ajutorul acestor echipamente sunt:
Viteza de deplasare;
Categoria din care face parte vehiculul;
Momentul trecerii prin câmpul de detecție.
Parametrii macroscopici ce pot fi determinați după prelucrarea datelor obținute sunt de tipul:
Fluxul de vehicule cu detaliere pe intervale de timp;
Câmpul de viteze în intervale caracteristice;
Componența fluxurilor rutiere dată fiind identificarea diferitelor categorii de vehicule participante la trafic.
Instalarea și operarea cu acest tip de echipament necesită cunoștințe atât în domeniul tehnicii de detecție radar cât și a entității software dezvoltată în programul Excel. Acoperirea unui număr mare de cerințe ale operatorilor de trafic face ca acest echipamant să fie foarte util și de neevitat în monitorizările de trafic.
3. PREZENTAREA SISTEMULUI ARDUINO
3.1 Noțiuni generale
Arduino este o companie open-source care produce atât plăcuțe de dezvoltare bazate pe microcontrollere, cât și partea de software destinată funcționării și programării acestora. Aceste plăci pun la dispoziția utilizatorului pini Input/Output, digitali și analogici, care pot fi interfațați cu o gamă largă de plăcuțe numite scuturi (shield-uri) sau cu alte circuite. Plăcile au interfețe de comunicații seriale, inclusiv USB pe unele modele, pentru a încărca programe dintr-un PC. Pentru programarea microcontrollerelor, Arduino vine cu un mediu de dezvoltare integrat (IDE-Integrated Development Environment) care include suport pentru limbaje de programare ca C și C++.
Arduino este una dintre platformele cu microcontroller care prezintă cea mai mare ușurință în utilizare. Are puterea de calcul a unui computer obișnuit de la începutul anilor 2000, fiind capabil să culeagă informații din mediul înconjurător și să reacționeze la acestea. În jurul lui Arduino există un ecosistem bine dezvoltat de dispozitive. Pentru orice fel de conexiuni cu alte sisteme, sau pentru diferite informații preluate din mediu, există posibilitatea ca un dispozitiv pentru Arduino să ofere soluțiile căutate. Astfel, pentru preluarea de informații din mediu, enumerăm câteva exemple: senzori ce determină nivelul de alcool din aerul expirat, senzor de incendiu, monoxid de carbon, gaz GPL, accelerații ale dispozitivelor în mișcare, forța de apăsare, gradul de rotire, curentul consumat de diverse dispozitive, prezență, sunet, temperatură, presiune atmosferică, umiditate ș.a. Pentru conectarea cu alte sisteme, se folosesc plăcile de rețea Ethernet pentru Arduino, care au capabilitatea de a comunica informații prin Internet, dispozitive cu conexiune radio, plăci de rețea WI-FI, dispozitive GSM și conectori Bluetooth pentru conectarea la la laptop sau telefon mobil. Pentru afișarea informațiilor preluate, se pot folosi ecrane LCD pentru Arduino, de la cele mai simple (afișează un text cu până la 16 caractere) până la cele cu ecran LCD grafice.
Primul Arduino lansat în 2005, a avut ca țintă asigurarea unei soluții ieftine și simple pentru începători și profesioniști spre a crea dispozitive capabile să interacționeze cu mediul, folosind senzori și sisteme de acționare. Cele mai comune exemple sunt dispozitivele pentru utilizatorii începători precum: roboții simpli, termostatele și/sau detectoarele de mișcare.
Plăcuțele Arduino sunt disponibile comercial sub formă preasamblată sau sub forma unor kituri de asamblat acasă . Specificațiile schemelor sunt disponibile pentru orice utilizator, permițând oricui să fabrice plăcuțe Arduino. Plăcile de dezvoltare Arduino seamănă foarte mult între ele, iar din elementele comune am putea enumera: intrările/ieșirile digitale, intrările analogice și microcontrollerul.
O plăcuță Arduino (fig 3.1) este compusă dintr-un microcontroller Atmel AVR de 8-, 16- sau 32-biți cu componente complementare care facilitează programarea și încorporarea în alte circuite. Un aspect important la Arduino este că acesta dispune de conectori standard, care permit utilizatorului să conecteze plăcuța cu procesorul la diferite module interschimbabile numite shield-uri. Unele shield-uri comunică cu Arduino direct prin pinii digitali sau analogici, dar altele sunt adresabile individual prin magistrala serială I²C permițând utilizarea mai multor module în paralel.
Până în anul 2015 plăcuțele Arduino oficiale au folosit cipuri Atmel din seria megaAVR, în special ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 și ATmega2560, iar în 2015 au fost adăugate cipuri de la alți producători. O multitudine de alte procesoare au fost folosite de dispozitive compatibile Arduino. Multe plăcuțe includ un regulator liniar de 5 V și un oscilator cu cuarț de 16 MHz (sau un rezonator ceramic în unele variante), deși anumite plăcuțe, cum ar fi LilyPad, funcționează la 8 MHz și nu necesită regulator, datorită restricțiilor de formă. Un microcontroler instalat pe Arduino vine preprogramat cu un bootloader care simplifică încărcarea programelor pe memoria flash a cipului, în comparație cu alte dispozitive care necesită programatoare externe. Acest aspect face Arduino o soluție simplă, permițând programarea de pe orice computer ordinar. În prezent, bootloader-ul optiboot este bootloader-ul implicit instalat pe Arduino UNO.
La nivel conceptual, când se folosește mediul de dezvoltare integrat Arduino, programarea tuturor plăcuțelor se face prin conexiune serială. Implementarea acesteia diferă în funcție de versiunea hardware. Unele plăcuțe Arduino au implementate convertoare de nivel logic pentru a realiza conversia între nivelele logice RS-232 și cele TTL. Plăcuțele Arduino din prezent sunt programate prin USB, având integrate cipuri de conversie USB-serial, cum ar fi FTDI FT232. Unele modele UNO, mai noi, folosesc un cip AVR separat programat să funcționeze ca un convertor USB-serial, care poate fi reprogramat printr-un port ICSP dedicat. Alte variante, cum ar fi Arduino Mini și versiunea neoficială Boarduino, folosesc adaptoare detașabile USB-serial, cabluri, Bluetooth sau alte metode. Plăcuța Arduino are expuși mulți dintre pinii de intrare/ieșire ai microcontrollerului, pentru ca aceștia să fie folosiți de alte circuite. Diecimila, Duemilanove și UNO oferă 14 pini digitali de intrare/ieșire, dintre care 6 pot produce semnale PWM și 6 intrări analogice care, de asemenea, pot fi folosite ca intrări/ieșiri digitale. Acești pini sunt accesibili prin partea superioară a plăcuței, prin intermediul unor barete mamă cu pasul între pini de 2,54 mm. Un proiect bazat pe platforma Arduino este format din mai multe module conectate între ele. Modulele pot fi categorisite în funcție de diverse criterii însă aici vor fi structurate după funcție [21].
3.2 Programul Arduino IDE (Integrated Development Environment)
Mediul de dezvoltare integrat Arduino – sau Arduino Software (IDE) – conține un editor de text pentru scrierea de coduri, o zonă de mesaje, o consolă de text, o bară de instrumente cu butoane pentru funcții comune și o serie de meniuri. Se conectează la hardware-ul Arduino și Genuino pentru a încărca programe și a comunica cu ele. Programele scrise folosind software-ul Arduino (IDE) se numesc schițe. Aceste schițe sunt scrise în editorul de text și sunt salvate cu extensia .ino. Editorul are caracteristici pentru tăiere/lipire și pentru căutarea/înlocuirea textului. Zona mesajului oferă feedback în timp ce salvează și exportează și, de asemenea, afișează erori. Consola afișează textul de ieșire de către Software-ul Arduino (IDE), inclusiv mesaje de eroare complete și alte informații. Colțul din dreapta jos al ferestrei afișează placa și portul serial configurat. Butoanele barei de instrumente vă permit să verificați și să încărcați programe, să creați, să deschideți și să salvați schițe și să deschideți monitorul serial.
Pentru programarea plăcuței Arduino, este necesară rularea programului IDE din mediul de dezvoltare. Arduino se conectează la computer prin intermediul unui port serial. Orice program Arduino are două secțiuni: ,,setup” și ,,loop” (Fig 3.2). Secțiunea ,,setup” este rulată o singură dată atunci când placa are alimentare, iar secțiunea ,, loop” este rulată în ciclu, cât timp placa este alimentată. În rutina ,,setup” se pune, de obicei, codul de inițializare, în timp ce în rutina ,,loop” se scrie partea principală a programului care urmează să fie rulat.
Comenzile suplimentare se găsesc în cele cinci meniuri: File (Fișier), Edit (Editare), Sketch (Schiță), Tools (Instrumente), Help (Ajutor). Când se încarcă o schiță, se utilizează bootloader-ul Arduino, care este un mic program încărcat pe microcontrollerul de pe placă. Acesta permite încărcarea codului fără a utiliza un hardware suplimentar. Bootloader-ul este activ pentru câteva secunde când placa este resetată, apoi începe rularea oricărei schiței care a fost încărcată cel mai recent în microcontroller. Bootloader-ul va clipi LED-ul de la bord (pinul 13) atunci când acesta pornește, iar placa se resetează.
Breadboard-ul (Fig 3.3) este un dispozitiv care se folosește pentru conectarea simplă a componentelor electronice, fără lipituri. Pentru conectarea dispozitivelor se folosesc fire cu pini la ambele capete, numite și fire tată-tată, care se introduc în găurile din breadboard. Găurile existente sunt conectate între ele, de obicei pe linie, astfel încât firele introduse pe aceeași linie vor fi conectate între ele.
Astfel, daca discutăm despre preluarea de informații din mediu referitori la partea de trafic, în continuare sunt câteva exemple de senzori pe care i-am folosit la partea practică: senzori de mișcare tip radar (doppler), senzor magnetic (Hall), senzor de întrerupere infraroșu, modul senzor lumină-intensitate luminoasă, modulul PIR –senzor de prezență, modul senzor ultrasonic – detector distanță și modul senzor infraroșu.
Tipuri de module.
Modulele pot fi categorisite în funcție de diverse criterii însă aici vor fi structurate după funcție.
Platforma de dezvoltare — aceasta este placa electronică ce conține microcontroller-ul programabil. Dat fiindcă platforma Arduino este open source, sunt disponibile atât platforme Arduino originale, cât și clone compatibile. Există mai multe modele de astfel de platforme, modele care diferă atât în ceea ce privește capabilitățile cât și în ceea ce privește dimensiunile fizice. Totuși limbajul de programare, mediul de dezvoltare și interconectarea diverselor module sunt identice, indiferent de modelul specific al platformei.
Module de intrare — numite și senzori, acestea sunt module care se conectează la platforma Arduino pentru a trimite date către aceasta (de exemplu butoane, senzori de temperatură, senzori de distanță, potențiometre ș.a.)
Module de ieșire — acestea sunt module care se conectează la platforma Arduino pentru a permite acesteia să transmită informații către lumea exterioară. Acestea pot fi relee, afișaje, difuzoare ș.a.
Module de date — modulele de date permit platformei Arduino să comunice direct cu alte dispozitive digitale (inclusiv cu alte module Arduino). Modulele de date pot fi module Ethernet, care permit comunicarea prin Internet sau printr-o rețea locală, module radio, care pot comunica cu computere sau alte platforme Arduino, module USB, module GSM .
Accesorii — acestea nu sunt în general considerate module Arduino, însă sunt o parte uzuală a proiectelor de acest gen. Există o multitudine de accesorii, de la soluții de alimentare cu curent electric până la cele mai diverse accesorii.
Conectarea modulelor.
În general, un proiect bazat pe platforma Arduino este format dintr-o platformă Arduino și mai multe module conectate la aceasta. Conectorul USB este necesar pentru programarea inițială a microcontrollerului. Prin intermediul acestuia, platforma se conectează la un computer pe care se scrie, se compilează și se încarcă programul dorit.
Conectorii de pe platformele de dezvoltare Arduino sunt conectori mamă; deși puțin impropriu în aceste circumstanțe, vom numi fiecare conector individual,un pin. Pinii de pe placa de dezvoltare au următoarele funcții, conform etichetelor tipărite pe placă:
GND — ground, masa, polul negativ al circuitului, tensiune 0 volți;
5V — pin care prezintă o tensiune de 5 volți față de GND, indiferent de tensiunea de alimentare;
N.B. — în funcție de modelul platformei de dezvoltare, tensiunea de lucru poate fi 5V sau 3,3V; pentru plăcile care funcționează la 3,3V, toate mențiunile explicite despre tensiunea de 5V din acest articol se vor citi 3,3V;
VCC — tensiunea de intrare. Platforma Arduino se alimentează fie prin conectorul USB, fie prin mufa de alimentare; acest pin prezintă tensiunea de alimentare neschimbată, indiferent că este 3,3V, 5V, 9V, 12V sau oricare alta.
Digital 0, Digital 1, …, Digital N — pini de intrare/ieșire digitală. Pinii digitali au doar două stări: 1 sau 0 (logic), HIGH sau LOW (notația în cod), 5V sau 0V (tensiunea propriu-zisă). Numărul concret de pini disponibili depinde de modelul specific al platformei de dezvoltare; în general, numărul lor este de 14 sau 54;
Analog 0, Analog 1, …, Analog N — pini exclusiv de intrare analogică. Aceștia pot citi valori discrete între 0 și 1023, corespunzătoare în mod proporțional tensiunii de intrare (între 0 și 5V). Din nou, numărul de pini diferă de la placă la placă; în general numărul lor este de 6 sau 16 [21] [23].
4.EFECTUAREA MINI STANDULUI
4.1 Senzori utilizați în cadrul proiectului
Pentru efectuarea ministandului și pentru observarea și analizarea comportamentului senzorilor în funcție de reacțiile la stimulii externi, am avut nevoie de placa Arduino (6) și de breadboard-ul (5) pe care am conectat, prin cabluri, senzorii utilizați în acest proiect și anume: senzor ultrasonic (1), senzor infraroșu (3), de întrerupere infraroșu (2), și senzorul magnetic (4) pe care i-am analizat separat pentru a observa posibilitățile de utilizare în cadrul unei măsurători de trafic, precum și pentru a observa similitudinile dintre acești senzori și cei utilizați la o scară mai mare în ingineria traficului.
4.1.1 Modul senzor ultrasonic – detector de distanță
Senzorul ultrasonic (Fig 4.2) este un dispozitiv de măsurare a distanței cu o lungime de detecție de la 3 până la 400 cm. Modelul HC-SR04 are în componență transmitorul și receptorul și foloseste princpiul SONAR (Sound Navigation and Raging), principiu folosit de asemea de către senzorii ultrasonici din ingineria traficului (Fig 4.3). Față de senzorii optici sau opto-reflexivi prezintă avantajul de a nu fi afectați de razele soarelui sau de materiale negre, închise la culoare.
Caracteristici tehnice :
Tesiune de alimentare : + 5V DC;
Curent de lucru : 15 mA;
Frecvența de lucru : 40 Hz;
Semnal ieșire : 0-5 V;
Unghiul maxim : 15 ș;
Distanța detectată : 3-400 cm;
Acuratețe : 0.3 cm;
Semnal echo : Output TTL PWL;
Dimensiuni : 45*20*15 mm.
Codul de programare folosit pentru senzorul ultrasonic din cadrul proiectului conține informațiile necesare detectării și încadrării pe o bandă de circulație a vehiculelor . Această încadrare se face în funcție de distanța la care se găsește vehiculul în momentul detectării, astfel, dacă obiectul este detectat la o distanță mai mică de 5 cm, el va fi încadrat pe banda 1; dacă distanța este mai mare de 10 cm, el se va situa pe banda 3.
Codul de programare Arduino :
#define echoPin 7 // Echo Pin
#define trigPin 8 // Trigger Pin
#define LEDPin 13
//int maximumRange = 200; // Lungimea maximă necesară
//int minimumRange = 0; // Lungimea minimă necesară
long duration, distance; // Durata necesară pentru calcularea distanței
void setup() {
Serial.begin (9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(LEDPin, OUTPUT); // Folosește indicatorul LED
}
void loop() {
/* Următorul ciclu trigPin/echoPin este folosit pentru a determina distanța până la cel mai apropiat obiect prin transmiterea undelor ultrasonice */
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
// Calculează distanța(în cm) pe baza vitezei sunetului.
distance = duration/58.2;
if (distance <= 5){ // Dacă distanța până la obiectul determinat este mai mică de 5 cm
/* afisare numarul benzii */
Serial.println("Banda1");
Serial.println(distance);
Serial.println(" ");
}
else if (distance > 5, distance <= 10) { // Dacă distanța până la obiectul determinat este în intervalul 5-10 cm
Serial.println("Banda2");
Serial.println(distance);
Serial.println(" ");
}
else { // Dacă distanța până la obiectul determinat este mai mare de 10 cm
Serial.println("Banda3");
Serial.println(distance);
Serial.println(" ");
}
delay(1000);
}
Afișarea rezultatelor în monitorul programului Arduino ne arată felul în care distanța măsurată până la obiectul detectat contribuie la încadrarea pe banda de circulație aferentă. În acest caz am implementat ca lățimea unei benzi să fie de 5 cm, iar vehiculul detectat în primul interval (0-5 cm) este încadrat pe banda 1.
4.1.2 Modul senzor infraroșu
Acest senzor are ca principiu de funcționare reflexia radiației IR de către un obstacol. Transmiterea radiației IR este realizată prin intermediul unui LED, iar recepționarea se face de către un fototranzistor (Fig 4.5).
Caracteristici tehnice :
Tensiune de alimentare: 3V-5V;
Unghi de observare obiect: 35 ș;
Distanță sesizare obiect: 2cm-35cm;
Output digital;
Tensiune de referință reglabilă.
Codul de programare Arduino:
const int ProxSensor=10;
int i=0;
void setup() {
Serial.begin (9600);
// initializează pinul digital ca output.
// Pinul 13folosit pentru LED pe majoritatea plăcilor Arduino:
pinMode(13, OUTPUT);
//Pinul 10 este conectat la ieșirea senzorului de proximitate
pinMode(ProxSensor,INPUT);
}
void loop() {
if(digitalRead(ProxSensor)==HIGH) // Verifică semnalul senzorului
{
digitalWrite(13, HIGH); // pornește LED-ul
Serial.println("Absenta");
}
else
{
digitalWrite(13, LOW); // oprește LED-ul
i++;
Serial.print("Vehicule detectate = ");
Serial.println(i);
}
delay(1000);
// wait for a second
În cazul acestui senzor, programul afișează prezența în câmpul de detecție a unui vehicul, și poate fi folosit ca un contor automat în cazul sondajelor de trafic, deoarece implementează cu o unitate fiecare sesizare a prezenței, iar cât timp senzorul nu are niciun obstacol în câmpul său va afișa mesajul ,, Absență”.
Acuratețea detecției de poziție pe care o oferă senzorul infraroșu, face ca utilizarea lor să aibă succes în domeniul traficului rutier. Resursele oferite de acest echipament vizează următorii parametri :
-Localizarea în timp a prezenței vehiculului în trafic.
-Clasificarea participanților la trafic în funcție de lungimea totală a vehiculului.
Dintre limitările pe care le poate întâmpina acest sistem putem adăuga modul de reflectare a semnalului transmis la întâlnirea suprafețelor transparente (sticlă), acestea intervenind asupra eficienței detecției.
4.1.3 Senzor de întrerupere semnal infraroșu
Folosind principiul senzorului anterior, acest echipament este format dintr-un senzor fotoelectric în formă de U (Fig 4.7), cu două componente: LED-ul ce emite infraroșu și fototranzistorul. Distanța dintre cele două brațe este de 9,5 mm, însă se poate utiliza la o scara mult mai mare, folosind același principiu. Sensorial este util pentru a detecta dacă un obiect se află la un moment dat între cele două brațe, iar în acel moment transferul de radiație IR este întrerupt. Un alt mod de folosire al acestui senzor este pentru a calcula numărul de rotații pe minut ale unui motor, având nevoie de o roată pentru encoder.
Caracteristici tehnice :
Tensiune de alimentare: 3V-5V;
Cădere de tensiune LED: 50 mA;
Tensiune colector – emitor fototranzistor: 30V;
Curent fototranzistor : 20 mA.
Codul de programare Arduino:
unsigned int counter=0;
int encoder_pin = 2;
int i=0;
//void docount() // numără de la viteza senzorului
//{
// counter++; // adaugă +1 la valoarea numărătorului
//}
void setup(){
Serial.begin(9600);
pinMode(encoder_pin, INPUT);
// attachInterrupt(0, docount, RISING); // adaugă valoare numărătorului cand pin-ul senzorului detectează un obiect
}
void loop(){
if(digitalRead(encoder_pin)==HIGH)
{
i= i+1;
Serial.print("Nr detectii = ");
Serial.println(i);
}
else
{
Serial.print("Nr detectii = ");
Serial.println(i);
}
delay(1000);
}
După conectarea acestui echipament la programul Arduino, am reușit să determinăm numărul de obiecte detectate între cele două brațe și să le numerotăm incrementând cu o unitate fiecare sesizare.
4.1.4 Senzor magnetic (Hall)
Senzorul Hall brick (Fig 4.9) este un senzor digital care detectează apropierea unui magnet. În funcție de cât de puternic este magnetul, reacționează la o distanță între câțiva mm și câțiva cm. Acest senzor magnetic funcționează pe principiul efectului Hall care afirmă că ori de câte ori un câmp magnetic este aplicat într-o direcție perpendiculară pe fluxul de curent electric într-un conductor, este indusă o diferență de potențial. Această tensiune poate fi utilizată pentru a detecta dacă senzorul se află în apropierea unui magnet sau nu. Arduino poate detecta această schimbare de tensiune prin pinul său de întrerupere și poate determina dacă magnetul este aproape de senzor sau nu.
Există multe tipuri de senzori cu efect Hall și unele tipuri sunt mai bune pentru anumite aplicații. Pentru aplicații în care viteza de detectare nu este crucială, pot fi utilizați senzori obișnuiți cu Hall Effect precum 44E. Cu toate acestea, pentru aplicațiile care implică detectarea de mare viteză, cum ar fi în cazul vitezometrelor, ar trebui utilizați senzori magnetici Hall de înaltă frecvență precum US5881 sau US1881.
Interfața senzorului Hall Effect cu Arduino este foarte simplă. VCC-ul senzorului este conectat la pinul de alimentare 5V al lui Arduino. GND a senzorului este conectat la pinul GND de pe Arduino. Pinul Vout sau Signal al senzorului Hall Effect este conectat la pinul de întrerupere al lui Arduino (pinul digital 2). Mai mult, un rezistor de 10 K este conectat între pinii VCC și Vout ai senzorului magnetic Hall . Aceasta se face pentru a scoate ieșirea senzorului magnetic la 5V.
Cod de programare Arduino:
int Led = 13 ; // Se definește LED-ul
int SENSOR = 3; // Se definește senzorul magnetic HALL
int input = 4;
int val=0; // se definește variabila numerică
int i=0;
void setup ()
{
Serial.begin(9600);
pinMode (Led, OUTPUT) ; // definește LED-ul ca output interface
pinMode (input, INPUT) ;
pinMode (SENSOR, INPUT) ; // definește linia senzorului magnetic Hall ca input
}
void loop ()
{
val = digitalRead (SENSOR) ; // citește linia senzorului
if (val == LOW) // Când senzorul Hall detectează un câmp magnetic, LED-ul Arduino se aprinde
{
digitalWrite (Led, HIGH);
i++;
Serial.print("Numar prezente = "); // Afișează numărul vehiculelor detectate
Serial.println(i);
}
else
{
digitalWrite (Led, LOW);
Serial.println("Absenta");
}
delay(1000);
}
Așadar, acest senzor are nevoie de un câmp magnetic pe care un autovehicul îl poate oferi la trecerea peste el sau prin apropierea lui, și astfel poate fi monitorizat din punct de vedere al prezenței în trafic.
În urma analizării prin comparație a senzorilor utilizați am întocmit tabelul 4.1, care specifică capacitatea fiecărui senzor de a reuși să detecteze cele trei mărimi specifice: prezența, viteza și categoria din care face parte vehiculul detectat.
Tabel 4.1 Analiza comparativă a senzorilor utilizați în funcție de tipul detecției
5. CONCLUZII
BIBLIOGRAFIE
[1] Clitan, A. Factori care influențează siguranța circulației. Siguranța circulației în actualitate.Simpozion Național de Siguranța Circulației . Cluj-Napoca, 3-4 Noiembrie 2011.
[2] Cristea, F.G. Studii și cercetări privind monitorizarea traficului rutier și efectul asupra creșterii siguranței rutiere. Teză de doctorat, Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca,2013.
[3] Florian, D., Sebastian, D. Creșterea siguranței rutiere în spațiul românesc și european. Siguranța circulației în actualitate.Simpozion Național de Siguranța Circulației . Cluj-Napoca, 3-4 Noiembrie 2011.
[4] Filip, G. Dreptul Transportatorilor, Editura Șansa-S.R.L, București 1996.
[5] Filip, N. Curs Ingineria traficului rutier, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, 2016-2017
[6] Filip, N. Ingineria traficului rutier, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, 2010.
[7] Iliescu, M., Ciont, N. Ingineria traficului. Editura U.T.Press, Cluj-Napoca, 2017.
[8] Mariașiu, F. Curs Mijloace de Transport. Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, 2016-2017.
[9] Naghiu, F. Sisteme distribuie de senzori pentru gestionarea robustă a traficului rutier. Universitatea Politehnică din Timișoara. http://staff.cs.upt.ro/~naghiu/Proposal.pdf
[10] Rațiu, I. Tehnologii moderne în creșterea siguranței în circulație. Siguranța circulației în actualitate.Simpozion Național de Siguranța Circulației . Cluj-Napoca, 3-4 Noiembrie 2011.
[11] Roib, V. Contribuții la fluidizarea circulației rutiere din municipiul Cluj-Napoca, prin utilizarea unui sistem de gestiune modern de trafic. Teză de doctorat. http://old.utcluj.ro/download/doctorat/Rezumat_Voichita_ROIB.pdf
[12] Todoruț, A. Dinamica accidentelor de circulație, U.T.Press, Cluj-Napoca, 2008.
[13]*** http://brunswickhackerspace.com/wp-content/uploads/2016/10/breadboard.png – accesat 04.06.2017
[14]***http://camp-electromagnetic.infarom.ro/masurare.html – accesat 06.06.2017
[15]***https://books.google.ro/books?id=egpeiRwajaAC&printsec=frontcover&dq=traffic+monitoring&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiJw9vYyobTAhWJFZoKHTIpAQsQ6AEIGDAA#v=onepage&q=traffic%20monitoring&f=false – accesat 14.06.2017
[16]***https://books.google.ro/books?id=0gEO8akRTlsC&printsec=frontcover&dq=intelligent+transportation+systems&hl=en&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=intelligent%20transportation%20systems&f=false – accesat 14.06.2017
[17]***https://www.google.ro/search?biw=1366&bih=589&tbm=isch&sa=1&q=car+draw+side&oq=car+draw+side&gs_l=img.3…89513.93085.2.93185.17.11.0.0.0.0.0.0..0.0….0…1.1.64.img..17.0.0.RKui20c5ipc&bav=on.2,or.&dpr=1&ech=1&psi=C2lPWf_mIKnQgAbA25S4Dw.1498376460723.5&ei=bWpPWZOeB8bKgAbjtYmoCA&emsg=NCSR&noj=1#imgrc=5YW7k8guYS_2FM: – accesat la 19.06.2017
[18]***http://www.theappianway.ca/wp-content/uploads/2013/04/Tillicum-Rd.jpg – accesat la 13.06.2017
[19]***http://transportproblems.polsl.pl/pl/Archiwum/2014/zeszyt1/2014t9z1_06.pdf – accesat la 19.06.2017
[20]***http://camp-electromagnetic.infarom.ro/masurare.html – accesat la 19.06.2017
[21]*** https://www.robofun.ro/docs/Arduino%20pentru%20Toti%20pagini%201-30.pdf – accesat la 02.06.2017
[22]***http://www.roroid.ro/prima-lectie/ – accesat la 02.06.2017
[23]***http://www.capisci.ro/articole/Arduino accesat la 24.06.2017
[24]***https://ardushop.ro/ro/home/47-modul-senzor-ultrasonic-detector-distanta.html?search_query=ultrasonic&results=3 – accesat la 02.06.2017
[25]***https://www.google.ro/search?q=uvd_img1&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwixxPjF-N_UAhWmCJoKHSyuAYEQ_AUICigB&biw=1366&bih=589#imgrc=FEdbQmLekhK-yM: – accesat la 03.06.2017
[26]***http://www.msseletronica.com/imagens/927_709.JPG) – accesat la 03.06.2017
[27]***https://ardushop.ro/ro/home/146-senzor-de-intrerupere -infrarosu.html?search_query=infrar&results=6 – accesat la 03.06.2017
[28]***https://ardushop.ro/ro/electronice/228-modul-senzor-magnetic-hall.html – accesat la 03.06.2017
[]
LISTĂ DE FIGURI
Fig 2.1 Factorii componenți ai sistemului de siguranță rutieră [1]
Fig 2.2 Tetraedul siguranței rutiere [12]
Fig 2.3 Elemente de caracterizare ale unui autovehicul în trafic [17]
Fig 2.4 Clasificarea echipamentelor de detecție [6]
Fig 2.5 Principiul de funcționare al tuburilor pneumatice [5]
Fig 2.6 Principiul detecției vitezei de deplasare [5]
Fig 2.7 a) Determinarea volumelor de trafic pentru două benzi pe sensul de deplasare [5]
Fig 2.7 b) Determinarea volumelor de trafic pentru două sensuri, cu o bandă de deplasare pe sens [5]
Fig 2.8 Detecția cu tuburi pneumatice montate pe carosabil [18]
Fig 2.9 a) Detecție optică [5]
Fig 2.9 b) Detecție opto-reflexiva[5]
Fig 2.10 Principiul detecției electromagnetice[2]
Fig 2.11 Variația densității liniilor de flux la trecerea unui automobil prin zona de detecție [19]
Fig. 2.12 Principiul detecției video[6]
Fig 2.13 Template Matching[5]
Fig 2.14 Principiul detecției RADAR[5]
Fig 2.15 Variația de frecvență [5]
Fig 3.1 Elemente componente placuță Arduino Uno [22]
Fig 3.2 Anatomia unui program Arduino[21]
Fig 3.3 Breadboard Arduino[13]
Fig 4.1 Senzori montați pe breadboard
Fig 4.2 Modul senzor ultrasonic – detector distanță – model HC-SR04 [24]
Fig 4.3 Senzor ultrasonic montat deasupra benzii de circulație [25]
Fig 4.4 Afișarea rezultatelor prin intermediul monitorului programului Arduino
Fig 4.5 Senzor infraroșu [26]
Fig 4.6 Afișarea rezultatelor prin intermediul monitorului programului Arduino
Fig 4.7 Senzor de întrerupere infraroșu [27]
Fig 4.8 Afișarea rezultatelor prin intermediul monitorului programului Arduino
Fig 4.9 Senzor magnetic cu efect Hall model KY-024 [28]
Fig 4.10 Afișarea rezultatelor prin intermediul monitorului programului Arduino
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: ANALIZA COMPARATIVĂ A SISTEMELOR DE MONITORIZARE A TRAFICULUI [308445] (ID: 308445)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.