摘要：为解决在车辆转弯方向上因障碍物格挡转向视线，可能导致的行人与机动车在道路上的时间冲突转为空间冲突，造成道路安全事故的问题，因此针对行人过街及机动车转向时的道路盲区，提出以STM32单片机及RFID射频识别技术为核心的道路盲区智能预警系统设计。预警系统以STM32单片机为核心处理模块，RFID、LED等为输入输出模块，完成系统的完整运行。由RFID射频识别模块读取可识别范围内的标签信号，作为系统输入信号并开始执行，通过单片机进行数据信号转换，经接口输出处理数据，传输控制信号值后，继电器开始工作，改变电路状态使LED灯电路通电并亮起，最终通过所显示的光信号信息提醒行人及驾驶员盲区内车辆行驶状况。通过交叉口架设的预警系统，实现预警信号灯设计，对行人及驾驶员产生视觉上的警示，以实现道路盲区安全预警设计，从而降低道路安全事故的发生概率。 关键词：盲区预警系统；RFID射频识别；STM32单片机；信号设计
1、引言
1.1 研究背景
随着新时期智能信息的快速发展,在以物互联科技、大数据分析、云科技、虚拟现实为主导,以传感器技术、通信科技和计算能力为核心内容的现代信息高速背景下,网络信息技术已开始高程度、大范围改变出行者的生活，使得居民出行方式向更智能、更快捷、更美好的方向发展。伴随着社会各方面的智能化，在交通运输领域中，国内外大量的学者、专家也尝试与智能化的接轨，并提出交通与智能技术相结合的概念即“智能交通系统”（ITS）。根据智慧交通的设计理念,对在一些城市道路交叉口或是小区道路交叉口(尤其夜晚光线状况不好时)发生的路面安全问题来说,以车辆的左拐形式为例:当车辆在将要进入道路交叉口或即将左拐时,如果此时在车辆正在左转弯的路面上有步行亦或非车辆正在将要进入的路口上执行直线前进或是左拐,如果此时障碍物格阻挡了车辆司机在右转方向上的路面视野,同时步行亦或是非车辆也将由于障碍物的原因而导致对行驶路线上道路视线的丧失,从而造成了车辆司机由于对行驶路线上道路信息的不熟悉,大几率出现了由于机动车行驶速度过快亦或是车辆减速后停止避让不及之时,从而导致的车辆与非车辆、或是车辆与路人中间的相撞而导致路面安全事故。为此对驾驶员以及行人来说对行驶路线上路况信息的全面了解是具必要性的。
国内外对道路的行驶路况信息显示的预警方式的研究很大程度未能完成与互联网技术的结
合，一部分结合虚拟成像技术设计以及红外线传感设计而成的车辆预警系统也因造价过高而未能达成大面积的普及，在将道路安全预警设计与智能交通系统相结合方面未有好的发展。
俄罗斯近年利用虚拟成像技术而成道路虚拟成像道路预警系统设计，通过虚拟成像技术将人行方向上路况信息在停车线位置进行成像，以此警示驾驶员视线盲区内行人及非机动车信息，达成完成道路安全预警的目的，但因虚拟成像技术架设成本过高而无法推广。国内所提出的红外线感应装置，实现道路预警设计，一方面红外线感应实现的行人及车辆感应，受到环境气候的影响程度较大，另一方面红外线成像设计成本未能达到道路设计经济化及可持续化，同样未得到大面积推广设计。
1.2 设计原理
提出将交通警报和互联网技术相结合,一套基于STM32单片机RFID技术的交通盲区预警系统设计方案及实现,系统大体由RFID射频识别模块、STM32单片微型计算机的核心模块、电子继电器模块和LED灯光指示模块等四个模块构成。首先由RFID技术透过识别机动车的车辆标志信息以及对行人手机NFC功能,实现了对通行机动车的行人监测,并将监测数据至单
片机,再经由单片机数据处理后传递至继电器,继电器接受到单片机的数据信息指令,并运用电磁感应效应产生闭合的光通路电路使LED灯亮起,进而运用LED提示模块对司机和行人作出提醒,警示出路口盲区内机动车和行人的行驶情况,从而达到全视野盲点警示设计,有效提高了路面行车安全。
1.3 创新特
（1）将车辆的电子标签、手机NFC与RFID射频识别技术相结合，组成智能化道路预警系统设施。
（2）结合单片机的诸多优点，利用其体积小，适应性高的性能特点，与物联网技术结合，对物品识别过程模拟，应用于道路预警设施。
（3）同以往道路预警设计相比，基于STM32单片机的设计将道路预警系统设计，向更安全，更智能，更经济化的方向发展。
1.4 应用前景
现阶段，国内大部分交叉口都存在着因障碍物遮挡，而造成的视线丢失问题，使得交叉口存在安全隐患，同时在国内尚未具备可推广性高的道路安全预警设施。基于STM32单片机RFID技术的盲区预警系统设计，结合现代化互联网、物联网等先进技术，将道路预警设计与社会前沿信息科技相结合，大程度上顺应社会科技发展潮流。同时，由于其准确性、可靠性、经济性和工作持续性等优势，使基于STM32单片机RFID技术的电子盲区预警系统设计更具备了可推广价值，同时因其成本低、性能参数优越，相比其他产品更具备优势。
2、系统硬件系统分析
2.1盲区监测 单片机简介
单片机( Single-Chip Microcomputer）是一种将微控制器MCU (MicrocontrollerUnit，微控制单元）、随机存储器RAM等各种处理器资源集中在一起的集成电路芯片，是一种小而完善的微型计算机系统[1]。由于单片机控制器的体积小且功能全面,所以被广泛用于工业生产等的控制领域。
单片机的小巧灵活、成本低、容易产品化。因此单片机能够组装并控制各种各样的测控装
置。在对向性的测控方面，单片机可以针对性的执行某项指定任务。目前，STM32单片机鉴于其功耗小、成本可控、性能优越，是目前最具性价比的单片机，被很多智能系统所采用的[2]。相对于大型机单片机的上述特点成为众多控制设计的首选。
2.2 RFID射频识别技术
RFID技术是物联网核心技术之一，RFD技术是一种通过无线电讯号集识别特定目标和储存信息两种功能的技术，识别系统与识别目标不需要直接接触即可进行身份验证[3]。
RFID(Radio Frequency Identification)技术也即射频识别技术，在交通领域，使用RFID电子车牌，可对城市交通进行实时监控，为缓解交通拥挤和交通路线规划做出突出贡献。在智能制造领域，我国提出“中国制造2025”战略，结合RFID技术、传感器技术、移动互联网技术等，逐步实现向研发智能化、生产过程智能化、管理智能化、服务智能化等转变 [4]。RFID射频识别系统是由阅读器，电子标签以及信号连接及服务装置三大基础部分组成。
RFID设备的种类有很多种，但是总体可以归纳为两类：主动式RFID设备和被动式RFID设备[5]。主动式RFID设备使用有源标签，即标签通过内部集成电池或通过供电设施为标签提
供能量。主动式RFID设备一般用于远距离、高精度的识别中，受供电电源的限制，一般成本较高，且需要定期更换电源保证标签的稳定性。在飞机识别中，主动式RFID设备被应用于用于识别飞机来源国家；主动式RFID也可与GPS技术相结合，定位被盗汽车的位置。被动式RFID设备使用无源标签，即标签内部不存在电源，无源标签通过射频技术由阅读器为其提供能量，一般无源标签的体积都比较小，适合于近距离，小型物资的识别。
2.3 其他硬件
预警设计的具体实现除主要的信息处理以及识别模块外，同时需要LED灯提供视觉诱导，极性电容、若干电阻、继电器、电路设计所用的万用板、型号分别为3pin、8pin及20pin的2.54单排插座、5.08接线端子3芯以及若干导线等组装设计而成识别系统。
三、系统设计与实现
3.1 RFID识别模块
系统整体工作由RFID接收到可识别电子标签信息开始运行。设计模型选择MFRC-522为系统射频识别模块，而MFRC-522射频读写芯片是NXP公司针对“三表”应用推出的一款应用于
13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，具有低电压、低成本、体积小的等优点。MFRC-522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持14443A兼容应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测。考虑到实物模型的演示作用以及考虑到模型的成本，本系统设计采用的低频读写器可识别范围约为5cm，满足实验演示中所需要的演示效果。
MFRC-522在系统中的工作及连接：MFRC-522与主机设备（STM32单片机）通信采用SPI模式进行连接，即MFRC-522与STM32单片机通过SPI接口进行数据的连接传输，MFRC-522接通电路后通过接收到单片机的命令开始运行，开启天线功能，识别可视范围内的电子标签信息，通过解调识别目标标签的内容，最后通过与主机系统之间的SPI连接进行数据传输，完成射频识别模块的电子标签内容的读写及数据传输。
3.2 单片机核心板模块
STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。STM32中央控制器主要功能是将检测读取模块接受读取到的数据进行处理和运算，并通过网络发送给控制软件；接收主机发送的命令，通过控制程序对执行设
备进行控制。在处理数据前还必须存储标签编码类型,所以使用STM三十二单片机也是由于比三十二位单片机更大的存放空间,同时STM三十二单片机还采用了ARM公司最新的、先进结构的Cortex-M3核心,具备了卓越的实时特性、优异的功耗管理,最高程度的集成整合的数据中心，相较于8位和16位单片机更适用于工业产品的微型处理器。
STM32单片机在系统的应用及连接：通过SPI接口传输射频识别模块可识别到电子标签信息，单片机内部只读存储器ROM读取接口数据传输至CPU中央数据处理及控制中心，经CPU处理过的数据信息通过内部I/O输出接口传输至继电器完成调整系统电流，从而完成数据处理以及电路控制。
3.3 继电器及LED灯模块
继电器开关是一类电力控制元件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一故在电路中起着自动
调节、安全保护、转换电路等作用。一般的继电器由衔铁、弹、接受电流线圈、铁心等构成,在电路中通有电流时,在接受电流线圈二端就相当于加上电压,而电流经过后又会形成电磁感应,所以衔铁在磁力的影响下靠近铁心,，在衔铁吸向铁芯的过程中衔铁上的动触点贴向下端的静触点，两触点接触之后原先的短路形成闭合电路此时电流可以流经LED灯，从而完成系统的流程。
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