本发明涉及交通实训模拟领域，特别地，涉及一种交通实训模拟系统。
背景技术：
智能交通实训系统有很多种，功能方面都是以etc查询及付费、停车场信息查询及付费、环境监测、交通灯及路灯控制、数据传输及网络共享等功能。但是受限于实训系统内车辆模型的功能单一，往往智能实训系统无法包括太多应用场所以及相关技术。不利于学生学习。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种包括多个应用场所及技术的利于学生学习的交通实训模拟系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种交通实训模拟系统，包括模拟场所、车辆模型以及控制平台；
所述模拟场所包括:公路、停车场以及交通灯，用于供车辆模型使用或控制车辆模型行驶；所述模拟场所受所述控制平台控制；
所述车辆模型在所述模拟场所行驶，并接受所述控制平台控制；
所述控制平台接收所述模拟场所和所述车辆模型发送的交通信息，并对所述交通信息进行处理得到控制指令，并向所述模拟场所或所述模拟车辆模型发送控制指令。
进一步地，所述公路包括测速带，所述测速带内设置有多个测速点，每个所述测速点内设置有触发传感器。
进一步地，所述停车场内设有白色引导线，所述白色引导线用于在控制平台的引导下使所述车辆模型到达最近的空闲停车位。
进一步地，所述停车位上设有干簧管电路，所述车辆模型上固定有磁场；当车辆模型驶入停车位时，所述停车位上的干簧管在所述车辆模型的磁场作用下吸合导通干簧管电路，向所述控制平台发送信号，通知所述控制平台对应的停车位已被占用。
进一步地，所述车辆模型包括四路红外寻迹模块和定位模块，所述定位模块用于向所述控制平台发送车辆模型位置，以便所述控制平台得到距离车辆模型最近的空闲停车位的行进路线；所述红外寻迹模块用于识别白色引导线，并根据所述控制平台得到的行进路线沿白色引导行驶至停车位。
进一步地，所述车辆模型还包括：
电源和驱动模块，用于提供所述车辆模型所需的电源；
通信模块，用于所述车辆模型与外界进行通信。
进一步地，所述模拟场所还包括路灯，所述路灯设有光敏传感器，当光强达到设定强度时，所述控制平台控制路灯熄灭；当光强未达到设定强度时，所述控制平台控制路灯点亮。
进一步地，所述模拟场所内设有环境传感器和显示屏，所述环境传感器用于检测所述模拟场所内的环境数据，包括：温度、湿度和光照强度；所述显示屏用于显示所述环境传感器检测到的环境数据。
进一步地，所述模拟场所还设有公交站点，车辆模型上设有语音模块，当控制平台检测到所述车辆模型到达所述公交站点时，控制车辆模型上的语音模块播放站点信息。
进一步地，所述模拟场所还包括收费站，所述收费站按照有rfid读写器，所述车辆模型设有rfid卡片，当所述车辆模型靠近所述收费站时，控制平台进行扣费，并控制收费站处栏杆打开，车辆模型经过后，控制栏杆落下。
本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
本发明技术方案提供了一种交通实训模拟系统，通过在智能车辆模型上采用多种技术实现多种功能，扩展整个交通实训模拟系统的应用场所，完善交通实训模拟系统的功能，方便学生切身学习智能交通领域的相关技术。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种交通实训模拟系统结构示意；
图2是本发明实施例提供的一种智能车辆模型结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种智能车辆模型电路板系统电路图；
图4是本发明实施例提供的一种红外探头小板的电路图；
图5是本发明实施例提供的一种中控板电路图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
一个实施例中，本发明提供了一种交通实训模拟系统，如图1所示，包括模拟场所110、车辆模型112以及控制平台113；
模拟场所包括:公路、停车场以及交通灯，用于供车辆模型使用或控制车辆模型行驶；模拟场所受控制平台控制；
车辆模型在模拟场所行驶，并接受控制平台控制；
控制平台接收模拟场所和车辆模型发送的交通信息，并对交通信息进行处理得到控制指令，并向模拟场所或模拟车辆模型发送控制指令。
本发明实施例提供的一种交通实训模拟系统，让学生能够通过这个实训场景，掌握多方面的知识：单片机开发、上位机开发、短距离无线通信开发，比传统的试验箱更形象，增强学生对实际项目的接线、调试能力。
作为本发明实施例一种可选的实现方式，参照图2,本发明实施例提供了一种智能车辆模型，包括：
电源和驱动模块210，用于提供车辆模型所需的电源；
通信模块220，用于车辆模型与外界进行通信；
寻迹模块230，用于识别道路上的引导线并检测岔路；
定位模块240，用于确定车辆模型的实时位置；
语音模块250，用于接收到控制信号时，播放预先存储的声音。
本发明实施例提供的一种智能车辆模型，包括电源和驱动模块提供车辆模型所需的电源；通过通信模块车辆模型与外界进行通信；寻迹模块识别道路上的引导线并检测岔路；定位模块确定车辆模型的实时位置；语音模块在接收到控制信号时，播放预先存储的声音。具有自动定位并寻迹行驶，且语音播报信息以及与外界通信的功能，方便使用。
作为对上述实施例的进一步补充说明，本发明实施例还提供了具体的智能车辆模型的设计，车辆模型的机械结构主要分为两层，分别是pcb电路板和底盘，pcb电路板实现车辆模型控制、通信相关的功能，车辆模型底盘固定电机、红外循迹探头、扬声器、电池盒、光电测速模块，并且大部分走线也通过车辆模型底盘。
本申请重点在于车辆模型pcb电路板。电路板主要包括但不限于以下部分：stc单片机最小系统，四路红外循迹模块及探头，电机驱动电路，光电测速模块、语音芯片与接口，zigbee模块及接口，供电系统。系统整体原理图如图3所示。下面就这些主要的组成部分做一一讲解。
电源和驱动模块为电机驱动电路和供电系统，通信模块包括stc单片机和zigbee模块及接口；寻迹模块包括四路红外循迹模块及探头；定位模块包括gps和rssi两种；语音模块包括语音芯片与接口。
需要说明的是，本发明实施例中使用的stc单片机是宏晶科技生产的高性能的8051单片机，指令代码和传统的51单片机兼容。图3中，将单片机所有i/o引脚引出，方便接线。复位电路可以实现程序运行的重置。外接11.0592mhz晶振，为了得到精确地波特率，保证串口通信稳定可靠。
可选地，四路红外循迹模块由两部分组成：中控板和红外探头小板。红外探头小板上有一组红外对射管，当检测方向遇到障碍或者对红外反射较强的平面，反射回去的信号被红外接收管接收，将接收的信号输出给中控板。中控板接收四路红外探头发送来的信号，经比较电路处理，将接收的模拟信号输出为数字信号。可通过中控板上的电位器旋钮调节检测距离。
其中，红外探头小板的电路图如图4所示，中控板的电路图如图5所示，图4中，r1和r6为探头串联电阻，d3为红外发射探头，d4将反射回去的红外接收，通过out输出模拟量。模块有三针，vcc、gnd提供电源，out输出信号。图5中，中控板分为几个部分：输入接口、lm339、电位器、指示灯。四路红外探头采集到的信号通过p1-p4输入，经过lm339比较后输出，同时d1-d4指示灯会根据输出的数字量信号点亮或者熄灭。r9-r12电位器可以调节输入信号的强度，从而调节探头的灵敏度。
进一步可选地，本发明实施例电机驱动电路采用ti公司设计的电机驱动芯片l293d，通过pwm斩波控制电机转速。l293d提供高达600毫安的双向驱动电流，电压范围从4.5v-36v。如图3中所示，en1和en2为使能端，分别控制1、2路和3、4路输入输出。正是通过单片机控制en1、en2不断通断，产生pwm斩波，从而实现调节电机转速的目的。in1-in4为输入端，通过单片机引脚来控制，out1-out4为输出端，直接与两个电机相连。
实际使用中，语音模块与接口的语音功能由蓝马lmd102语音芯片实现。该语音芯片通过开关触点控制，将事先存储的录音通过扬声器进行语音播报。由于语音模块不是本发明实施例的重点，故采用较为简单的低电平触发方式，事先存储两段录音，通过控制平台按键1、2来控制。
需要说明的是，车辆模型底部安装有光电测速模块，光电测速模块主要包括光电测速码盘，该光电测速码盘与车辆模型车轮同轴，在车辆模型行驶过程中，光电测速码盘不遮挡时，接收对管导通，模块输出高电平，光电测速码盘遮挡时，模块输出低电平。输出口与单片机相连，检测传感器在一定时间内遮挡的次数，从而计算出车速。示例性的，光电测速码盘一圈总共有n个孔，光电测速码盘转一圈代表车辆模型走m米，例如在1s内，检测到遮挡x次，则车速为mx/n(单位m/s)。
本发明实施例提供的智能车辆模型，采用4路红外循迹，不仅可以实现循白线行进的功能，还可以智能检测岔路，通过控制平台决策岔路的行驶方向；控制平台可以通过按键进行车辆模型的控制，利用串口工具实现车辆模型的控制；将zigbee通信与红外循迹结合，使车辆模型具有手动和自动模式，更加方便控制。
上述实施例中，车辆模型具有zigbee控制的红外循迹功能；车辆模型结构分为以下几大块：(1)cc2530核心板，负责与控制平台进行通信，并且将控制信号发送给语音模块和stc单片机，与此同时，还接收stc单片机发来的车辆模型的周期消息，并将这些消息转发给控制平台。(2)语音模块，主要负责接收核心板发来的控制指令并驱动扬声器发声。(3)stc单片机，车辆模型控制的核心。车辆模型的自动循迹、模式切换、岔路检测都靠stc单片机来处理实现。首先，单片机负责接收cc2530核心板发来的控制命令并将车辆模型的运行状态、运行模式发送给核心板。其次，单片机接收四路红外循迹模块采集的轨迹数据。最后，通过采集到的轨迹数据控制电机驱动芯片以达到保持车辆模型循迹行驶的目的。(4)外围电路。
其中，红外寻迹的原理如下，利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射强度的特点，在车辆模型行驶过程中，不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色物质是发生漫反射，反射光被装在车辆模型上的接收管接收；如果遇到黑色物质，红外光被吸收，车辆模型上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光来确定不同颜色的物质和车辆模型的行走路线。
作为对上述实施例的进一步补充说明，公路包括测速带，测速带内设置有多个测速点，每个测速点内设置有触发传感器。
可选地，利用zigbee节点控制交通灯的三种状态，可实现自动控制和手动控制、设置3种灯持续时间。上电后交通灯默认工作在自动模式，可以在控制平台进行模式切换，并控制三个灯的状态，同时控制平台有“违章”和“正常”2个工作模式开关，在正常模式下，车辆模型会严格按照交通法规正常行驶：红灯停，绿灯行。在违章模式下，车辆模型工作在违章模式：遇到红灯继续行驶。
一些实施例中，停车场内设有白色引导线，白色引导线用于在控制平台的引导下使车辆模型到达最近的空闲停车位。停车位上设有干簧管电路，车辆模型上固定有磁场；当车辆模型驶入停车位时，停车位上的干簧管在车辆模型的磁场作用下吸合导通干簧管电路，向控制平台发送信号，通知控制平台对应的停车位已被占用。车辆模型包括四路红外寻迹模块和定位模块，定位模块用于向控制平台发送车辆模型位置，以便控制平台得到距离车辆模型最近的空闲停车位的行进路线；红外寻迹模块用于识别白色引导线，并根据控制平台得到的行进路线沿白色引导行驶至停车位。
需要说明的是，干簧管是干式舌簧管的简称，是一种有触点的无源电子开关元件，具有结构简单，体积小便于控制等优点，其外壳一般是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性簧片电板，还灌有一种叫金属铑的惰性气体。平时，玻璃管中的两个由特殊材料制成的簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。因此，作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，干簧管可以作为传感器用，用于计数，限位等等(在安防系统中主要用于门磁、窗磁的制作)，同时还被广泛使用于各种通信设备中。在实际运用中，通常用永久磁铁控制这两根金属片的接通与否，所以又被称为“磁控管”。在尚未操作时，两片簧片并未接触；在通过永久磁铁或电磁线圈(车辆模型)产生的磁场时，外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性,当磁力超过簧片本身的弹力时，这两片簧片会吸合导通电路，并将数据传输至管理平台确定当前位置已被停车；当磁场减弱或消失后,干簧片由于本身的弹性而释放，触面就会分开从而打开电路，确定当前位置未被停车。通过上述原理就可以实现停车位是否被占用的检测。
此外，干簧管也可以用在路口，车库口，停车场口用来监测车辆模型是否经过路口。
可选地，模拟场所还包括路灯，路灯设有光敏传感器，当光强达到设定强度时，控制平台控制路灯熄灭；当光强未达到设定强度时，控制平台控制路灯点亮。另外，可通过控制平台手动控制路灯的开关。
模拟场所内设有环境传感器和显示屏，环境传感器用于检测模拟场所内的环境数据，包括：温度、湿度和光照强度；显示屏用于显示环境传感器检测到的环境数据。
此外，模拟场所还设有公交站点，车辆模型上设有语音模块，当控制平台检测到车辆模型到达公交站点时，控制车辆模型上的语音模块播放站点信息。模拟场所还包括收费站，收费站按照有rfid读写器，车辆模型设有rfid卡片，当车辆模型靠近收费站时，控制平台进行扣费，并控制收费站处栏杆打开，车辆模型经过后，控制栏杆落下。可以通过控制平台上的“上升”和“下降”按钮手动控制收费站起落杆的升降，并将起落杆的状态实时显示在控制平台上
本发明实施例提供的一种交通实训模拟系统，让学生能够通过这个实训场景，掌握多方面的知识：单片机开发、上位机开发、短距离无线通信开发，比传统的试验箱更形象，增强学生对实际项目的接线、调试能力。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种交通实训模拟系统，其特征在于：包括模拟场所、车辆模型以及控制平台；
所述模拟场所包括:公路模型、停车场模型以及交通灯模型，用于供车辆模型使用或控制车辆模型行驶；所述模拟场所受所述控制平台控制；
所述车辆模型在所述模拟场所行驶，并接受所述控制平台控制；
所述控制平台接收所述模拟场所和所述车辆模型发送的交通信息，并对所述交通信息进行处理得到控制指令，并向所述模拟场所或所述模拟车辆模型发送控制指令。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述公路包括测速带，所述测速带内设置有多个测速点，每个所述测速点内设置有触发传感器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述停车场内设有白色引导线，所述白色引导线用于在控制平台的引导下使所述车辆模型到达最近的空闲停车位。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述停车位上设有干簧管电路，所述车辆模型上固定有磁场；当车辆模型驶入停车位时，所述停车位上的干簧管在所述车辆模型的磁场作用下吸合导通干簧管电路，向所述控制平台发送信号，通知所述控制平台对应的停车位已被占用。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述车辆模型包括四路红外寻迹模块和定位模块，所述定位模块用于向所述控制平台发送车辆模型位置，以便所述控制平台得到距离车辆模型最近的空闲停车位的行进路线；所述红外寻迹模块用于识别白色引导线，并根据所述控制平台得到的行进路线沿白色引导行驶至停车位。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述车辆模型还包括：
电源和驱动模块，用于提供所述车辆模型所需的电源；
通信模块，用于所述车辆模型与外界进行通信。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述模拟场所还包括路灯，所述路灯设有光敏传感器，当光强达到设定强度时，所述控制平台控制路灯熄灭；当光强未达到设定强度时，所述控制平台控制路灯点亮。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述模拟场所内设有环境传感器和显示屏，所述环境传感器用于检测所述模拟场所内的环境数据，包括：温度、湿度和光照强度；所述显示屏用于显示所述环境传感器检测到的环境数据。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述模拟场所还设有公交站点，车辆模型上设有语音模块，当控制平台检测到所述车辆模型到达所述公交站点时，控制车辆模型上的语音模块播放站点信息。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述模拟场所还包括收费站，所述收费站按照有rfid读写器，所述车辆模型设有rfid卡片，当所述车辆模型靠近所述收费站时，控制平台进行扣费，并控制收费站处栏杆打开，车辆模型经过后，控制栏杆落下。
技术总结