智能交通教学实训沙盘：让交通管理触手可及

　　一、什么是智能交通教学实训沙盘？
　　智能交通教学实训沙盘是一种以真实比例缩小的城市交通模型为基础，通过模拟各种交通设施和车辆的运行状态，展示交通流量、拥堵情况、事故处理等信息，帮助学生了解和掌握交通管理的基本知识和技能。它可以分为道路、桥梁、公交站等多个模块，模拟出完整的城市交通系统。

DB-GSS05 智能交通教学实训沙盘

一、沙盘介绍：
智能交通教学实训沙盘是以城市道路交通、社区商圈为原型，综合运用无线传输网络、单片机、RFID射频识别、传感器与控制器、AI人工智能、电磁导航驾驶、智能语音、云计算等技术，依托部署在实景沙盘中的传感器与控制器、无线通信模组、RFID模组、智能实训小车以及智能网关等设备，实现智能交通的控制与管理，帮助学生熟悉智能交通系统相关项目的开发与应用。
智能交通教学实训沙盘为各个系统提供相应的场景，场景中布置对应功能的传感器与执行器，传感器将采集到的信息通过ZigBee进行传输，并控制相应执行器作出反应，使得智能城市、自动驾驶、车辆追踪、ETC抬杆控制、城市环境监测、智能路灯、城市灯光控制、交通灯指示、物联网实训智能车、智能网关、物联网云服务器等系统融合在一起，形成一套完整的智能交通模型。

二、沙盘特点：
智能交通教学实训沙盘构造图

智能交通教学实训沙盘是一款以综合实训为主的实景沙盘，通过将交通道路、路灯、红绿灯、监控摄像、公交站、ETC抬杆以及智能城市等场景相结合，实现通过沙盘内部物联网模块，控制智能小车完成在交通沙盘内不同场景的运行，完成智能交通系统的实训实验。
u  智能交通沙盘采用高强度铝合金骨架，外形尺寸1.2m*1.2m*0.25m；
u  智能交通沙盘包含智能小车、智能路灯系统、红绿灯系统、公交语音播报系统、传感器系统、报警器系统、红绿灯系统、自动抬杆系统、城市灯光系统、车牌识别以及车辆定位系统，均可通过沙盘内实验模块进行采集和控制；
u  智能交通沙盘采用一体式供电结构，整个沙盘只需连接一根电源线即可，通过一根电源线可以为13路模块供电，省去繁杂的接线工作，便于学生使用操作；
u  智能交通沙盘表面集成13个实验模块插槽，所有实验插槽均可进行磁吸式连接，并且集成防短路设计，支持至多个模块的联动实验，可在单个知识点学习的基础上，进行多模块综合应用实验，可完成无线传感网络实验等多种复杂的联网实验；
u  智能交通沙盘内部电器与物联网模块底板连接，可通过物联网模块直接控制智能交通的灯光和，代码开源，支持二次开发；
u 提供NewIOT物联网实验平台，用于实验调试及相关物联网模块基础配置

三、沙盘系统：
1.智能小车

智能实训小车采用STM32高性能处理器，小车搭载四种不同的运动套件，可实现红外寻迹、电磁寻迹、红外避障以及控制功能，支持磁吸搭积木的连接方式，可搭配不同的模块实现不同实训功能，小车还集成RFID射频识别模块、ZigBee通信模块、高频卡片以及车牌号卡片等，提供开放的源代码和实验例程。
2.智能网关和无线传输系统

智能网关采用ZigBee和WiFi的双网关，整个系统的底层采用ZigBee技术进行无线传输，其中ZigBee网关负责连接局域网，而WiFi网关负责将采集的传感器信息传输至云平台端，实现云端显示和控制；
3.公交语音播报系统

采用智能语音播报模块和125k低频度读卡器，当内置125k读卡器的小车经过并读取到预置在公交站旁的低频卡片时，小车识别卡片数据，将公交报站指令通过ZigBee网络传输到语音播报模块上，此时小车停止，并播报到站信息，待延时结束后，播报小车启动信息，小车自动启动，实现模拟公交的报站和自动启停。
4.智能路灯系统

智能路灯系统主要由模拟路灯、继电器控制器和低频读卡器组成，每路路灯与继电器连接，小车运行时识别预置在道路下的低频卡片，并通过ZigBee无线传感网发送继电器开启和关闭的指令，联动继电器进行路灯的自动开合，从而实现智能路灯，即车走哪条路，哪条路的路灯才亮起，节约能源；
5.城市灯光系统

城市灯光系统由光照度传感器、继电器执行器以及内置在建筑物内的LED灯组成，当环境亮度降低时，达到预设的临界值时，建筑灯光会自动亮起，亮度恢复正常后，建筑灯光自动熄灭；

6.交通信号灯系统

交通信号灯系统由红绿灯模块、红外对射模块和漫反射模块组成，通过传感器和交通信号灯的协调配合，实现小车自动启停和行人避让，当小车经过进入到红绿灯路口，并触发传感器，红绿灯模块将此时信号灯的状态通过ZigBee网络发送给小车，小车接收信息后，执行相应操作。
7.ETC自动抬杆系统

ETC自动抬杆系统由915M高频读卡器和舵机执行器组成，当小车驶入ETC入口时，915M高频读卡器识别小车预设的高频卡片，并将道闸打开的指令通过ZigBee网络传输到舵机执行器，由舵机执行器完成自动抬竿，待检测到小车经过后，自动关闭道闸；

8.城市环境感知系统

城市环境感知系统由多个环境感知传感器组成，包括：空气温湿度、二氧化碳浓度、光照度、雨雪、风速等，传感器配套ZigBee无线模块进行组网，并通过WiFi网关将环境传感器数据上传至云端，实现云端采集；
9.城市居民安防系统

城市安防系统由多种组成，包括：人体红外报警、烟雾报警、火焰报警、红外对射报警等，配套ZigBee无线模块进行组网，并通过WiFi网关将环境传感器数据上传至云端，实现云端采集；

10.AI车牌识别系统

AI车牌识别系统主要采用AI摄像头识别技术，提供配套的摄像头模组和屏幕模组，既可识别车牌，也可以识别物体，通过对小车车牌的识别，比对数据库数据，实时显示采集的车牌号码信息，也可自主进行Python的相关开发，实现不同的应用功能；
11.车辆定位系统

在沙盘道路下方，预置了多个低频卡片，通过小车在沙盘上运行，小车上的低频读卡器读取每个卡片，通过每个卡片的ID不同，实现小车在各个不同位置的定位，整个系统是通过ZigBee网络进行数据传输，将小车位置信息发送至上位机软件端，实现软件动画与小车运行轨迹同步，同时软件还具备显示红绿灯和路灯状态的功能；
四、配置清单：

序号	项目	名称	数量	备注
1	沙盘	智能交通实训沙盘	1	1.2m1.2m0.25m
2	调试平台	物联网实验平台	1	一体化供电平台
3	供电底板	3.3V/5V供电底板	13	支持磁吸搭积木
4	单片机	嵌入式STM32模块	13	支持磁吸搭积木
5	无线通讯	ZigBee无线通信模块	13	支持磁吸搭积木
5	无线通讯	WIFI无线通信模块	1	支持磁吸搭积木
6	射频识别	UHF超高频模块(915M)	1	含天线和标签
6	射频识别	LF低频模块（125k）	1	智能小车内置
7	传感器	空气温湿度传感器	1	支持磁吸搭积木
		光照传感器	1	支持磁吸搭积木
		人体红外传感器	1	支持磁吸搭积木
		气体传感器	1	支持磁吸搭积木
		火焰传感器	1	支持磁吸搭积木
		红外对射传感器	1	支持磁吸搭积木
		信号采集传感器	1	支持磁吸搭积木
8	执行控制器	双路继电器执行器	3	支持磁吸搭积木
		舵机执行器	1	支持磁吸搭积木
		风扇模块	1	支持磁吸搭积木
		语音播报模块	1	支持磁吸搭积木
		LED红绿灯模块	1	支持磁吸搭积木
9	智能小车	智能小车	1	支持磁吸搭积木
		智能小车处理器模块	1	支持磁吸搭积木
		自动驾驶碰撞预警传感器	1	支持磁吸搭积木
		自动驾驶磁性巡线传感器	1	支持磁吸搭积木
		自动驾驶红外巡线传感器	1	支持磁吸搭积木
		AI摄像识别模块	1	支持磁吸搭积木
10	云平台	公有云平台	1	支持上云

　　二、智能交通教学实训沙盘的特点
　　1. 真实性强：智能交通教学实训沙盘采用真实比例缩小的城市交通模型，尽可能地还原了现实中的交通设施和车辆，让学生能够更直观地了解交通状况。
　　2. 互动性高：学生可以通过操作沙盘上的设施和车辆，模拟各种交通场景，进行实际操作练习，提高学生的实践能力。
　　3. 信息化程度高：智能交通教学实训沙盘可以实时展示交通流量、拥堵情况、事故处理等信息，帮助学生了解交通管理的实时动态。
　　4. 可扩展性强：智能交通教学实训沙盘可以根据需要增加新的功能模块，如智能信号灯、电子警察等，满足不同课程的教学需求。
　　三、智能交通教学实训沙盘的优势
　　1. 提高学生的实践能力：学生可以通过操作沙盘上的设施和车辆，模拟各种交通场景，进行实际操作练习，提高学生的实践能力。
　　2. 增强学生的理论联系实际能力：智能交通教学实训沙盘可以将理论知识与实际操作相结合，帮助学生更好地理解和掌握交通管理知识。
　　3. 培养学生的创新能力：学生可以通过模拟各种交通场景，发现问题并提出解决方案，培养创新思维和解决问题的能力。
　　4. 提高教学质量：智能交通教学实训沙盘可以使教师更加生动地讲解课程内容，提高教学质量。

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