O sandboard é apresentado em modo de sandboard, composto por modelo de sandboard, sistema inteligente de gerenciamento de veículos, sistema de rastreamento de veículos, sistema de estacionamento inteligente AI, sistema de controle ETC, sistema de comunidade inteligente, sistema de monitoramento ambiental urbano, sistema de controle de iluminação urbana, sistema de alerta precoce de seções de estrada perigosas, sistema de indicação de semáforos, sistema de detecção de tráfego de veículos, sistema de controle central, sistema de experiência de realidade virtual VR, sistema de controle de terminal móvel, sistema de relações de rede inteligente, servidor de nuvem da Internet das Coisas. A cena inclui principalmente o controle inteligente de ônibus, sinalizadores de tráfego, sistemas de controle ETC, estacionamento inteligente, monitoramento de seções perigosas, monitoramento ambiental, aplicações de Internet das Coisas, luzes de rua inteligentes, monitoramento de tráfego de veículos, reconhecimento de placas, localização de veículos, etc. Sensores e atuadores da função correspondente estão dispostos na cena. A sandbox incorpora e implementa as seguintes funcionalidades: comunidades inteligentes, transporte inteligente, estacionamento inteligente, monitoramento ambiental, aplicações de rede física, planejamento de caminhos e aplicações de realidade virtual VR. Entre eles, o transporte inteligente é refletido principalmente na rede rodoviária, ônibus e estacionamento na areia, e outras funções correspondem a áreas específicas na areia. Através de um aprendizado abrangente do sistema, orienta os alunos a começar do zero para entender gradualmente a aplicação e o desenvolvimento da tecnologia IoT na área de cidades inteligentes, ao mesmo tempo em que fornece soluções técnicas para resolver congestionamento urbano moderno, acidentes rodoviários, dificuldades de estacionamento, incêndios urbanos, gestão de transportes públicos, segurança comunitária, gestão de iluminação urbana, fuga de acidentes de trânsito, taxas etc.

Figura 1 Diagrama do produto

O carro inteligente no disco de areia usa o modo de navegação magnética AGV para operar, onde a faixa magnética fornecida para a navegação magnética do carro está enterrada abaixo da superfície da faixa de areia, a faixa magnética não pode ser vista do disco de areia e não estraga a beleza geral do disco de areia.

A rede utiliza a tecnologia ZigBee para a interconexão, onde o ZigBee usa parcialmente o processador CC2530 e fornece um nó de módulo CC2530 independente, a instalação do nó CC2530 usa o método de conexão de cartão, que pode ser desmontado sem nenhuma ferramenta, sem a necessidade de fixação de cola ou parafuso, facilitando a desmontagem e a reconstrução secundária dos alunos.

A realidade virtual VR aumenta a experiência do sandboard, experimentando a rota de movimento do carro inteligente no modelo do sandboard através da primeira visão do carro inteligente, tornando o sandboard mais próximo da realidade.

Figura 2 Interface do sistema de cidade inteligente VR

Sistema de Gestão de Veículos Inteligentes

O sistema tem uma rota completa de ônibus e configura um conjunto de placas de parada inteligentes, placas de parada inteligentes mostram a localização do ônibus e a rota de ônibus em tempo real, dando aos usuários a localização mais recente do ônibus, facilitando a escolha do ônibus adequado; Também exibe informações ambientais em tempo real do sistema de aplicativos IoT para fornecer aos usuários as informações meteorológicas mais atualizadas.

Dispositivos envolvidos: componentes como veículos inteligentes, telas seriais, placas de controle de nós M3 e placas de núcleo de comunicação ZigBee.

Sistema de rastreamento de veículos

O sistema combina a tecnologia de processamento de imagem para permitir que o computador identifique, rastreie e envie automaticamente informações de localização para o sistema de controle central. As principais funções deste sistema incluem funções específicas de localização de marcas e rastreamento de objetos em movimento.

Dispositivos envolvidos: cabos de extensão de amplificação de sinal USB, câmeras de localização de imagem e outros componentes.

Sistema de controle ETC

Os sandboards são equipados com portas de entrada e saída ETC para carregar inteligentemente os veículos que passam sem a necessidade de intervenção manual. Os custos são cobrados de acordo com o modelo do veículo e os serviços solicitados. O leitor de cartões UHF lê automaticamente as informações do veículo e faz feedback em tempo real para o sistema de aplicação da Internet das Coisas e é programado pelo sistema de aplicação, o sistema ETC controla automaticamente a barra eletrônica, quando o veículo passa, a baranda da porta levanta automaticamente, simula a taxa automática, depois que o veículo passa, a baranda cai automaticamente para alcançar a taxa de não estacionamento.

Equipamento envolvido: módulo de leitura e gravação de ultra-alta frequência 915M, placa de núcleo de comunicação ZigBee, módulo de controle de gateway, sensor de reflexão de difusão infravermelho e outros componentes

Sistema Comunitário Inteligente

O sandboard é equipado com um sistema de comunidade inteligente, através da conexão de pontos de sensor de incêndio doméstico, alerta doméstico precoce, identificação de bairros, agendamento automático de incêndio, agendamento de rota otimizado e passagem prioritária de incêndio, etc., para alcançar o primeiro aviso precoce de riscos de incêndio, o incêndio do futuro é um incêndio inteligente baseado na Internet das Coisas. O sistema coloca os sensores relevantes para a detecção de aplicações da Internet das Coisas no local apropriado, principalmente os sensores de fumaça, gás combustível, chama, infravermelho humano e outros, após a coleta de dados do sensor, os dados são carregados em tempo real através do sistema de relações de rede inteligente sem fio ZigBee, o sistema de relações de rede inteligente agrega e carrega os dados correspondentes para o servidor para obter informações e agendar o sistema de aplicações da Internet das Coisas e outros.

Equipamentos envolvidos: sensores de fumaça, sensores de gás, alarmes de chama, sensores de infravermelho do corpo humano e outros componentes.

Sistema de Monitoramento Ambiental Urbano

O sistema coleta dados ambientais em tempo real através de sensores para alertar a polícia em caso de condições ambientais especiais. O sensor se comunica com o painel de controle do nó através de um 485, usando o protocolo de ônibus Modbus. Faça o upload para o gateway inteligente através do ZigBee, que agrega e envia os dados para o servidor.

Equipamentos envolvidos: sensores de luz, sensores de temperatura e umidade do ar, sensores de PM2.5, sensores de velocidade do vento e outros componentes.

Sistema de controle de iluminação urbana

A bala de areia está equipada com luzes de rua em ambos os lados da estrada, simulando o controle real da luze de rua, o sistema de controle de luzes de rua inteligente oferece o modo de controle inteligente e o modo de controle do período.

Modo de controle inteligente: o sistema realiza o controle total da luz de rua com base em dados de iluminação em tempo real.

Modo de controle de período: controle global da luz de rua com parâmetros de tempo predefinidos.

Dispositivos envolvidos: placas de controle de nós M3, placas de núcleo de comunicação ZigBee, módulos de iluminação de rua e outros componentes.

Sistema de alerta precoce de estradas perigosas

O monitoramento de seções perigosas é configurado em seções de alta velocidade, quando ocorrer uma anomalia, o alarme acústico local é acionado e as informações de alarme desse segmento são carregadas para o gateway inteligente, que implementa o processamento de fechamento de emergência nesse segmento.

Equipamentos envolvidos: alarmes sonoros, detectores de infravermelhos de feixe único, sensores de chuva e neve, câmeras de Internet sem fio e outros componentes.

8. sistema de comando de semáforos

Oferece tempos fixos e ajustes dinâmicos em ambos os modos. No modo de ajuste dinâmico, o sistema pode ajustar dinamicamente o intervalo de luz verde de acordo com o tamanho do tráfego do veículo. O sistema também pode ser combinado com o sistema de controle central para permitir a passagem prioritária de um veículo específico.

Dispositivos envolvidos: placa de controle de nós M3, placa de núcleo de comunicação ZigBee, sinalizadores de tráfego e outros componentes.

9. Sistema de detecção de fluxo de veículos

Inserir um sensor de reflexão de difusão de infravermelho na encruzilhada para contar os veículos que passam, permitindo o monitoramento em tempo real do tráfego de veículos na estrada principal e notificação de tráfego e alerta precoce em tempo útil através do painel de inteligência de tráfego.

Dispositivos envolvidos: placas de controle de nós M3, placas de núcleo de comunicação ZigBee, sensores de reflexão de difusão infravermelho e outros componentes.

Sistema de controle central

Uma interface gráfica facilita o gerenciamento intuitivo do dispositivo pelo operador. Realizar a configuração de parâmetros do sistema de estacionamento inteligente e o monitoramento em tempo real, a configuração de parâmetros do sistema de sinalizadores de trânsito e o monitoramento em tempo real, a configuração de parâmetros do subsistema ETC e o monitoramento em tempo real do sistema de estação de monitoramento ambiental, o monitoramento do sistema de seções perigosas da estrada, o monitoramento do sistema de aplicações da Internet das Coisas e o cronograma conjunto de cada sistema.

Equipamento envolvido: componentes como máquinas de toque vertical.

Sistema de controle de terminal móvel

Os usuários podem acessar o sistema através de terminais móveis, PADs ou outros dispositivos Android para realizar consultas de estado em tempo real de informações ambientais do sistema de treinamento, informações de ônibus, informações de seções de estrada de alta velocidade, etc.

Dispositivos envolvidos: componentes como terminais móveis de código aberto.

12. Relações de rede inteligente

Baseado em um sistema de serviços em nuvem da IoT para agregação de dados, análise de dados, upload de dados e interação. O gateway agrega e carrega dados em tempo real de sistemas como ônibus inteligentes, sinalizadores de tráfego, controle ETC, estacionamento inteligente, monitoramento de seções perigosas, monitoramento ambiental, aplicações de Internet das Coisas, sinalizadores inteligentes, monitoramento de tráfego de veículos e outros, ao mesmo tempo que encaminha as instruções do sistema de controle central para cada sistema.

Dispositivos envolvidos: gateways da IoT, coordenadores sem fio, roteadores sem fio e outros componentes.

Antecedentes do projeto:

Na sociedade moderna, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de computador, o nível de aplicação da informática está aumentando e o modelo urbano tradicional sofre um grande impacto. A crescente necessidade de inteligência nas áreas de subsistência, proteção ambiental, segurança pública, transporte e serviços urbanos, como usar a tecnologia da informação avançada para alcançar a gestão e operação inteligentes da cidade, criando uma vida melhor para as pessoas nas cidades, promovendo a harmonia e o crescimento sustentável da cidade, tornou-se uma nova direção de pensamento para todos os países e grandes empresas. Neste contexto, surgiu a construção de cidades inteligentes. Isso não só impulsionou a evolução das cidades no sentido tradicional para um novo tipo de cidade inteligente, mas também elevou as exigências para a construção e o desenvolvimento de cidades inteligentes que correspondem à formação de talentos técnicos relativamente altamente qualificados, a construção de um sistema de cursos centrado em competências, o fortalecimento da ligação entre cursos teóricos e aplicações práticas, a formação de habilidades práticas dos alunos, a construção de uma base de treinamento perfeita e outras necessidades também são iminentes.

Projeto 1: Cenário do sistema de taxa sem estacionamento ETC

Descrição do cenário: Veículos simulados usam ETC para passar por uma estação de cobrança de alta velocidade. Os sandboards são equipados com portas de entrada e saída ETC para carregar inteligentemente os veículos que passam sem a necessidade de intervenção manual. Os custos são cobrados de acordo com o modelo do veículo e os serviços solicitados. O leitor de cartões UHF lê automaticamente as informações do veículo e faz feedback em tempo real para o sistema de aplicação da Internet das Coisas e é programado pelo sistema de aplicação, o sistema ETC controla automaticamente a barra eletrônica, quando o veículo passa, a baranda da porta levanta automaticamente, simula a taxa automática, depois que o veículo passa, a baranda cai automaticamente para alcançar a taxa de não estacionamento.

Dispositivos envolvidos: tela de porta serial, módulo de leitura e escrita de ultra-alta frequência 915M, placa de controle de nó M3, placa de núcleo de comunicação ZigBee, módulo de controle de porta de entrada, sensor de reflexão de difusão infravermelho e outros componentes.

Projeto 2: A cena de um ambulância preso no tráfego

Sinopse: Simula uma ambulância que transporta um paciente estancando devido ao engarrafamento, o sistema ajusta automaticamente a cena para que ele passe sem problemas e chegue ao hospital. Primeiro, o sistema de controle central combina a tecnologia de processamento de imagem para permitir que o computador identifique e rastreie automaticamente os veículos no sandbox e envie informações de localização para o sistema de controle central. Em seguida, o sistema de controle central determina a rota mais rápida para a ambulância chegar ao hospital de acordo com o feedback em tempo real do sensor de reflexão de difusão de infravermelho colocado na encruzilhada. Finalmente, o sistema de controle central pode ajustar dinamicamente o intervalo de luz verde de acordo com o tamanho do tráfego do veículo, permitindo que a ambulância passe com prioridade.

Sistemas envolvidos: sistema de rastreamento de veículos, sistema de indicação de semáforos, sistema de detecção de tráfego de veículos, sistema de controle central

Dispositivos envolvidos: cabo de extensão de amplificação de sinal USB, câmera livre de direção, placa de controle de nó M3, placa de núcleo de comunicação ZigBee, sinais de tráfego, sensores de reflexão difuso infravermelho e outros componentes.