Examensarbetet började med ett mål att ta fram ett trafikljussystem som är an- passningsbart för olika testscenarion av autonoma bilar. Systemet skulle dess- utom vara enkelt att sätta upp och använda, vara portabelt, robust och energi- snålt. Dessa mål har uppfyllts och trafikljussystemet kan användas för de ända- mål kunden har i dagsläget. Trafikljussystemet kan sättas upp och ställas in i en uppsjö av lägen som kan simulera olika trafikscenarion som finns i verkligen. Det visade även sig vara enkelt att använda det testprogram som skapades i syfte att testa trafikljussystemet. I framtiden är det tänkt att ett liknande testprogram ska implementeras i AstaZeros egna användargränssnitt för att kunna styra och kommunicera med trafikljussystemet. De avgränsningar som sattes i början av arbetet var rimliga och gjorde det möjligt att hinna med det som var tänkt i tid.
34 5 Diskussion och slutsatser
Vissa delar som önskades av företaget men som inte var kritiska krav lades som andrahands krav, vilket visade sig vara fördelaktigt i slutändan då det inte fanns tillräckligt med tid för dessa. När systemet testades ute på testbanan var ett av testen att enbart driva trafikljussystemet på ett 12V batteri, vilket fungerade ut- an några problem. I och med att systemet har ett undersystem som kan optimera energiförbrukningen är det dessutom möjligt att använda ett batteri under en längre period. Systemet har även visat sig vara robust, då det kan användas i oli- ka lägen utan att hamna i ett tillstånd som ej är tillåtet. Ett viktigt område som inte har blivit berört i examensarbetet är säkerheten mot yttre attacker. I och med att det framtagna trafikljussystemet styrs via trådlös kommunikation finns det stor risk att någon annan skulle kunna ta sig in i systemet och orsaka skada. Den här risken existerar även i andra system som blir allt mer uppkopplade mot internet och det finns behov att undersöka dessa typer av brister och arbeta med att förebygga dem. Ett annat område som inte har blivit så berört i arbetet är trafikljussystemets påverkan av temperatur och fysisk åverkan. Det är viktigt att trafikljussystemet kan klara av olika sorters väder och varierande temperaturer, vilket systemet delvis kan i dagsläget men något som behöver undersökas vidare. För framtida arbete finns det ett antal saker som hade kunnat gjorts annorlun- da. En av de första sakerna som hade velat göras om är implementationen av all hårdvara i lådan. Detta beror på att det lades till extra saker under projek- tets gång, som exempelvis de fysiska knapparna, av/på knappen och en antenn, vilket gjorde det svårare att få plats med allt i lådan. Förslagsvis hade det varit bättre om man undersökte mer utförligt kring externa önskade komponenter för trafikljuset innan det fastställs vilken låda som allt ska vara i för att undvika sådana problem. Det hade också kunnat medföra att det blir enklare att kopp- la bort hårdvara från lådan vid utvecklings- eller debug syfte. Att implemente- ra en GNSS, vehicle to infrastructure (V2I) kommunikation eller en applikation
för enklare användning av trafikljussystemet hade också varit önskvärt ifall det fanns mer tid över. Det första experimentet hade gärna gjorts om ifall det fanns mer tid att dels kolla på bättre sätt att mäta energiförbrukningen, samt ha med de externa nätverksmodemen som används ute på testbanan för att kunna mäta ener- giförbrukning i hela systemet. I det tredje experimentet hade det varit önsvärt att kolla på ett bättre sätt att verifiera systemet på, förslagsvis ett verifieringsverktyg. För framtida studier skulle det rekommenderas att i ett tidigt stadie kolla över möjliga externa nätverksmodem som kan användas för att öka räckvidden på nät- verket, då Raspberry Piens egna Wifi-modul har en relativt svag räckvidd. I och med att all information överförs trådlöst är det viktigt att det finns en bra upp- koppling mellan systemen för att undvika längre fördröjningar i meddelanden. En annan rekommendation är att designa systemet och funktionerna på ett väl strukturerat sätt innan man påbörjar utveckling och implementation. Detta med- för att man har en bra bild över hur systemet ska se ut och vad man kan tänkas behöva utveckla, vilket kan spara en stor mängd med tid i slutändan.
Litteraturförteckning
[1] A. Ahmad, R. Arshad, S. A. Mahmud, G. M. Khan, H. S Al-Raweshidy. Earliest-deadline-based scheduling to reduce urban traffic congestion. IEEE, 15(4):1510–1526, 2014. doi: https://doi.org/10.1109/TITS.2014.2300693. [2] S. Misbahuddin, J.A. Zubairi, A. Saggaf, J. Basuni, S. A-Wadany, A. Al-Sofi.
Iot based dynamic road traffic management for smart cities. IEEE, pages 142–146, 2015. doi: https://doi.org/10.1109/HONET.2015.7395434.
[3] BeagleBoard System Reference Manual. Arduino, 2010. Rev. 1.0.
https://www.farnell.com/datasheets/1682209.pdf.
[4] BeagleBoard System Reference Manual. Beagleboard, 12 2009. Rev. 1.0. https://beagleboard.org/static/BBSRMlatest.pdf .
[5] D.G. Costa, C. Duran-Faundez. Open-source electronics plat-
forms as enabling technologies for smart cities: Recent develop-
ments and perspectives. Electronics, 7(12):1–19, 2018. doi:
https://doi.org/10.3390/electronics7120404.
[6] J. A. Lopez, R. Garcia, A. G. Blanco, I. A. Z. Felix. ”traffic lights fuzzy control proposals to improve vehicular flow”, in Electronics, Robo- tics and Automotive Mechanics Conference (CERMA). IEEE, 2007. doi: https://doi.org/10.1109/CERMA.2007.4367721.
[7] K. Nellore, G.P. Hancke. A survey on urban traffic management sy-
stem using wireless sensor networks. sensors, 16(2):1–25, 2016. doi:
https://doi.org/10.3390/s16020157.
[8] Svenska insitutet för standarder. Vägutrusning – Styrapparat för reglering av trafik med trafiksignal – Funktionella säkerhetskrav. Standard, Septem- ber 2017.
[9] R. Hawi, G. Okeyo, M. Kimwele. Techniques for smart traf-
fic control: An in-depth review. International Journal of Compu-
ter Applications Technology and Research, 4:566–573, 2015. doi:
https://doi.org/10.7753/IJCATR0407.1014.
36 Litteraturförteckning
[10] G. Shahzad, H. Yang, A. W. Ahmad, C. Lee. Energy-efficient intelligent stre- et lighting system using traffic-adaptive control. IEEE, 16(13):5397–5405, 2016. doi: https://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2557345.
[11] S. Lokesh and T. Prahlad Reddy. An adaptive traffic control system using raspberry pi. International Journal of Engineering Sciences & Research Te- chnology, pages 831–835, 2014.
[12] S. I. Guler, M. Menendez, L. Meier. Using connected vehicle technology to improve the efficiency of intersections. Elsevier, 46:121–131, 2014. doi: https://doi.org/10.1016/j.trc.2014.05.008.
[13] G. Cocorullo, P. Corsonello, F. Frustaci, L. Guachi, S. Perri. ”embed- ded surveillance system using background subtraction and raspberry pi”, in AEIT International Annual Conference (AEIT). IEEE, 2015. doi: https://doi.org/10.1109/AEIT.2015.7415219.
[14] M. Magno, T. Polonelli, L. Benini, E. Popovici. A low cost, highly
scalable wireless sensor network solution to achieve smart led light
control for green buildings. IEEE, 15(5):2963–2973, 2015. doi:
https://doi.org/10.1109/JSEN.2014.2383996.
[15] Qt. About qt. https://wiki.qt.io/About_Qt, 2019. Hämtad: 2019- 05-17.
[16] J.-F. Bonnefon, A. Shariff, I. Rahwan. The social dilemma of autonomous vehicles. American Association for the Advancement of Science, 352:1573– 1576, 2016. doi: https://doi.org/10.1126/science.aaf2654.
[17] Raspberry Pi Compute Module 3 data manu-
al. Raspberry Pi Ltd, 10 2016. Rev. 1.0.
https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/computemodule/datasheets/rpiDAT ACM1p0.pdf . [18] Sk Riyazhussain, C.R.S Lokesh, P. Vamiskrishna, Goli Rohan. ”raspberry pi
controlled traffic density monitoring system”, in International Conference on
Wireless Communications, Signal Processing and Networking. IEEE, 2016. doi:
https://doi.org/10.1109/WiSPNET.2016.7566322.
[19] E. Basil, S.D. Sawant. ”iot based traffic light control system
using raspberry pi”, in International Conference on Energy, Commu-
nication, Data Analytics and Soft Computing. IEEE, 2017. doi: https://doi.org/10.1109/ICECDS.2017.8389604.
[20] Swarco. Swarcos hemsida. http://www.swarco.se/, 2019. Hämtad: 2019-05-20.
[21] A. Maslekar, M. K, S. Tuppada. Smart lighting system
using raspberry pi. IJIRSET, 4(7):2319–8753, 2015. doi:
Litteraturförteckning 37
[22] P. Elejoste, I. Angulo, A. Perallos, A. Chertudi, I. J. G. Zuazola, A. Moreno, L. Azpillicueta, J. Astrain, F. Falcone, J. Villadangos. An easy to deploy street light control system based on wireless communication and led technology. sensors, pages 6492–6523, 2013. doi: https://doi.org/10.3390/s130506492.
[23] B. Zhou, J. Cao, X. Zeng, H. Wu. ”adaptive traffic light con-
trol in wireless sensor network-based intelligent transportation system”, in IEEE 72nd Vehicular Technology Conference. IEEE, 2010. doi: https://doi.org/10.1109/VETECF.2010.5594435.
Bilaga 1 – Komponentslista och
kretsschema
Listan med komponenter och hårdvara som användes för vardera trafikljussy- stem presenteras i tabell 1.
Komponent Antal (st) 100ohm resistor 3 330ohm resistor 4 1Kohm resistor 3 10Kohm resistor 3 5mm LED 7 Relämodul 5V 3 Raspberry PI 3 1 TP200x3 trafikljus 1
Spänningsomvandlare (inspänning: 12-24V, utspänning: 5V) 1
12-24V spänningskälla 1
Micro-USB kabel från spänningsomvandlaren till Pien 1
Återfjädrande tryckknapp (NO) 3
EL816 DIP-4 optokopplare 3
Tabell 1:Komponentslista för trafikljussystemet.
40 Bilaga 1 – Komponentslista och kretsschema
I figur 1 kan man se det fullständiga kretsschema av trafikljussystemet.
Bilaga 2 – Flödesscheman
Nedan följer ett antal flödesscheman för tillstånden SERVER MODE, RASPBER- RY PI MODE, READY och RUNNING hos trafikljussystemet. Ett flödesschema för att kontrollera kombinationer av ljus kommer även presenteras. Dessa använ- des som mall vid utveckling av trafikljussystemet.
I figur 2 kan man se flödesschemat för när trafikljussystemet är i tillståndet SER- VER MODE, där alla meddelanden från Maestro hanteras.
42 Bilaga 2 – Flödesscheman
43
I figur 3 kan man se flödesschemat för när trafikljussystemet är i tillståndet RASPBERRY PI MODE, där den hanterar alla meddelanden som kommer från det andra trafikljussystemet.
44 Bilaga 2 – Flödesscheman
I figur 4 kan man se flödesschemat för när trafikljussystemet är i tillståndet READY.
45
I figur 5 kan man se flödesschemat för när trafikljussystemet är i tillståndet RUNNING.
46 Bilaga 2 – Flödesscheman
I figur 6 kan man se flödesschemat över hantering av trafikljus kommandon, detta schema är en underdel av flödesschemat i tillstånden READY och RUN- NING.