Intelligentes Ampelsteuerungssystem mit Echtzeitdaten

Komponenten und Zubehör

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE
• Android Studio
• MySQL-Datenbank-Hosting (z. B. freemysqlhosting.net)

Projektbeschreibung

Einführung

Stau nervt jeden – und wird immer schlimmer. Was, wenn intelligente Ampeln das ändern könnten? Wir haben ein Traffic Light Information System entwickelt, das dem Fahrer die optimale Geschwindigkeit anzeigt, um die nächste Grünphase zu erreichen, ohne das Tempolimit zu überschreiten. Muss der Fahrer doch an Rot warten, zeigt das System die verbleibende Wartezeit bis zur nächsten Grünphase an.

Funktionsweise

Eine Ampel sendet Daten über die Dauer der aktuellen Grünphase bzw. die Zeit bis zur nächsten Grünphase an eine Online-Datenbank. Eine Smartphone-App (oder ein GPS-Gerät) ruft diese Daten ab, berechnet die empfohlene Geschwindigkeit und zeigt einen Countdown an, falls Warten unvermeidbar ist.

Beispiel

Sie fahren in einer 70 km/h-Zone. Die Ampel vor Ihnen ist rot und wird in 30 Sekunden grün. Sie sind 500 m entfernt – das System empfiehlt, mit 60 km/h weiterzufahren, um die Grünphase genau zu erreichen.

Projektdemonstration

Zur Demonstration bauten wir eine Ampel mit Arduino Yun (3 LEDs + RTC). Die Phasenwechsel erfolgen in festen Intervallen. Der Arduino Yun speichert die Unix-Zeitstempel der kommenden Grün-/Rotphasen und aktualisiert via PHP-Skript die MySQL-Datenbank. Eine Android-App (Android Studio) holt die Daten per JSON ab, berechnet die empfohlene Geschwindigkeit und zeigt den Countdown an.

Für die Distanzmessung zum Fahrzeug nutzen wir ein Ultraschallmodul (HC-SR04) am Sender-Arduino, das die Entfernung per 433 MHz Funk an den Empfänger (Arduino Yun) sendet. Dieser aktualisiert die Distanz in der Datenbank, sodass die App exakt rechnen kann.

Aufbauanleitung

1. Online-MySQL-Datenbank erstellen (z. B. freemysqlhosting.net).
2. Tabelle TrafficL_data anlegen (Struktur siehe Projektbilder).
3. Hardware Sender aufbauen (Schaltplan „Arduino Transmitter“).
4. Arduino Transmitter Code hochladen.
5. Arduino Yun mit WLAN verbinden.
6. Linux-Server des Arduino Yun via PuTTY konfigurieren:

   opkg update
   opkg install php5-mod-mysqli php5-cli nano
   nano /mnt/sda1/MySQL_UpdateTrafficLData.php
   chmod 755 /mnt/sda1/MySQL_UpdateTrafficLData.php
   nano /mnt/sda1/MySQL_UpdateDistance.php
   chmod 755 /mnt/sda1/MySQL_UpdateDistance.php
   

7. Hardware Empfänger (Arduino Yun) aufbauen (Schaltplan „Arduino Yun Receiver“).
8. Arduino Receiver & MySQLdb Code hochladen.
9. Seriellen Monitor öffnen – Datenfluss prüfen.
10. Android-Studio-Projekt kompilieren & auf Smartphone installieren (URL in MainActivity.java anpassen).

Alternative: ESP8266 statt Arduino Yun

Kostengünstigere Variante mit ESP8266 (z. B. NodeMCU) und 000webhost.com:

1. Account auf 000webhost.com erstellen, Website & Datenbank anlegen.
2. CreateTable.php und PostDemo.php hochladen, Zugangsdaten eintragen.
3. Tabelle via CreateTable.php erstellen.
4. ESP8266-Paket in Arduino IDE installieren (Board-Manager-URL: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json).
5. ESP8266PostDemo.ino aufspielen (sendet alle 10 s Testdaten).
6. PHP-Skript auf Server anpassen, dann die ursprünglichen Arduino-Yun-Funktionen MySQL_UpdateTrafficLData() und MySQL_UpdateDistance() entsprechend ersetzen.

Tipp: Komponenten einzeln testen, bevor alles kombiniert wird.

Quellcode

• Arduino Transmitter Code
• Arduino Receiver & MySQLdb
• MySQL_UpdateTrafficLData.php
• MySQL_UpdateDistance.php
• EchoJSON.php
• MainActivity.java
• AndroidManifest.xml
• strings.xml
• activity_main.xml

Die vollständigen Codes finden Sie im Originalprojekt (GitHub/Projektseite).

Schaltpläne

Sender: RF 433 MHz TX → Pin 3; HC-SR04 Trig → Pin 5, Echo → Pin 6.
Empfänger: RF 433 MHz RX → Pin 3; LEDs Rot→5, Gelb→6, Grün→7; DS3231 SCL→Pin 3, SDA→Pin 2 (Arduino Yun).