智能交通灯控制系统
毕业设计 [论文] 题目：智能交通灯控制系统设计
系别：电气与电子工程系
专业：自动化
姓名：凡建超
学号：122408116
指导教师：任琦梅
河南城建学院
2012年05月20日
·成绩评定·
一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导
教师和评阅教师，由指导教师和评阅教师审阅，写出评语并评分。
二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办
法，在参考指导教师和评阅教师评定结果的基础上，评定每个学生的成绩。系
对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,
最终确定成绩，并向学生公布。
三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。
四、具体评分标准和办法见《河南城建学院毕业设计（论文）工作管理规程》。
毕业设计（论文）成绩评定
班级姓名学号
综合成绩：分（折合等级）
答辩小组组长签字年月日
·指导教师评定意见·一、评语：
二、评分：
（1）理工科评分表
评分项目工作态度与纪律
（10分）
毕业设计（论文）完
成任务情况与水平
（40分）
数据处理、
文字表达
（10分）
基础理论和基
本技能
（20分）
创新能力
（20分）
合计
（100分）
评分
（2）文科评分表
评分项目文献阅读与文献综述
（20分）
外文翻译
（10分）
论文撰写质量
（40分）
学习态度
（10分）
论证能力与创新
（20分）
合计
（100分）
评分
指导教师签字：年月日
·评阅教师评定意见·一、评语：
二、评分：
评分项目规范化程度
（10分）
数据处理、文字表达
（10分）
质量
（正确性、条理性、
创造性、实用性）
（40分）
成果的技术水平
（科学性、系统性）
（40分）
合计
（100分）
评分
评阅教师签字：
年月日
·答辩小组评定意见·一、评语：
二、评分：
评分项目完成任务情况
（20分）
毕业设计（论文）质量
（40分）
表达情况
（15分）
回答问题情况
（25分）
合计
（100分）
评分
答辩小组成员签字：
年月日
毕业答辩说明
1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，
并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。
2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。
3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。
4、答辩中要有专人作好答辩记录。
摘要
根据十字路口交通灯的控制要求，采用PLC实现智能交通灯的时序控制。然后通过传感器完成对交通异常情况的智能判别及处理。在系统设计中，使用传感器采集车辆脉冲，用PLC高速计数器对脉冲进行计数，将该数据转换为标准脉冲信号作为可编程逻辑控制器的控制输入，根据取得的数据运用一定的控制原则自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少车辆滞留现象。提出了基于PLC查表方式实现模糊控制的控制方法。结果表明：用基于PLC的模糊控制器可以较好的实现交通灯的智能控制，对改善交通的很好的作用。
关键词：PLC，交通灯，智能控制，模糊控制器
Abstract
According to the control request of the intersections transportation light, adopt the cycle time control that the PLC carries out the intelligence transportation light.Then pass to spread the feeling machine to complete to the transportation intelligence discretion and processings of the excrescent circumstance.In system design, the usage spreads the feeling machine to collect the vehicle pulse, counting the machine to carry on count to the pulse with the high speed of PLC, converting that data as the control importation that the standard pulse signal is the programmable logic controller, making use of the time length that the certain control principle regulates the traffic lights automatically according to the data that obtain, reducing the vehicle to be detained the phenomenon with maximum limit.Put forward to check the control method that the watch method carries out the misty control according to the PLC.The result enunciation:Use the intelligence control that can compare to carry out the transportation light goodly according to the PLC misty controller, to improve good function of the transportation.
Keyword:PLC,Transportation light,The intelligence control,Misty controller
目录
摘要 ................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 引言 . (1)
1 控制系统设计总体思路 (2)
2器件选型 (4)
2.1可编程控制器 (4)
2.1.1可编程控制器简介 (4)
2.2.2 PLC的选型 (5)
2.3环形线圈车辆检测器 (6)
2.3.1 环形线圈车辆检测器的工作原理 (7)
2.3.2 环形线圈车辆检测器的选型 (8)
3 电路硬件部分设计 (9)
3.1车流量采集 (9)
3.2系统电路连接线路图 (9)
3.3PLC的I/O口分配 (10)
4 智能交通灯的模糊控制实现 (11)
4.1模糊控制概述 (11)
4.2模糊控制器设计的基本过程 (12)
4.3模糊控制器的PLC实现方法 (13)
4.3.1模糊控制策略 (13)
4.3.2程序设计流程 (14)
4.3.3模糊控制查询表查询程序设计 (15)
5 智能交通灯控制系统软件部分设计 (17)
5.1车辆计数程序 (17)
5.2倒计时显示程序 (17)
5.3急行车通行程序 (19)
结束语 (21)
参考文献 (22)
致谢 (23)
附录智能交通灯控制系统程序梯形图 (24)
引言
随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重。因此为了保障城市交通有序、安全、快速的运行，提高城市路网的通行能力及实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。传统的十字路口交通灯的控制方法是：事先经过车辆的流量调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较实用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种多等少的现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，这不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。况且这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的。由此可见，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，十字路口简单的双向红绿灯的控制已不能满足现实生活的需要。
为了适应现代社会道路车流量越来越大的实际情况，一种以微电脑技术为核心的自动控制装置的可编程逻辑控制器（PLC）被广泛应用于交通灯的控制领域。本设计在原有控制系统的基础上采用了新的控制方式，是系统更加具有实用性和便捷性。智能交通灯控制系统利用工控机结合智能控制技术可以提高车辆通行效率，使车辆滞留数量最少化。设计的智能交通灯控制系统尽量可靠、经济，使大多数城市能够使用。在未来的工业发展中，交通灯的研究慢慢地走向人性化、自由化和便利化，因此，交通灯控制系统的设计还存在非常广阔的研究价值。
1 控制系统设计总体思路
控制要求:对单叉路口交通灯控制系统进行设计；交通灯控制系统包括直行、左转、右转指示灯，并可以数字显示等待时间；可以检测两个方向的车流情况，随即调整红绿灯时间；可以根据急行车（如救护车）的通性方向，强制使此方向临时通行。
根据十字路口交通灯的控制要求，采用PLC 设计实现正常交通的时序控制，其特点是非常可靠，容易实现开关量顺序控制和逻辑控制，具有很高的工作可靠性和抗干扰能力。然后通过传感器完成对交通异常情况的智能判别及处理。在系统设计中，使用传感器采集车辆脉冲，用PLC 高速计数器对脉冲进行计数，将该数据转换为标准脉冲信号作为可编程逻辑控制器的控制输入，根据取得的数据运用一定的控制原则自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少车辆滞留现象。该方案经济、可靠，具有一定的实用性。
图1.1 交通灯控制系统原理框图
确定信号相位方案，是将信号轮流分配给某些方向的车辆或行人以便确定通行顺序，即在一个信号周期内安排若干控制状态，并合理的安排这些控制状态的显示次序。每一个控制状态，即对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，成为一个信号相位。在城市交叉路口中，合理地进行信号相位的设计可以达到部分或全部消除交通冲突的目的。相位数及其组合方法对交通控制的效率有决定性的影响。一般来讲，相位越多，分离交通冲突点越少，交通秩序就比较好，但车辆通过交叉路口的时间会比较长，路口的通行率也比较低；反之交叉路口相位数少，交叉口处交通冲突点会比较多，但车辆通过时间短，路口通行效率高。因此合理的设计信号相位是交叉口信号控制的关键之一。
任意交叉口的信号相位数目不是单一的，而是多种多样的，这要依据具体交通情况而定。一般来讲，再设计信号相位时，要考虑以下原则：
（1） 根据各个进口道的方向绘制交通流线。
（2） 绘出相互不交叉，或者不汇合的交通流线，对其中能够统一的组合进
行整理，给予一个相位分配。
（3） 路口左右转车辆的转向行驶，对正常的交通运行影响较大，处理不好，
往往会减少道路通行能力，容易引发交通事故。这样就应根据转弯车
传感器
PLC
交通信 号灯
数目，决定是否使用左右转弯专用相位和行人专用相位。
（4） 一般来讲，相位数越少则效率越高。相位数多会使分配给各相位的时
间减少，同时会使相位转换时的清路口时间（黄灯时间+红灯时间）变长，增加了损失时间。因此要认真研究交叉路口的结构、路面标线和交通规则。
（5） 当一个交叉口左转车辆较少，或者饱和度比较低时，其相位数要尽可
能少；当交叉口左转车辆较多，或过街行人、自行车较多并与右转车辆相冲突时，相位数目可适当增加。
（6） 在实际中，相位在一个交叉口一经确定，考虑到人们的习惯，一般不
要轻易改变。这就要求在相位设计阶段要仔细研究，但目前国内外还没有最佳的相位设计法。
信号相位方案一般用信号配时图表示。如最基本的两相位信号配时图。其中第一相位，对不同方向显示的灯色组合是东西向道路放绿灯，南北向道路放红灯，即给东西向车辆以通行权，南北向车辆不准通行。第二相位改东西向道路放红灯，南北向道路放绿灯，即给南北向车辆以通行权。
两相位配时方案应用较为广泛，但在交叉路口进口道又设有专用左转车道时，可考虑用三相位信号配时方案。其中专用左转相位需用绿色左转箭头灯。三相位配时方案各口道不同方向的信号灯色组合为：对东向南和西向北左转车放绿色左转箭头灯，东、西及南、北直行车流均放红灯；另外两个相位同前。若只是西侧进口道左转车较多，则可以选用另一种单侧左转相位。信号组合是对西侧进口道放绿灯，其他方向均放红灯，即西侧左、直、右有通行权，其他各向车辆均不准通行。若单侧左转相位放在东西通车相位之前，称之为前导左转相或早启左转相；若在东西相之后，称之为后延左转相或迟断左转相。
如果左转车数量比较大，那么左转车仅依靠对直行车的空挡穿过交叉路口是比较困难的容易引发交通堵塞，这就要求为左转车提供专用相位。为了使交通冲突点最少化，采用四相位交通控制。交通控制四相位转换图如图1.2所示。
图1.2 交通控制四相位转换图
南北直行
南北左转
东西直行
东西左转 初始
2器件选型
2.1可编程控制器
2.1.1可编程控制器简介
可编程控制器（简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。他具有体积小，功能强，灵活通用与维护方便等一系列优点，特别是他的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，而备受用户的青睐。在多个工业领域获得了广泛应用。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。其有如下特点：
1可靠性高，抗干扰能力强。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2配套齐全，功能完善。适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3易学易用，深受工程技术人员欢迎。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算
机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
5体积小，重量轻，能耗低。以超小型PLC为例，新近出产的品底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2.2.2 PLC的选型
三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出16～25 点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。该系统配置即固定又灵活；编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；具有共同的外部设备。
在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。程序容量：内置800步RAM （可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。
该控制系统选用三菱FX2N系列PLC，根据输入输出点数，选用型号为FX2N-64MS，晶闸管输出，外部电源为AC85~240V，最大灯负载为30W，感性负载15VA/AC100V。响应时间ON时为1ms，OFF时为10ms，光电可控硅隔离。输入点数为32，输出点数为32，扩展模块可用点数为48~64，其每条指令执行时间为0.08üs，具有27条基本指令，两条步进指令和298条功能指令；有3072点辅助继电器、1000点状态继电器、256点定时器、235点计数器、
8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针和15点中断指针，内附8K步RAM，最大可达16K，最大可扩展256个I/O点。其能完成复杂的数据处理、数值运算，实现高难度控制。
2.3环形线圈车辆检测器
交通传感器是将有关交通流信息等物理量的形式转化为电子量，然后通过传输线路传送到信号控制器的信息处理部分进行处理，其主要用于检测车辆的存在与速度等参数。该检测器类型比较多，其工作原理大致可分为两类：（1）检测能使某种开关触点闭合的机械力；（2）检测因车辆的运动或存在引起的能量变化。压力检测器就是利用机械力检测的例子，而利用能量变化进行检测则有环形线圈检测器超声波检测器等等。按照能否检测静止车辆来分，检测器可分为两类。有些检测器如环形线圈、磁强计检测器能检测存在于检测区域的静止或运动的车辆，这类检测器称为存在型检测器；而另一类检测器只能检测运动通过检测区域的车辆，这类检测器称作通过型检测器。检测器还可以检测和交通有关的环境条件，以便在出现有害的环境条件时能够对交通进行控制或提出警告。
超声波检测器是一种在高速公路上应用较多的检测器，它利用车辆形状对超声波波前的影响来实现检测。超声波车辆检测的探头具有发射和接受双重功能，被设置于道路的正上方或斜上方，向路面发射超声波，并接收来自车辆的反射波。其不足之处是容易受环境的影响，当风速6级以上时，反射波产生飘移而无法正常检测；探头下方通过的人或物也会产生反射波，造成误检。所以超声波检测器要按照一定的规范安装。
基于光学原理的车辆检测器用得比较多的是红外检测器与激光检测器红外检测一般采用反射式或阻断式检测技术。例如反射式检测探头，它包括一个红外发光管和一个接收管。无车时，接收管不受光；有车时，接受车体反射的红外线。其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲，经红外探头向道路上辐射，当由车辆通过时，红外线脉冲从车体反射回来，被探头的接收管接收。经红外调解器调解，再通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号。这类检测器存在的缺点是：工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。
雷达检测器是基于多普勒效应原理进行工作的。其原理是：当发射换能器向地面发射微波时，如果由车辆在微波发射线的覆盖区域内通过，会视部分微波发生反射，且被接收换能器收到。根据多普勒效应，接收到的微波频率将比原发射频率略高或略低，即产生频差（频率偏差）。利用检测电路，将频差转化为脉冲信号，即可检测车辆的存在或通过，同时也可以测定车速。雷达检测器要求车辆
速度至少在5km/h 以上，只有这样才能可靠的检测到车辆的存在。
环形线圈检测器出现于20世纪60年代。它是现代交通控制中使用最为广泛的交通检测器。它能够测量一切需要测量的控制参数，并且与它的能力相比，它的价格是比较低的。目前来说，环形线圈仍具有足够的准确性和可靠性。
2.3.1 环形线圈车辆检测器的工作原理
埋设在道路下面的环形线圈电感元件与检测器内的电容及附加电路组成电容三点式振荡电路。车辆通过时对检测器最直接的作用的是引起整个回路的总电感变化，其中包括两个部分，一部分是环形线圈的自感，另一部分是环形线圈与车辆金属底盘之间的互感。具体地说是当车辆经过埋有环形线圈的道路上方时，根据电磁感应原理和楞次定理，车体的金属底盘产生自成闭合回路的感应涡流，这个涡流又产生了与原闭合回路中磁场相反的新磁场，导致线圈的总电感量减小，但是，车辆底盘作为金属导体通过拥有环形线圈的道路上方时能够增加线圈周围空间的导磁率，是环形线圈的电感量又有增加的趋势。所以，在车辆通过环形线圈时，对环形线圈电感量同时具有增大和减小的作用。一辆车，无论它的形状有多么复杂，当它通过环形线圈时，在底盘中引起涡流是必然的，涡流对环兴地埋线圈的影响也是必然的。所以车辆可以被看成一个具有电感LC 和电阻RC 环路，这个短环路通过互感与环形线圈相耦合。Rd 和Ld 分别是环形线圈的电阻和电感，等效电路图如图2.1所示。假设环形线圈的电压为Ur ，则Ur=Um sin ωt 。ic 和id 分别为车辆回路电流。
图2.1 环形线圈与车辆的等效电路
环形线圈检测系统包括埋于路面下面的环形线圈、接线盒、传输电缆、信号检测处理单元等。检测车辆时，将一个或多个环形线圈按一定的方法埋于路面下，线头接入接线盒，信号由传输电缆送入信号检测处理单元，该电路单元通常包括了微处理器，直接处理检测数据，计算一些交通控制参数。
i d
ir
Ld
Lr
M Rd
Rc
U m sin ωt
环形线圈检测系统与控制中心的主控机通过电缆连接、通信，主控机可发送信号，设置检测器的检测周期等工作状态，并监测检测器故障；检测器则将检测数据如车辆计数、占有率等传送至主控机，以便完成控制系统的信息存储、优化配置、方案选择和事件检测等功能，实现系统的最佳控制效果。
有车辆经过
无车辆经过
信号输出
图2.2 车辆经过检测器时信号的产生
2.3.2环形线圈车辆检测器的选型
VDi系列环形线圈式车辆检测系统时钟控信息专门为公路机电工程应用开发的一种车辆检测系统。VDi可检测的交通信息参数包含了：车速、车流量、车间距、车道占有率等信息，并能检测逆向行驶、交通堵塞、超速行驶等交通事件。该系统包含以下部件：机架母板（MF-10）、电源模块（PS）、检测模块（LD-4E）、处理模块（VDi-B）。其可检测出二轮以上所有类型机动车，可提供的交通参数包括采样周期内阁车道的平均车流量、车速、车道占有率、车间距等，具有自适应功能可根据现场变化的条件实时的调节基准频率从而使检测数据更加精确。同一辆车通过相邻两个车道上的两个线圈可通过逻辑判断功能，只会被记作一个车道的一辆车。检测器配置大容量的Flash，具有历史数据存储功能，能为每输入线圈存储多达32768条日志周期数据。车辆检测器可全天24小时不间断工作，并可应付绝大多数恶劣环境。检测器面板上配有多路LED指示灯，用以指示系统及关键部件是否正常工作。单台VDi系列车辆检测器可处理多达16个线圈的信号输入，并可通过扩展总线扩展到任意多个线圈。处理模块（VDi-8）主要负责对所有来自检测卡LD-4E的信号进行采集和处理。同时负责对系统状态的监视以及与外部设备的通讯。标准配备两个RS-232通信接口。检测模块（LD-4E）是四通道的线圈感应检测卡，负责采集环形线圈的电感量的变化，并输出到处理模块。
3电路硬件部分设计
3.1车流量采集
在十字路口处各个方向安装一个环形线圈，用于检测车辆离开数；在距离十字路口100m处各个方向安装一个环形线圈，用于检测车辆到达数。线圈包括南直行、南左转、北直行、被左转、东直行、东左转、西直行、西左转共16个环形线圈。在使用上，一条3米宽的车道，通常使用1.8米长的环形线圈，如果车到比较窄，也可以使用1.5米长的环形线圈。环形线圈通常埋设在道路连线终端的上游，其离开前一个交叉口距离为10~15米，离开下一个停车线的距离为80~100米，以保证车辆从线圈位置驶到下游交叉口停车线位置需要10秒以上，这样做既有利于减少线圈与上游路边的传输装置之间的传输成本，又可以使控制系统有足够的的时间完成算法运算，以便达到实时控制的目的。
3.2系统电路连接线路图
图3.1 智能交通灯接线图
3.3 PLC的I/O口分配
表3.1 PLC的I/O接口分配
X000 启动X024 西左转传感器2
X001 南北直行急行车传感器1 X025 南北直行急行车传感器2 X002 南北左转急行车传感器1 X026 南北左转急行车传感器2 X003 东西直行急行车传感器1 X027 东西直行急行车传感器2 X004 东西左转急行车传感器1 X030 东西左转急行车传感器2 X005 南直行传感器1 X031 停止
X006 南直行传感器2 Y000 南北直行绿灯
X007 东直行传感器1 Y001 南北直行红灯
X010 东直行传感器2 Y002 南北直行黄灯
X011 北直行传感器1 Y003 南北左转绿灯
X012 北直行传感器2 Y004 南北左转红灯
X013 西直行传感器1 Y005 南北左转黄灯
X014 西直行传感器2 Y006 东西直行绿灯
X015 南左转传感器1 Y007 东西直行红灯
X016 南左转传感器2 Y030 东西直行黄灯
X017 东左转传感器1 Y031 东西左转绿灯
X020 东左转传感器2 Y032 东西左转红灯
X021 北左转传感器1 Y033 东西左转黄灯
X022 北左转传感器2 Y10~Y17 七段数码管显示十位数X023 西左转传感器1 Y20~Y27 七段数码管显示个位数
4 智能交通灯的模糊控制实现
4.1 模糊控制概述
众所周知，经典控制理论和现代控制理论是根据被控对象的精确数学模型（传递函数和状态方程）来设计控制器的。但随着工业的发展和社会的进步，被控对象越来越复杂，其数学模型的建立也越来越困难。对于很多被控对象有的只能建立起粗糙的数学模型，有的甚至根本无法建立起模型。这类对象往往被称为不确定系统。对于不确定系统，很显然用传统的控制方法不能取得满意的控制效果。但对于这类系统，人类却可以凭借自身的操作经验进行很好的控制。Zadeh 教授创立的模糊数学可以将模糊的人类自然语言转换为精确的数学描述，为解决这一问题奠定了数学基础。而后，控制专家运用模糊数学工具，结合人类的专家控制经验，逐渐建立了一种新型的控制方法-模糊控制。在1974年，英国剑桥的Mamdani 首先将模糊理论和模糊语言逻辑用于锅炉和蒸汽机的控制，并获得了比传统DDC 控制更好的效果，宣告了模糊控制的诞生。
所谓模糊控制，只是在控制方法上应用了模糊数学知识，其基本原理仍和经典控制理论、现代控制理论一样，没有改变，其核心是利用模糊集合论，把人类专家用自然语言描述的控制策略转化为计算机能够接受的算法语言，从而模拟人类的智能，达到对生产过程进行控制的目的模糊控制直接根据人类专家的控制经验进行设计，其设计不依赖于被控对象的模型，因此可以有效地实现对复杂、非线性、大滞后、不确定性严重的对象的控制。这也是它与经典控制和现代控制理论相比具有的最大优点，它能提供许多非智能控制方法无法替代的控制效果，在许多领域模糊控制的应用都非常成功路口交通的控制是城市交通系统中的一个重要问题。交通系统是一个时变的、具有随机性的复杂系统。
图4.1 模糊控制系统原理框图
模糊化处理 模糊 推理 清晰化
D/A
对象
传感器
A/D
—
控制 规则
偏差变
化率
4.2模糊控制器设计的基本过程
1 确定模糊控制器的结构
根据控制对象的特点、要求及专家经验，合理选择控制器的输入量、输出量，从而确定其结构。输入维数越多，控制会更精细，但控制规则的选取会越困难，控制算法也越复杂，实现起来较困难。如图为常用的二维模糊控制系统的原理框图，以偏差e和偏差变化率ec作为输入量，输出量u为系统控制量。
2 确定模糊语言变量的语言值及其论域
E*、EC*、U*分别表示输入、输出量的模糊语言变量。综合控制精度、控制规则、控制算法的复杂程度及控制的稳定性等因素，取各语言变量的语言值为{正大、正中、正小、零、负小、负中、负大}，语言变量E*、EC*的论域范围及量化等级为{-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}，语言变量U*的论与范围及量化等级为{-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7}。
3 确定隶属度函数
隶属度函数是论域元素对某语言值从属程度的描述，可结合工程实际，通过统计分析和专家经验来确定。一般可取三角形或高斯形隶属度函数。有隶属度函数可方便地获得各模糊语言变量的赋值表。
4 输入量的模糊化
首先，将输入量e、ec的某一精确量分别乘以量化因子，将其量化为论域元素内的值，再由模糊语言变量的赋值表，确定输入量的模糊化结果，实现输入量的模糊化。
5 建立模糊控制规则
模糊控制规则的建立依赖于操作者经验和专家知识。模糊控制规则的提取方法在模糊控制器的设计中起着举足轻重的作用，它的优劣直接关系到模糊控制其性能的好坏，是模糊控制器设计中最重要的部分。以偏差和偏差变化率为输入量的二维模糊控制器，常采用Mamdani控制规则。用条件语句表示为“若e is A i and ec is B j，则u is C ij”。
6 模糊推理
控制规则中每一条件语句对应有模糊关系R ij=(A i×B j) ×C ij，其中A i、B j、C ij 分别是定义在E、EC、U上的模糊子集。全部的模糊控制规则确定的整个系统的模
糊关系R=R
11∨R
12
∨…R
ij
∨…R
nm
。当给定输入后，依据模糊推理合成规则，求取相
应的模糊控制量。
7 输出量的清晰化
由模糊推理获得的控制量是模糊语言变量论域上的模糊子集，通过清晰化运
交通灯控制器的设计
交通灯控制器的设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
电子设计自动化实训说明书 题目：交通灯控制器的设计 系部：信息与控制工程学院 专业：电子信息工程 班级： 06级1班 学生姓名: 朱清美学号: 015 指导教师:张建军 2009年12月21日 目录 1摘要............................................................... 2设计任务与要求..................................................... 3设计原理及框图..................................................... 4单元电路设计及仿真调试............................................. 状态控制器的设计................................................ 状态译码器设计及仿真调试........................................ 定时系统设计及仿真调试.......................................... 秒脉冲发生器设计................................................ 5个人总结 (14) 6参考文献........................................................... 1摘要： 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道
智能交通信号灯控制系统设计
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
智能交通灯控制器实训报告
目录 摘要 1 绪论 (1) 2设计方案简述 (2) 2.1实现主要功能 (2) 2.2设计方案与意义 (2) 3 详细设计 (3) 3.1 系统硬件电路设计 (3) 3.2 AT89C51芯片简介 (3) 3.3芯片74LS237介绍 (6) 3.4单元电路设计 (7) 3.5系统整体设计电路 (9) 3.6系统软件功能设计 (9) 4 PROTEUS与Keil C51的操作 (12) 4.1硬件电路图的接法操作 (12) 4.2单片机系统PROTEUS设计与仿真过程 (13) 4.3仿真结果 (14) 5.5 总结 (18)
绪论 交通灯是人们日常出行必须要遵守的交通规则。它的发明源于19世纪初，近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。 本课程设计的任务就是设计一个交通灯的控制系统。鼓励学生在熟悉基本原理的情况下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．进行系统总体设计。 2．完成系统硬件电路设计。 3．完成系统软件设计。 4．撰写设计说明书。设计要求： 1.该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。
基于PLC的智能交通灯控制系统设计 开题报告
南京师范大学中北学院
毕业设计（论文）开题报告
（ 10 届）
题 目： 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： xxx 学 号： xxx
指导教师： xxx 职 称：
填写日期：
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格
审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业 设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及院、系审查 后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在 其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4．院系审查意见栏签章：自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章，非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．本课题的目的及研究意义：
随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使 得城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此，提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、 经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先进行车流量的调查，运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定 的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等 候通过。可见，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是：能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统（ITS—— Intelligent Transport Systems）ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系， 其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性，是一个典型的分布式非线性系统，而且具有多种 信息来源、多传感器的特点，用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来，代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求，交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高，智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。
交通灯控制系统
1选题背景 今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：
模拟交通灯控制系统设计
贵州师范学院 电子课程设计报告书 班级11级1班 学生姓名王旭东 学号11030540094 专业电子信息科学与技术 院系物电学院 2014年6 月20 日
摘要 随着城市人口的快速增长和机动车数量的大量增加，城市交通灯作为缓解交通压力、提高道路通行效率的重要手段，其作用越来越重要。因此，如何改进交通灯的设计，使其更好的适应城市交通的发展也成为一个重要课题。红绿灯控制系统是利用8253A定时/计数器芯片的定时功能，向8259A中断控制器芯片发出定时中断请求，驱动8255A可编程并行接口芯片改变路口的LED灯的亮灭。系统采用DVCC-598JH+微机原理与接口技术实验箱作为测试与运行的平台，8086汇编语言作为编程语言，并用MASM5.0作为汇编语言开发环境。 关键词：红绿灯控制系统 8253A定时器 8259A中断控制器 8255A可编程并行接口 DVCC-598JH+ 目录 摘要 (201) 1.十字路口基本情况分析 (201) 2.交通灯状态转换分析.............................. III 3.紧急通行情况分析 (5) 4.硬件功能分析 (6) 4.1 8253A定时/计数器芯片 (6) 4.2 8259A中断控制器芯片 (7) 4.3 8255A可编程并行接口芯片 (9) 5.系统设计 (10) 5.1硬件设计 (10)
5.1.1 电路分析 (10) 5.1.2 电路连接设计 (10) 5.2软件设计 (12) 5.2.1 程序总体设计 (12) 5.2.2 程序流程设计 (13) 5.2.3 重要代码分析................................ XII 6.系统实现...................................... XVII 6.1 软件开发与运行环境 .. (10) 6.2 系统硬件环境 (20) 6.3 系统运行步骤 (20) 6.4 系统测试结果 (20) 参考文献 (21) 心得体会 (22) 1 十字路口基本情况分析 设有一个十字路口，1、3为东西方向，2、4为南北方向，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车；延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3 路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车；延时一段时间后，2、4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。
单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案
单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
智能交通灯控制器的设计报告
2012年电子技术课程设计说明书题目：7 智能交通灯控制器的设计（A） 学生姓名：张鲜艳 学号： 0407 院（系）：电气与信息工程学院 专业：自动化 指导教师：辛登科 2012 年 12 月 4日
目录 74LS08、74LS32、74LS04简要说明....................... 错误!未定义书签。 CD4511简要说明....................................... 错误!未定义书签。 4 74HC190 简要说明................................... 错误!未定义书签。 5 元器件清单............................................. 错误!未定义书签。 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）..................... 错误!未定义书签。 通电前检查........................................... 错误!未定义书签。 通电检查............................................. 错误!未定义书签。 按钮开关的检查................................... 错误!未定义书签。 CD45111模块的调试............................... 错误!未定义书签。 NE555单元电路的调试............................. 错误!未定义书签。 74LS04非门的调试................................. 错误!未定义书签。 74LS32非门的调试................................. 错误!未定义书签。 发光二极管的调试................................. 错误!未定义书签。 结果分析............................................. 错误!未定义书签。 7 小结：................................................. 错误!未定义书签。 8 设计体会及今后的改进意见............................... 错误!未定义书签。 体会................................................. 错误!未定义书签。 本方案特点及存在的问题............................... 错误!未定义书签。 改进意见............................................. 错误!未定义书签。
交通灯控制系统课程设计
2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日
城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一．设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二．设计地点 一实验楼401机房 三．设计小组及成员分工 1006402-42 流溪（组长，编写及调试程序） 1006402-24 钱升（负责设计报告的书写及资料整理） 1006402-06 毛运鹏（原理图、流程图设计） 四．指导老师 涂立老师，旎老师 五．设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六．设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统，利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。
七．流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示： 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明： （1）东西方向车道红灯亮，南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行，南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。
51交通灯控制系统
MCS-51单片机课程设计报告 ——交通灯控制系统 姓名：朱正威 学号：110901418 指导老师：潘峰 东华大学信息学院自动化系 2014.6.22
目录 一、项目概述 (3) 二、系统设计 (3) 1.设计思想 (3) 2.方案可行性分析 (3) 3.总体方案 (3) 三、硬件设计 (5) 1.单片机最小系统部分 (5) 2.LED数码管串行显示部分 (5) 3.独立按键部分 (5) 四、软件设计 (6) 1.软件设计思想 (6) 2.程序流程图 (6) 3.程序清单 (7) 五、系统仿真及调试 (13) 六、结果与展望 (15) 七、参考文献 (15)
一、项目概述 项目所要设计的是交通灯控制系统，十字路口交通灯由红、绿两色LED显示器（两位8段LED显示器）组成，LED显示器显示切换倒计时，以秒为单位，每秒更新一次；为确保安全，绿LED计数到0转红，经5秒延时（显示红色0）后，另一道开始绿色倒计时。 1)主干道(A道)先通行且通行时间为45s；（加5秒红灯延时，共50秒） 2)支道(B道)通行时间为25 s；（加秒红灯延时，共30秒） 3)主道与支道的车辆交错通行； 4)若遇紧急情况，按开关时，主道与支道都为红灯20 s 5)根据实时交通堵塞情况人为控制时，按K2时，主道延时30 s通行，按K3 时，支道延时30 s通行。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件。 二、系统设计 1.设计思想 该模拟交通灯控制系统采用模块化结构，主要分为定时器中断控制、按键扫描、LED数码管显示三个部分。在设计完成一个方向上的红绿灯数码管计时后，再进行两个方向红绿灯的切换显示以及特殊情况下的处理。 2.方案可行性分析 采用AT89C51作为系统主控芯片，其包含两个定时器中断T0和T1、两个外部中断，以及4个I/O端口P0到P3端口。本系统采用其定时器T1进行定时，每隔一定时间定时中断一次，在中断程序内进行变量自加，以此可以设置任意长的定时时间。如设置1s的定时改变红绿灯LED数码管显示值，设置0.2m的按键扫描周期进行按键定时扫描。为了节省I/O口资源以及硬件连接上的方便，采用串口显示芯片MAX7219进行LED数码管显示部分的设计。 整个方案设计结构清晰明了，硬件连接简洁，软件编程模块清晰，经实践验证，此方案可行。 3.总体方案 在Proteus环境中进行硬件电路的设计和搭建，具体硬件电路设计如图1、2所示。在Keil环境下进行软件设计51单片机编程，为定时器中断和MAX7219串口显示和主函数部分分别建立相应的源文件和头文件，进行模块化编程。
智能交通灯控制系统——软件部分
郑州航空工业管理学院 毕业论文（设计） 2012 届电子信息工程专业 ****** 班级 题目智能交通灯控制系统——软件部分 姓名***** 学号*********** 指导教师***** 职称教授 二〇一二年五月二十一日
内容摘要 交通灯在现代社会交通管理的作用毋庸置疑，但某些所需的功能仍然不具备，本文设计的交通灯不但实现了基本的倒计数功能，还创新的添加了流量控制、可调节时间、紧急情况处理和随时东西、南北通行切换的功能，并对车流量检测和判断做出了多个方案对比，最终确定使用闯红灯警戒线作为车流量检测的方法。 设计以STC89C52单片机为核心，外接外围电路构成基本电路，编写C语言程序，用keil编译调试，在PROTEUS软件中仿真，用来实现了交通微控制器的模拟。 智能交通灯控制系统通常要实现车流量自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。该文主要论述了智能交通灯控制系统的软件实现，还对STC89C52单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了分析。最后利用PROTEUS软件对交通灯控制系统进行仿真。 关键词 单片机；STC89C52；车流量；智能交通灯
Intelligent Traffic Light Control System —The software section ********************************** Abstract The traffic lights in the modern society traffic management role, but some no doubt the functionality needed to still do not have, this paper introduces the design of traffic light not only realize the basic pour count function, still added the function of traffic control, adjustable time, emergency situation and direction switching , and to finalize the use of red light running cordon as the methods of traffic detection.we compared a number of options of the traffic detection and the judgment. Design with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, an external circuit constitute the basic circuit, periphery type C language program, Keil compiling and debugging , PROTEUS software simulation, in basically achieved traffic simulation of micro controller. Intelligent traffic control system will usually achieve traffic volume automatic control and in emergency situations can manual switching lights make special vehicle right-of-way.This paper mainly discusses the software implementation of the intelligent traffic light control system。Microcontroller STC89C52 structural characteristics and pin functions are
智能交通灯控制系统 毕业实践调研报告
调研报告 由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。 在实际应用上，根据对国内外实际交通信号控制应用的考察，平面独立交叉口信号控制基本采用定周期、多时段定周期、半感应、全感应等几种方式。前两种控制方式完全是基于对平面交叉口既往交通流数据的统计调查，由于交通流存在的变化性和随机性，这两种方式都具有通行效率低、方案易老化的缺陷，而半感应式和全感应式这两种方式是在前两种方式的基础上增加了车辆检测器并根据其提供的信息来调整周期长和绿信比，它对车辆随机到达的适应性较大，可使车辆在停车线前尽可能少停车，达到交通流畅的效果。 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对交通进行有序的控制。采用单片机来对交通进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控制量的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对交通灯的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 在工业生产中，有很多行业有大量的交通灯设备，在现行系统中,大多数的交通控制信号都是用继电器来完成的,但继电器响应时间长,灵敏度低,长期使用之后,故障机会大大增加,而采用单片机控制,其精度远远大于继电器,响应时间短,软件可靠性高,不会因为工作时间缘故而降低其性能,相比而言,本方案具有很高的可行性。 1.单片机的定义 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。 单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 2.单片机介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有
基于单片机的交通灯控制系统设计
基于单片机的交通灯控制系统设计 前言 交通是经济和社会发展的基础性产业，是社会经济活动中人流、物流、资金流和信息流的主要载体。在现代社会中，没有高效运转的交通运输体系，就不可能有经济的持续发展。然而，随着社会经济的发展，机动车辆迅速增如，人们在赚取由机动车辆所带来的巨额利润以及充分享受汽车巨大便利的同时，也越来越受到交通拥堵、交通事故频发、环境污染加剧和燃油损耗上升所带来的诸多问题的困扰。 在国外，特别是一些发达国家，由于经济发展较快，早在上个世纪60年代，交通问题就同渐突出；而我国，由于经济发展相对较晚，机动车辆拥有量相对较少，在改革开放前及初期，这一问题并不严重，但是近20多年来，随着我国经济的飞速发展，城市化、汽车化进程加快，机动车辆保有量迅猛增加，我国的交通状况日渐恶化，交通拥挤以及能源、环境问题日益严重，特别是一些大城市，交通拥挤已成为制约城市经济发展的瓶颈。 目前国内已有一些自主开发的城市交通控制与管理系统，但整体性能与国外同类系统相比较仍有较大差距，只在一些中小城市得到部分应用。国内城市尤其是大城市引进的交通控制系统大部分为进口的SCOOT和SCATS系统。由于我国交通流是混合交通流，和国外的交通流大不相同，国外的交通控制系统在国内的使用效果不尽人意。所以迫切需要开发适合我国国情的、具有我国自主知识产权的能达到国际先进水平的智能交通系统。交通系统是一个非线性随机性都很强的开放的复杂大系统，系统维数太高，加上人的参与，对其进行有效的控制是一个非常复杂的问题。这也是现有不管是基于方案选择式的SCATS还是基于方案生成式的SCOOT系统都难于取得很好效果的原因。所以，必须采用先进的智能控制理论来解决复杂的交通系统的控制问题。本论文的研究目的就是针对城市交通问题的现状，从方法上对交通信号的优化与控制问题进行研究和探讨，以期为解决实际的城市交通问题提供有益的方法和途径。 本文给出了硬件电路的设计以及系统软件架构的搭建，并阐述了一种简单合理的设计方法。为保证系统在复杂环境下工作的可靠性，增强系统的抗干扰能力是必须要解决的问题。结合实际情况，本文从硬件、软件两方面对系统进行可靠性设计并取得了满意的效果。
智能交通灯系统课程设计报告
江苏师范大学物电学院课程设计报告 课程名称：单片机课程实训 题目：智能交通灯系统 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 日期： 指导教师：
说明： 1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指 导并确认签字。 2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并 填写成绩评定表。 3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律 按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。 4、报告正文字数一般应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设 计的情况另行规定。 5、平时表现成绩低于6分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不 及格处理。 6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。 7、此表格式为江苏师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教 师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。
一、课程设计目的、任务和内容要求： 通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则；熟练掌握智能化仪器与装置的软、硬件设计方法；掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技能。掌握仪器的接口技术和程控方法；熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程及调试；掌握C设计软件的编程与调试方法；掌握网络化仪器设计编程与调试方法。 本课程设计的任务就是设计一个智能交通灯系统。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．熟悉QG8芯片与ISD语音模块的工作原理； 2．写出智能交通灯系统的设计方案； 3．用硬件加以实现； 4．写课程设计报告。 设计要求： 1.数码管显示倒计时，且时间可调； 2.红绿灯亮时间与数码管一致； 3.红灯亮时对应语音模块提示； 4.绿灯亮时对应语音模块提示。