交通信号协调控制系统
课程名称：逻辑与可编程控制器
设计题目：交通信号协调控制系统哈尔滨工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写
1项目简介
1．目的和意义
在《逻辑与可编程控制器》课程的基础上，针对具体控制对象设计一个以S7 200 PLC 为核心的控制系统，进一步培养独立设计电气控制系统及编写、调试复杂逻辑控制程序的能力。同时在多人协作完成项目的过程中，培养团队精神和协作能力。
2．项目的技术要求
以“交通灯模型”为被控对象，以S7 200 PLC-CPU224XP 为控制器，设计交通信号灯控制系统。实现孤立路口的固定配时和适应性控制两种方案，及两组交通信号的协调控制，并利用触摸屏TP177B 设计交通信号状态的监控系统。
3．设计内容
1）根据项目的技术指标，项目组成员通过集体讨论共同制定系统的总体设计方案，然后将任务分解到每个设计小组。
2）根据分工，各设计小组分别完成自己的设计任务。 3）在实验设备上进行系统的局部调试和联合调试。 4）以项目组为单位进行项目验收。 5）整理设计文件，撰写设计说明书。 4．总体设计方案
#1 交通灯控制系统
Tab.*1
#2交通灯控制系统
Tab.*2
上位机监控系统
Tab.*3
图1.1 交通灯协调控制系统
交通信号协调控制系统的实验设备由连成一体的3个实验台组成，利用PPI 网络电缆将其组成总线式工业控制网络。TP170B PN/DP 为西门子人机界面产品中的触摸屏，CPU224 XP DC/DC/DC 为西门子S7 200系列的PLC 。
交通灯控制系统能够实现固定配时和适应性控制两种模式。其模式选择由上位机
监控系统发出的指令来决定。
固定配时模式下，各个信号灯的时间是固定的，时间的长短可由交通灯模型上的数码拨轮设定或者由上位机监控系统发出的指令来设定。此外，系统采用数码管对当前状态进行倒计时。
适应性控制模式下，系统能够利用车辆检测装置检测该方向上车辆的数目，从而根据车辆多少调整绿灯的时间，若车辆很少，则绿灯时间很短，若车辆增加，则绿灯时间相应地增加，但绿灯时间不能超过其上限值。另外，如果有行人请求过街，系统会自动将绿灯时间调整到一个合适值。与固定配时模式一样，也采用数码管对当前状态进行倒计时。
上位机监控系统能够实现以下三个功能：①设定系统的工作模式（固定配时模式或适应性控制模式）；②监控两个路口各个交通灯的状态并用数码管显示交通信号灯的变化时间；③在固定配时模式中，设定直行绿灯、左转绿灯、禁止通行的时间。
2系统的硬件设计
1．交通灯控制系统组成
图2.1 交通灯控制系统硬件框图
图2.1给出了交通灯控制系统的组成。为了更逼真地进行系统调试，交通灯控制系统中采用了十字路口交通信号灯模型，作为被控对象，它可模拟交通信号灯的变化及其控制。该模型通过连个航空插头CN1、CN2及所带控制电缆，与PLC的控制端口相连。PLC的控制板由24V直流控制电源，CPU224XP及端子排组成，为了方便接线，PLC上所有I/O口都连接到下方的端子排上，使用时需要将控制对象上通过航空插头连接过来的信号线接到端子排上。端子排的接线如附录一中图5.1所示，其中
-X1代表端子排。交通信号灯模型的面板及内部接线如图2.2所示，其主要功能如下：1）数码拨轮。数码拨轮W1，W2的作用是设定交通信号的配时。数码拨轮由两位数组成，每位数的范围是0~9，按拨轮上的“+”或“-”键可改变其数值。每位拨轮输出的四个二进制位组成了BCD码，用来表示所设定的数值。拨轮左侧的Enter按钮，用来发出确定指令，使控制器接收拨轮设定的数值。
2）数码管。1位数码管LED可显示交通信号灯变化时间的指示屏。
3）信号灯。指示灯L1~L3（红、黄、绿）代表该行车方向上左转弯控制信号；指示灯L4~L6（红、黄、绿）代表该行车方向上直行控制信号；指示灯L7~L8（红、绿）代表行人过道的指示信号。Crosswalk按钮为行人过道的请求按钮。
4）车辆感应器。Detector按钮用来模拟车辆感应器，按钮按下表示有车辆经过检测线圈（虚线框）的下方。
2．IO分配
系统的IO分配如表2.1所示。其中W1-x(x=1、2、4、8)是以BCD码的形式从低到高依次表示数码拨轮W1的第0、1、2、3位，W2-x(x=1、2、4、8)是以BCD码的形式从低到高依次表示数码拨轮W2的第0、1、2、3位。W1给出设定值的十位，W2给出设定值的个位。由于输出端子较少，仅使用了LED七段数码管的4位中3位，因此数码管仅能显示7及7以下的数字。LED1、LED2、LED4分别表示经过译码后的LED显示数值的第0、1、2位。直行红灯与人行红灯共用一个输出端子。
表2.1 IO分配表
3系统的软件设计
1．交通灯控制系统时序
交通灯控制系统能够实现固定配时和适应性控制两种模式。两种模式下，将一个循环分成5个状态，状态1~5，如图3.1所示。状态1表示直行绿灯亮；状态2表示直行黄灯亮，直行黄灯亮的时间是固定的（3s ），且以1s 为周期闪烁（亮0.5s ，灭0.5s ）；状态3表示左转绿灯亮；状态4表示左转黄灯亮，左转黄灯亮的时间是固定的（3s ），且以1s 为周期闪烁（亮0.5s ，灭0.5s ）；状态5表示禁止通行，以使另外方向上的车辆及行人通行。状态分区如图3.2所示。左转期间禁止直行，故直行红灯在状态3、状态4、状态5期间一直亮。直行期间禁止左转，故左转红灯在状态1、状态2、状态5期间一直亮。人行绿灯在直行黄灯闪烁其间也以1s 为周期进行闪烁，以警示行人。人行红灯与左转红灯共用一个输出端口。
时序图的状态分区
直行绿灯直行红灯左转红灯左转绿灯人行绿灯人行红灯
直行黄灯
左转黄灯状
态1
状态2
状态3
状态4
状态5
图3.1 交通灯控制系统时序图及其状态分区
2．软件流程及编程
系统的主程序流程图如图3.2所示。首先调用网络子程序，进行三个PLC 之间的通信，然后对程序中使用的一些内存单元进行初始化，再根据触摸屏给出的指令判断程序运行模式，分别调用相应的子程序。固定配时模式子程序的流程图如图3.3所示。自适应控制模式子程序的流程图如图3.4所示。用5个标志位分别标志5种状态，各
个状态的切换采用如下方法：用上一个状态的结束启动该状态的标志位，并用该标志位启动该状态的定时器，如果定时器计时到，则将标志位复位，同时启动下一个状态。
图3.2主程序流程图
图3.3固定配时模式子程序
固定配时模式中，在各个状态有效期间如果有Enter键按下，可以读取数码拨轮的值，以作为该状态的持续时间的给定值，这样数码拨轮就可以设定多个状态的给定
值。
自适应配时模式时，可以根据人行请求和车辆数目调整绿灯时间。若有人行请求，且直行绿灯时间小于6s，则将绿灯时间置为6s，若直行绿灯时间大于6s则不需处理人行请求。人行请求处理子程序如图3.5所示。在状态1期间，如果检测到有车通过，则将直行绿灯时间增加1s，但直行绿灯时间不能超过20s，这是为了防止如果该方向上如果一直有车通过时，则另外车道上一直是红灯，无法通行。车辆检测处理子程序如图3.6所示。
程序清单如附录二所示。其中，用到的定时器如表3.1所示，用到的变量如表3.2所示。
图3.4自适应模式子程序
表3.1定时器使用情况
表3.2程序中用到的变量
图3.5人行请求处理子程序图3.6车辆检测处理子程序
4 调试过程及结果
1．调试过程
①接线。
按照设计的IO分配图将电缆的接头接入PLC控制板上相应的端子上。
②下载。
将编好的梯形图程序下载到PLC中，并点击运行按钮，使PLC进入运行状态。
③固定配时模式测试。
单机进行测试时，可以将PLC的一个空闲的输入端口（例如I1.5）设定为系统的模式选择控制开关，首先观察系统是否能够按照预定的时序工作，然后再利用数码拨轮设定各个状态的时间，看系统是否能够按照数码拨轮设定的时间工作。
④自适应配时模式测试。
该过程分为以下四步：
a. 观察系统是否能够按照预定的时序工作。
b. 验证行人请求按钮是否有效。按下Crosswalk按钮，观察直行绿灯时间是否延长至6s，再观察下一个循环中，直行绿灯时间是否恢复到正常。
c. 验证车辆检测按钮是否有效。按下几次Detector按钮，观察直行绿灯时间是否相应地增加，停止按下Detector按钮，再观察下一个循环中，直行绿灯时间是否恢复到正常。在一个循环中按下20次以上Detector按钮，观察直行绿灯时间是否超过20s。
d. 在直行绿灯时间超过6s的状态时，再按下Crosswalk按钮，直行绿灯时间仍为原来的数值，而不是6s。
⑤联机调试。
图4.1 路口监控界面图4.2 时间设定界面
a. 观察触摸屏能否能够与2个路口的PLC正确通信，监视2个路口各个交通灯的状态。监控界面如图4.1所示。
b. 利用触摸屏设定系统的工作模式，观察2个系统能否按照给定的模式工作。模式切换按钮在图4.1中左下角。
c.在固定配时模式下，利用触摸屏设定系统各状态的时间，观察系统能否按照设定的时间工作。时间设定界面如图4.2所示。
2．遇到的问题及解决的方法
①数码管显示不正确，原因在于其初值设置不对，数码管的初值应设置为每段时间的秒数减一。
②PLC通信错误，原因在于存储单元分配混乱，一些存储单元同时进行读写操作，解决方法是重新合理分配存储单元。
3．实验结果
固定配时模式下，系统能够按照预定的时序工作，也能够按照数码拨轮设定的时间工作。
自适应模式下，系统能够根据人行请求和检测的车辆数目正确设定直行绿灯时间，且不会超过其上限值。
联机调试时，触摸屏能够实时地观察各个路口交通灯的状态，并能够进行模式转换以及设定固定配时各个状态的时间长度。
5课程设计感言及建议
1．课程设计感言
通过这次课程设计，使我们对PLC的使用有了更深入的了解，学会了PLC的开发步骤。PLC编程之前，要有一个总体的设计思路，最好能画出流程图，并将要使用的存储单元等进行合理分配，在编程和调试的过程中才不至于很混乱。2．建议
①课程设计前做的辅导不够，导致调试过程中走了很多弯路，尤其是PLC通信的实现，由于课程学习过程中，没有对这方面的讲解，因此，在进行通信的实现中大家普遍感觉有点吃力。
②调试时间有些短，可适当增加一两天。
③应鼓励学生有所创新，设计项目可以更加多样化。
6附录
附录一：电气接线图
图5.1 交通灯模型与PLC控制板接线图
图5.2 PLC供电图
图5.3 触摸屏TP107B供电图
图5.4PPI网络连接图附录二：PLC程序清单
Network 1
// 调用网络读写子程序。
LD SM0.0
CALL SBR0, 0, M5.0, M5.1 Network 2
// 上电初始化。
LD SM0.1
MOVW +5, VW0
MOVW +5, VW2
MOVW +6, VW4
MOVW +4, VW6
MOVW +4, VW8
MOVW +5, VW10 MOVW +50, VW12 MOVW +50, VW14 MOVW +60, VW16 MOVW +5, VW100
Network 3
// 主站从站通信。
LD SM0.0
MOVW VW0, VW18
MOVW VW2, VW20
MOVW VW4, VW22
Network 4
// 自适应模式下程序每次扫描都去检测是否有人行请求，如有则将其记录下来LD M1.0
A I1.1
S M2.0, 1
Network 5
// 初始化设置为状态5（左转，直行两个红灯亮）
LD SM0.1
S M0.4, 1
Network 6
// T43是由自适应模式转入固定配时模式时，需要使状态5再持续一段时间，以将另外车道的车清理完毕后再使本车道开通，定时结束后，状态5结束。LD T43
R M0.4, 1
Network 7
// 状态1的控制：状态5的结束，启动状态1，T37定时时间到，状态1结束。LDN T37
A M0.0
LD M0.4
ED
OLD
= M0.0
Network 8
// 车辆计数器计数
LD M1.0
A M0.0
A I1.2
EU
AW<= VW24, 20
INCW VW24
Network 9
// 下次循环中根据车辆感应器更新绿灯的时间
LD M1.0
A M0.0
ED
MOVW VW24, VW0
+I +1, VW0
Network 10 //
// 状态1开始，将数码管的初始值装入数码管的当前值VW100中。
LD M0.0
EU
MOVW VW6, VW100
Network 11
// 状态1（绿灯亮5s）开始，启动定时器T37，T37计时到，则产生一个扫描周期的脉冲。
LDN T37
A M0.0
TON T37, VW12
Network 12
// 在状态1期间，如果按下ENTER键，读取数码拨轮的值，存到VW0中。
LD M0.0
A I1.0
MOVB IB0, VB0
AENO
BTI VB0, VW0
AENO
BCDI VW0
Network 13
// 状态2的控制：状态1结束时启动状态2，T38定时时间到，结束状态2.。LDN T38
A M0.1
LD M0.0
ED
OLD
= M0.1
Network 14
// 状态2开始，将数码管的初始值存入数码管的当前值VW100中。
LD M0.1
EU
MOVW +2, VW100
Network 15
// 状态2（黄灯闪3s）启动定时器T38，T38定时时间到，则产生一个扫描周期的脉冲。
LDN T38
A M0.1
TON T38, +30
Network 16
// 状态3的控制：状态2结束，启动状态3，T39定时时间到，结束状态3。LDN T39
A M0.2
LD M0.1
ED
OLD
= M0.2
Network 17
// 状态3开始时，将数码管的初始值装入数码管的当前值中。
LD M0.2
EU
MOVW VW8, VW100
Network 18
// 状态3（红灯亮，左转绿灯亮5s），状态3开始，启动定时器T39，T39定时时间到，结束状态3。
LDN T39
A M0.2
TON T39, VW14
Network 19
// 在状态三期间，如果按下ENTER键，读取数码拨轮的值，存到VW2中。
LD M0.2
A I1.0
MOVB IB0, VB2
AENO BTI VB2, VW2
AENO
BCDI VW2
Network 20
// 状态4的控制：状态3结束，启动状态4，T40计时到，结束状态4。
LDN T40
A M0.3
LD M0.2
ED
OLD
= M0.3
Network 21
// 状态4开始时，将数码管初始值装入数码管的当前值VW100中。
LD M0.3
EU
MOVW +2, VW100
Network 22
// 状态4（左转黄灯闪3s，红灯继续亮）：状态4开始时，启动定时器T40，T40计时时间到，产生一个扫描周期的脉冲。LDN T40
A M0.3
TON T40, +30
Network 23
// 状态5的控制：状态4结束，启动状态5，定时器T41定时到，结束状态5。LDN T41
A M0.4
LD M0.3
ED
OLD
= M0.4
Network 24
// 状态5开始时，将数码管的初始值装
入数码管的当前值中。
LD M0.4
EU
MOVW VW10, VW100
Network 25
// 状态5（两个红灯亮6s）的定时控制：当系统处于固定配时状态时，状态5开始，启动定时器T41，T41定时时间到，产生一个扫描周期的脉冲。当系统处于自适应模式时，T41不计数，这样系统就停留在状态5，直至CrossWalk或Detector 再次按下，用M0.6启动T43，从而结束状态5。
LDN T41
A M0.4
TON T41, VW16
Network 26
// 在状态5期间，如果按下ENTER键，读取数码拨轮的值，结果保存在VW4中。LD M0.4
A I1.0
MOVB IB0, VB4
AENO
BTI VB4, VW4
AENO
BCDI VW4
Network 27
// 用上个状态的结束下降沿去清零车辆检测器的计数值
LD M1.0
A M0.0
ED
MOVW 0, VW24
Network 28
// 当系统由固定模式进入自适应模式时，给配时寄存器进行赋值。LD M1.0
EU
MOVW +1, VW0
MOVW +3, VW2
MOVW +5, VW4
Network 29
// 当系统由自适应模式转入固定模式时，重新给固定模式的配时寄存器赋值。LD M1.0
ED
MOVW +5, VW0
MOVW +5, VW2
MOVW +6, VW4
Network 30
// 在状态5的结束对人行请求进行处理，如果有人行请求，当绿灯时间大于6s时，则将人行请求复位，如果绿灯时间小于6s则将绿灯时间设置为6s,同时将人行请求复位。
LD M0.4
ED
A M2.0
LPS
AW>= VW0, 6
R M2.0, 1
LPP
AW< VW0, 6
MOVW +6, VW0
AENO
R M2.0, 1
Network 31
// 在每轮循环的结束时，计算数码管的初始值，分别保存到VW6，VW8，VW10中。
LD M0.4
ED
MOVW VW0, VW6
DECW VW6
MOVW VW2, VW8
DECW VW8
MOVW VW4, VW10
DECW VW10
Network 32
// 在每轮循环的结束时，计算定时器更新值，由于采用的定时器的时基时间为100ms，故需将读取值乘以10。定时器的定时时间分别保存在VW12，VW14，VW16中。
LD M0.4
ED
MOVW VW0, VW12
*I +10, VW12
MOVW VW2, VW14
*I +10, VW14
MOVW VW4, VW16
*I +10, VW16
Network 33
// 左转红灯输出。
LD M0.0
O M0.1
O M0.4
= Q0.3
Network 34
// 左转黄灯输出。
LD M0.3
A SM0.5
= Q0.4
Network 35
// 左转绿灯输出。
LD M0.2
= Q0.5
Network 36 // 直行红灯，人行红灯（公用一个IO端子）输出。
LD M0.2
O M0.3
O M0.4
= Q0.6
Network 37
// 直行黄灯输出。
LD M0.1
A SM0.5
= Q0.7
Network 38
// 直行绿灯输出。
LD M0.0
= Q1.0
Network 39
// 人行绿灯输出，在直行黄灯期间，闪烁。
LD M0.1
A SM0.5
O M0.0
= Q1.1
Network 40
// T42产生秒脉冲，每隔1s产生一个扫描周期的脉冲。
LDN T42
TON T42, +10
Network 41
// 每隔1s，数码管的当前值减一。
LD T42
DECW VW100
Network 42
// 由于数码管只有一位，所以每5s数码管的值减一。数码管的当前值5分频后保存在VW102中。
LD SM0.0
MOVW VW100, VW102
/I +5, VW102
Network 43
// 数码管的当前值保存在VW102中，将当前值第0位输出到LED
LD V103.0
= Q0.0
Network 44
// 数码管的当前值保存在VW102中，将当前值输第1位出到LED
LD V103.1
= Q0.1
Network 45
// 数码管的当前值保存在VW102中，将当前值第2位输出到LED
LD V103.2
= Q0.2
交通信号灯控制系统
株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文 交通信号灯控制系统 姓名：汤知路 指导老师：肖利君 专业：应用电子技术 班级：07级应电班 学号：04207109 时间：2010-5-5至2010-5-28
摘要 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。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。本设计主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。应用的主要芯片有74LS163，74LS153，3-8译码器，555定时器电路等组成。 关键字：交通控制、交通灯、时间发生器、555定时器 Abstract With the development of society and economy, urban traffic problems and cause the attention of people. People, vehicles and road, the relationship of traffic management has become an important problem to be solved. Urban traffic control system is designed for urban traffic data monitoring and control traffic lights, traffic persuation computer integrated management system, it is the modern urban traffic control system is one of the most important parts of it. Cross the road traffic lights control is the key of traffic safety and roads. This design is mainly by the controller, timer and decoder and pulse signal generator, etc. Second is the system of pulse generator timer and standard of the clock signal controller, two groups of decoder output signal control signal, the driver circuit, drive signal after working controller is the main part of the system, by which control the timer and decoder of work. The main chip has 74LS163 application, 3-8, 74LS153 decoder, 555 timing circuits, etc.
交通信号控制系统方案
交通信号 控制系统（ATC）设计方案 x x x x有限责任公司
目录 1.概述 (1) 1.1系统简介 (1) 1.2设计原则 (2) 1.3系统设计依据及执行标准 (4) 2．总体设计方案 (6) 2.1控制系统总体功能 (6) 2.2通信系统总体结构 (6) 2.3通信系统主要优势 (8) 3.详细设计方案 (9) 3.1监测点设备 (9) 3.1.1设备功能描述 (9) 3.1.2监测点设备组成、结构及特点 (9) 3.2防雷保护及安全设计 (14) 3.3详细设备说明 (15) 3.3.1高清晰摄像机 (15) 3.3.2标清视频检测 (15) 3.3.3补光设备 (15) 3.3.4嵌入式存储 (15) 3.3.5 GOE210千兆工业以太网交换机 (15) 3.3.6 POE工业以太网光纤收发器 (17) 3.4系统典型配置清单 (18)
1.概述 城市发展交通智能信号灯，减少道路拥堵，最终达到智能化区域交通信号控制系统。智能交通信号灯迎合实现绿色经济的时代潮流，为了解决这个问题，提出智能交通信号灯及网络技术，会根据路口车辆多少，自动调节时间，可减少等候时间在75%以上，从而大大节省了人们的出行时间，减少了路口的无效等候，使出行更快捷。 在智能交通系统中，以往的常规摄像机是对所有通过该地点的机动车辆的车牌进行拍摄、记录与处理。由于受到图像采集设备分辨率的制约，图片仅能反映出车型、车身颜色、车牌号码等简单信息。公安执法部门对部分治安案件、交通肇事案件的取证要求上，希望能掌握更详细更清楚的资料，如驾驶员的面貌特征、车内驾驶室的情况、清晰的车辆信息、货车的装载情况。采用高清晰摄像机做前端采集，可以实现所抓拍的图像中用肉眼清楚地分辨：车辆的颜色、特征、车牌的号码、车牌颜色、司乘人员的面部特征。 如此一来智能化同时也带来了网络数据流量的剧增，对网络通信的可靠传输提出了更高的要求。工业以太网交换机在区域交通信号控制系统网络中稳定性、高可靠性、高安全性成为关键中的关键。 1.1系统简介 区域交通信号控制系统(ATC) 智能化区域交通信号控制系统采用百万像素的数字化网络摄像机（1600×1200 CCD传感器），一台摄像机覆盖两条车道，准确抓拍正常行驶、压线行驶、并行通过的车辆，并自动识别车牌号码，抓拍的车辆图片可清晰地显示车辆特征及前排司乘人员的面部特征。摄像机工作于外触发方式，通过视频分析、环形线圈或者窄波雷达检测通过车辆，在抓拍车辆的同时可获取车辆的行驶速度。两条车道共用一台高清数字摄像机的方式在保障系统性能的前提下，大大降低了系统成本。
交通信号控制系统解决实施方案
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
交通信号控制优化服务解决方案
交通信号控制优化服务解决方案 1概述 交通信号控制优化服务是借助专业团队对交通信号控制方面进行挖掘，以更加有效地缓解目前由于机动车数量过快增长而造成路网交通运行压力增大，道路硬件资源增长严重失衡这一问题。具体服务内容包括： ?对交通信号控制理论及相关技术进行总结，规范信号优化工作流程，落实责任，建立统一化与个性化相结合的交通信号管理模式，保证交通信号合理运行，满足各种条件下道路交通参与者的通行需要。 ?通过对相关路口进行周期性调查，及时发现存在不足并予以改善、跟踪，从而不断提高其运行水平。 ?通过路口排查和调研，对有条件进行协调控制的路口设计协调控制方案，降低协调控制路口的行车延误，提高交叉口服务能力。 ?以周报、月报和专项分析报告总结归纳工作开展情况及完成效果，有计划性的回检评价历史优化路口，提炼可取之处及考虑不周的地方，对未来将有可能发生变化的交叉口或路段有一定预测性。 2服务内容 2.1交通信号管理基础工作 （1）交通信号控制理论及相关技术总结 交通信号控制理论及相关技术的总结包括对交通信号控制相关理论的总结和对现今主流信号控制模式及方法的总结2部分内容。 ?对交通信号控制相关理论的总结 包括对信号控制涉及的相关参数的总结、对通过能力的总结及对信号路口对车流停滞作用的总结3部分内容。 ?对现今主流信号控制模式及方法的总结 包括对单点信号控制模式与方法的总结、对交通信号子区划分的模式与方法的总结、对主干道交通信号协调控制模式与方法的总结、对同类型交通信号路口协调控制模式与方法的总结、对长距离交通信号协调控制模式与方法的总结以及
对区域协调控制模式与方法的总结六大类涵盖点、线、面三个层次的信号控制与协调方法的相关技术理论的总结。 在对交通信号控制相关理论的总结基础上，根据各地市信号路口特点，重点对适用该地信号控制特点的信号控制模式及方法进行总结。 ?单点信号控制 主要包括单点定时信号控制、单点感应信号控制和单点自适应信号控制三种方式。针对信号控制路口常用的单点信号控制方法有Webster等方法。 ?交通信号子区划分 主要基于距离原则、车流特征原则、周期原则的子区划分原则及其相关的关联度判断方法、合理周期范围判断方法的划分方法总结。 ?主干道交通信号协调控制 主要包括单向绿波协调控制、对称双向绿波协调控制、非对称双向绿波协调控制的方法。针对不同地市信号控制路口不同的流量特征可选用相对应的主干道信号协调控制方法。 ?同类型交通信号路口协调控制 主要针对信号路口饱和度同类型及其基础上的潮汐特征同类型进行交通信号路口同类型的判定分析，归纳与其相对应的信号控制适用方法。 ?长距离交通信号协调 主要对相邻路口间距离较长的信号路口及交通信号路口数较多的整体距离较长的协调控制方法进行研究，针对长距离交通信号协调的分类归纳相对应的协调模式及方法。 ?区域协调控制 交通区域协调控制是二维上的控制，它通过将绿波协调控制的路口利用组合叠加的方式，对各信号控制路口的信号周期、绿信比以及路口间的相位差进行优化，以减小延误、提高路网通行效率的信号控制方法。当前交通信号区域协调控制的方法主要可以分为结合调控的协调方法、基于延误的协调方法和基于绿波带优化的协调方法。 通过全面深入的了解信号控制的基础理论及信号控制主流模式及技术方法，掌握前沿技术，归纳出适用性强的主流核心技术规范，为交通信号控制优化提供
实训-交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统 重点内容： ●LED显示的驱动电路设计和LED显示输出扫描程序 ●按键输入电路和按键扫描程序 ●时间中断的使用。 一、实例说明 有如图所示的街区十字路口，需要为十字路口设计一个交通灯控制系统，该系统的要求如下：东南西北每个方向各有一个红绿灯组，每个红绿灯组包含红黄绿三种颜色的信号灯。 ●每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于车流量较小，为了节省电能各个方向的红绿 灯出于休息状态（只亮黄灯）。 ●每天的6：00~23：00，红绿灯出于工作状态，两个互相垂直方向的绿灯交替点亮来 控制交通。交通灯工作状态过程如后所示，在某一个时间段东南方向红灯亮，西北方向绿灯亮；经过一定的时间后，西北方向该为黄灯闪烁，此时东南方向保持红灯； 西北方向红灯闪烁5秒后转为红灯，此时东南方向变为绿灯。依此东南方向的红绿灯和西北方向的红绿灯循环往复。
交通信号灯控制系统提供了一个控制面板，交警可以通过该面板可以调整红灯和绿灯亮的时间间隔、控制交通信号灯控制系统的开关等，从而达到控制交通流量的目的。交通信号灯控制系统的控制面板如下图所示，该面板共有6个LED，每3个LED 为一组，用于显示交通信号灯的点亮时长（单位为秒）；面板上共有5个按键，用于控制交通灯控制系统的点亮时长和系统的开关。
二、硬件电路设计 1、LED输出电路 ●本案例中共有6个LED，为了充分利用ARM微处理器的IO资源，我们采用扫描的 方式。 ●LED的输出电路如上图所示，为了使电路比较清晰，这里只画出了其中两个LED。 每个七段码LED的a~g端口是并联，分别连接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一个管脚控制，6个七段码LED的gnd端分别连接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。当需要点亮其中某一个七段码LED时，将对应的gnd端口电平拉低，a~g端口根据需要显示的数字给不同的电平。这种连接方式在某一特定时刻只能点亮其中一个七段码LED，而其他的七段码LED处于熄灭状态。 ●为了让他们看上去是同时点亮并且能够显示不同的数值，我们利用人眼的视觉暂留 对他们进行扫描，在一个比较短的始终周期内（0.01s左右）轮流点亮6个七段码LED。 2、按键电路 ●本案例中的共有5个按键，如下图的控制面板所示，其中一个按键用来控制交通灯 控制系统的开关，而其他四个按键用来调整红灯和绿灯的持续时间 ●按键电路如下图所示，当没有任何按键被按下时，所有与按键连接的管脚为高电平；
交通信号灯控制系统
交通信号控制系统 1. 设计任务 设计一个十字路口交通控制系统，要求： （1）东西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有绿灯、黄灯、红灯指示，其持续时间分别是30秒、3秒和30秒，交通灯运行的切换示意图如图1-1 所示。 （2）系统设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间。 （3）当东西或南北两路中任意一路出现特殊情况时，系统可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即红灯全亮，时钟停止记时，东西、南北两路所有车辆停止通行；当特殊运行状态结束后，系统恢复工作，继续正常运行。 2．总体框图 本系统主要由分频计、计数器和控制器等电路组成，总体框图如1-2所示。分频计将晶振送来的信号变为1Hz时钟信号；当紧急制动信号无效时，选择开关将1Hz脉冲信号送至计数器进行倒计时计数，并使控制器同步控制两路红、黄、绿指示灯时序切换；当紧急制动信号有效时，选择开关将紧急制动信号送至计数器使其停止计数，同时控制器控制两路红灯全亮，所有车辆停止运行。 2-1 交通灯总体结构框图 3 模块设计 （1）分频器 设晶振产生的信号为2MHz，要求输出1Hz时钟信号，则分频系数为2M，需要21位计数器。用VHDL设计的2M分频器文本文件如下:
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY fenpin2m IS PORT(clk:IN STD_LOGIC; reset:IN STD_LOGIC; --时钟输入 clk_out:out STD_LOGIC); END ENTITY fenpin2m; ARCHITECTURE one OF fenpin2m IS signal count:integer range 0 to 1999999; BEGIN PROCESS(clk) BEGIN if reset='1' then count<=0; clk_out<='0'; else if clk'EVENT and clk='1'THEN IF count<999999 THEN count<=count+1; clk_out<='0'; ELSif count<1999999 then count<=count+1; clk_out<='1'; else count<=0; END IF; END IF; END IF; END PROCESS ; END one; (2) 模30倒计时计数器 采用原理图输入法，用两片74168实现。74168为十进制可逆计数器，当U/DN=0时实现9~0减法计数，记到0时TCN=0;当U/DN=1时实现0~9加法计数，计到9时TCN=0；ENTN+ENPN=0时执行计数，否则计数器保持。该电路执行减法计数，当两片计数器计到0时同步置数，因此该计数器的计数范围是29~0，当系统检测到紧急制动信号有效时，CP=0计数器停止计数。
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。
西门子PLC交通信号灯控制系统设计(详细步骤)
毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日
一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，
交通信号控制系统
1交通信号控制系统概述交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协 1.1调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。 必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。 NATS交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。 从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NATS系统和路口交通信号控制机的研制开发。 该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。 NATS交通信号控制系统特点： 适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；系统支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种软件平台（WINDOWS 98/NT/2000/XP）；支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录仪…）；支持多种系统互联（电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违章捕捉系统、信息管理系统…）；系统配置灵活、裁剪方便；支持远程控制和维护；支持多种通信方式（光缆、电话线、GPRS/CDMA无线通信、城域网…）；系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。 1.2系统结构 1.2.1系统控制应用层结构NATS交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构： 中心控制级，区域控制级，路口控制级（参见下图）。
中心控制级区域控制级1区域控制级2路口控制级路口控制级路口控制级区域控制级N 1.2.2系统基本结构区域监控台动态地图板室内信息板违章捕捉仪区域控制计算机数据通信控制机(光端机)光纤(光端机)(光端机)路口信号机…(光端机)(光端机)路口信号机室外情报板…室外情报板交通信号灯车辆检测器其中： 区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128个外部设备，如果外部设备超过128路，可采用多台区域控制计算机。 区域监控台用作交通工程师工作台，实时显示被控区域内的交通状态和信息，下达人机会话命令；数据通信控制机为区域控制计算机与户外设备提供通信通道；路口信号机负责采集、处理、传送交通信息，控制路口信号灯色；环形线圈检测器和微波检测器安装位置可分布在路口或者路段；动态地图板实时显示被控区域内的交通状态。 1.3系统功能 1.3.1系统三级控制功能1）中心控制级监控整个系统的运行；协调区域控制级的运行；具备区域控制级的所有功能。 2）区域控制级监控受控区域的运行；对路口交通信号进行协调控制； 对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；监视和控制区域级外部设备的运行；进行交通流量统计处理。 3）路口控制级控制路口交通信号灯；接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；具有单点优化能力。 4）终端控制为了方便灵活地控制系统，系统可挂接终端控制计算机（工作站），终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能，终端控制计算机既可以是本地的（如放在管控中心），也可以是远程的（如在任何地方通过公安网进行控制）。 1.
交通信号控制系统方案
交通信号控制系统 1.1项目概述 对当地的简单介绍及交通状况的分析。 1.1.1系统概述 城市交通的管理与控制是智能交通系统的重要组成部分，城市交叉口的通行能力是决定道路通行的关键。交通信号控制系统对城市交叉口进行系统化协调控制，能缓解拥堵区域的交通压力，使交通流量在整个城市范围内的分配趋于合理，能够降低或消除对道路的瓶颈影响，提高道路的通行能力和服务水平。 交通信号控制系统的发展经历了点控、线控和面控3个阶段： （1）每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其邻近交叉口的控制信号有任何联系的，称为单个交叉口交通控制，也称为单点信号控制，俗称“点控制”。 （2）把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯，称为干道信号联动控制，也叫“绿波”信号控制，俗称“线控制”。 （3）以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为区域交通信号控制系统，俗称“面控制”。 1.1.2设计目标 交通信号控制系统目标如下： （1）降低交通延误，降低停车次数，提高车速，降低机动车油耗，减少交通污染，改善城市环境； （2）科学控制交通流，最大限度利用现有道路，提高道路的通行能力； （3）使交通有序运动，从而改善交通秩序，有利于交通安全； （4）节省警力，降低交警的劳动强度。 1.1.3设计原则 根据我公司多年来在城市智能交通领域的建设经验，对公安、交通行业业务需求的深入理解，结合我国交通发展的现状，根据信号控制系统设计理论，在设
计过程中秉承以下原则： 1.1.3.1标准化原则 交通信号控制系统严格按照公安部颁布的标准GA47-2002《道路交通信号控制机》和GB/T20999-2007《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》规定的技术要求进行设计，所有数据格式与接口均符合国家标准，并在此基础上加以完善，以适应各地的交通状况。 1.1.3.2先进性原则 采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、高清化、网络化、模块化，使系统具有“国内领先，国际先进”的总体水平，能够适应交通控制未来发展的要求。 1.1.3.3实用性原则 系统提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便灵活，易学易用，便于管理和维护，系统具有自动恢复功能，整个系统的操作简单、快捷、环节少，以保证不同的操作者都能熟练操作系统，具有高度友好的界面和使用性。 系统设计、选材、选型符合国家及行业的有关标准，与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应，与用户在经济能力方面实际情况相吻合。 1.1.3.4可靠性原则 交通信号控制系统选用集成度和稳定性高的设备，具有系统自诊断和维护管理功能、远程设备监控、数据备份等功能。室外设备具有耐高温、耐高湿、耐低温，防雷、防尘等特性，保证系统的正常可靠运行。 1.1.3.5安全性原则 交通信号控制系统具有防误操作特性，通过合理的硬件结构设计、有效的外场保护措施以及完善的内部管理机制有效避免系统遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现，保障系统的信息安全。同时通过数据加密、备份、补录、恢复等措施，提高系统在传输链路故障时的数据完整性及安全性。 1.1.3.6经济性原则 交通信号控制系统的可靠性得到提升，因此系统的维护成本显著下降。采用技术先进的设备，通过最优化的系统集成，设备使用寿命长，系统经济性显著提高。
城市轨道交通信号控制系统的分类与应用
毕业设计中文摘要
目录 1 前言 (1) 2 城市轨道交通信号系统 (1) 2.1 信号定义与实现意义 (1) 2.2 信号的基本分类 (2) 2.3 信号机与行车标志种类 (2) 2.3.1 信号机的基本种类 (3) 2.3.2 行车标志 (3) 2.3.3 信号标志 (4) 2.4 视觉信号的意义 (5) 2.5 手信号的显示方式和意义 (6) 2.6 听觉信号 (9) 3 信号系统的基础 (11) 3.1 联锁的定义 (11) 3.2 进路与道岔 (11) 3.3地铁信号系统 (13) 3.4 车场线信号 (13) 4 信号控制系统在城市轨道交通中的应用 (13) 4.1 城市轨道交通中使用的信号系统 (13) 4.2 城市轨道交通移动闭塞信号系统的通信实现方式 (15) 4.3 信号控制方式及列车运行模式信号控制方式 (16) 4.3.1 ATP列车自动保护系统 (16) 4.3.2 ATO列车自动驾驶系统 (16) 4.3.4 SICAS微机联锁系统 (17) 结论 (19) 致 (20) 参考文献 (21)
1 前言 近年来，在改革开放政策的指导下，我国国民经济发展十分迅速，为了城市轨道运输能力与国民经济发展相适应。就要求足够数量、质量良好的车辆投入到生产运输当中去，才能满足和适应国民经济发展的需要。所以信号控制系统作为最重要的一部分，关乎到效益的今天，不得不重视信号控制系统的作用。稳定而安全是最重要的，信号系统在快速发展的同时，安全这一块也不能忽视，总体来说信号系统还是可以确保列车的安全可靠，但再紧密的机器也会有失误。本文从信号系统的安全可靠性分析，从细小的组成到整体的应用，探讨了信号控制系统。首先介绍了信号系统的组成，信号机、联锁、进路、信号标志等。从而介绍信号控制系统在轨道交通中的应用，三种闭塞的分类，固定闭塞，准移动闭塞，移动闭塞，更加详细介绍了当今通用的无线通信移动闭塞系统。 2 城市轨道交通信号系统 2.1 信号定义与实现意义 定义：所谓信号是指示列车运行与调车工作开展的命令，它传达指挥者的意图，指示列车运行条件，表示有关行车设备的位置和状态等，是行车指挥的一种形式。信号装置就是实现信号含义的专用装置。 基本作用：“信号”的发展同交通运输事业的发展紧密联系，它同运输事业密不可分。 实现意义：由于信号的基本作用的重要性是客观存在的，所以他已经深入和渗透到所有交通运输的行业中，没有信号作为相关的指示和命令，任何交通工具都无法在现代社会现实中实现其功能。 从我们日常生活中经常遇到的，如地面道路交通、地铁、航海运输、航空运输都必须要有统一规的行业公认的信号来确保运转安全和保证它运输能力的发挥。甚至在其他领域都必须用标准的规和命令来实现功能，如先进的信息高速公路同样要有相关的命令和标准规的制约才能实现信息的快速传输。所以，信号是实现和保障交通运输运行的最重要工具与手段。 在整个的运输过程中，有关行车人员必须严格按信号指示的要求执行，任何单位、个人均不得违反，而任何违反都将造成十分严重的后果及无法挽回的损失对信号的基本要求： 各种信号机的灯光排列、颜色、外形尺寸应符合规定的标准。 信号机的显示方式和表达的含义必须统一并且符合规定的要求。 信号机的设置须保持能够进行实时检测、故障警告，为列车运行提供安全保障、正确信息。 在一般情况下，信号机设置在运行线路的右侧，与列车司机的驾驶位置相同，便
道路交通信号灯控制系统设计说明书
安徽科技学院数理与信息工程学院 《单片机原理与应用设计》课程设计 设计说明书 题目: 道路交通信号灯控制系统 专业: 电气工程及其自动化 班级: 12级1班 指导教师： 2014 年12 月 9 日
目录 一、概述 (3) 1、设计背景 (3) 2、设计要求 (3) 二、整体设计原理 (3) 1、设计原理 (3) 2、硬件电路分析 (4) 三、硬件电路 (5) 1、晶振电路 (5) 2、硬件电路 (5) 四、软件设计 (6) 1、主程序设计 (6) 2、程序代码分析 (7) 3、元件清单 (9) 五、测试 (10) 1、仿真调试 (10) 六、心得体会 (13) 七、附录 (14) 1、参考文献 (14) 2、完整程序代码 (14)
一、概述 1、设计背景 根据规定本学期13、14周为本专业课程设计，要求同班同学五人一组利用单片机相关知识和proteus仿真软件实现所选课题相关功能。 由于我们组在大二数、模电课程设计中做过交通灯相关课题，因此本次课程设计在组织好团队后，经讨论我们一致决定选择道路交通信号灯控制系统作为本组课程设计内容。 2、设计要求 （1）设计目的 随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机动手实践能力的培养，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。 （2）设计任务 ①设计四组十字路口的红、绿、兰三色交通灯，并模拟交通灯的现场情形，控制交通灯的亮灭。 ②设计四组 LED 显示器，分别倒计时显示十字路口每个方向的红灯或绿灯的剩余时间。 ③可适当根据实际需要增加扩展功能。 ④利用 PROTEUS 软件画出电路图，根据以上功能编写软件，并在硬件电路上成功运行或仿真。 二、整体设计原理 1、设计原理 实际交通灯的变化规律实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转，本次课程设计我们涉及的是简易交通灯，不包含左转右转，只包括东西直行和南北直行，原理较为简单，下图是十字楼口的模拟图。
基于单片机的交通信号灯控制系统设计
基于单片机的交通信号灯控制系统设计 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
毕业综合实践报告 题目：基于单片机信号灯控制系统设计 姓名张文轩 学号 学院应用科技学院 专业电子信息工程 指导教师钮文良 企业指导教师 协助指导教师 2016年04月25日 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为核心器件来使用。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。交通信号灯控制方式很多，本系统采用MSC-51系列单片机AT9S51和可编程并行I/O接口芯片89S51位中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过89S51的P1口设置红绿灯点亮时间的功能，红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警告，本系统实用性强，操作简单，扩展功能强。交通的亮灭规则为：初始状态南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，延迟50s 后，东西方向黄灯亮。延迟10s后，南北方向绿灯亮，同时东西方向红灯亮，延迟40s 后，南北黄灯亮，延迟10s后，南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮，重复上述过程。 关键词:交通灯AT89S51单片机 目录
1绪论 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，同时带动传统控制检测日新月益更新。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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。如果交通控不好道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份单片机。因此，本人选择制作交通灯作为课题加以研究。 我国大中城市交通系统压力沉重。交通管制当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。以此为出发点，本系统采用的单片机控制的交通信号灯。该系统分为单片机主控电路、键盘控制电路和显示电路三部分组成。并在软硬件方面采取一些改进措施，实现了根据十字路口车流量、进行对交通信号灯的智能控制，使交通信号灯现场控制灵活、有效从一定程度上解决了交通路口堵塞车辆停车等待时间不合理等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广阔的应用前景。
智能交通信号灯控制系统设计
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。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，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。
交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统(红绿灯系统) 1、概述 近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。 对****信号控制系统进行升级改造，在*****新建设一套信号控制系统 2、设计依据 ?《道路交通信号控制机》（GB25280-2010） ?《道路交通信号灯》（GB14887-2011） ?《道路交通信号灯设置与安装规》（GB14886-2006） ?《道路交通信号倒计时显示器》（GA/T508-2004） ?《道路交通安全行为图像取证技术规》（GA/T832-2009） ?《交通信号机技术要求与测试方法》（GA/T47-93） ?《道路交通信号机标准》（GA47-2002） ?《道路交通信号灯安装规》（GB14866-94） 3、设计原则 本期工程按“国领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。 信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。 1）设计思路 以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。
交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。 2）预期实现目标 完善城区交通安全设施布局，规行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。 4、交通信号控制系统功能 （1）图形与界面 系统界面中文化、图形化、菜单化。命令操作方式灵活多样，并对错误操作发出警告或禁止执行。 能多用户、多窗口显示，显示窗口可缩放、移动。 具有图形编辑工具，可以对图形的区域背景、路口背景等进行用户化编辑。 背景地图可按管理区域和路口进行缩放和漫游显示。 能够实时显示路口设备、路口设备工作状态及信号控制模式等信息。 系统可动态、实时地显示路口信号灯的运行状况，并可对某一路口的信号灯变化进行实时显示；还可以根据需要直接对信号机进行手动操作功能。 能够用图表显示交通流量、占有率等统计分析数据。 （2）用户管理 系统能够支持至少50个用户的使用和管理，对用户的名称、密码和访问角色等相关容进行设置。 能够设立访问角色，能够定义相应的访问权限，每个用户可以对应多个角色。 组管理：每个组可以有多个用户，所有用户不能重名，不同的组可以管理不同的路口设备。 记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令，显示用户是否在线。 禁止多用户对同一对象同时进行控制操作，并给出提示信息。 （3）日志管理 操作员记录：操作员登录/退出时间、部分重要操作命令记录。 记录保存时间：系统至少保留最近12个月的综合日志记录。