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智能交通信号灯系统的设计

智能交通信号灯系统的设计发表时间：2016-05-30T16:34:43.267Z 来源：《基层建设》2016年2期作者：刘景平卜亚洲杨小军颜志坦 [导读] 东莞麦可龙医疗科技有限公司 523656 海每小时创造财富2亿元，据此推算，15个城市每天损失近10亿元人民币。从上面数据我们发现交通拥堵是巨大的经济浪费。刘景平卜亚洲杨小军颜志坦东莞麦可龙医疗科技有限公司 523656 摘要：当今中国的汽车飞速发展，私家车也前所未有的达到高峰，面对固定道宽的公路。不断飞速增量的汽车与有限的公路宽度的矛盾就迅速明显起来，目前最重要的就是努力调和现有资源进行最大程度的整体调度，尽可能的提高汽车行驶的顺畅度。本文即为解决此问题而设计的智能交通信号灯系统，通过实时监控，对车流量实时采集，通过CPU调度中心进行智能调控，进行智能信号灯的交替变化，而给予驾驶者一个有效的实施导向，从而使汽车流进行最大程度的行驶顺畅度。关键词：智能交通信号灯；汽车流；行驶顺畅度 1、背景上个世纪八十年代中国的汽车就开始发展，直到今日汽车的增长量已经势不可挡，国家信息中心日前发布的报告显示，2007年我国汽车市场产销量达830万辆，总体增长率达16.3％。中国汽车消费量占全球总消费量的12％左右，仍维持全球第二大市场的地位。报告同时指出，原来预计2020年超过美国成为全球第一大汽车市场的目标有可能在2015年提前实现。这样一个可怕的增长速度，对于有限的公路必须需要一种有效的交通调度方式。早在2004年美国TTI（Texas Transportation Institute）交通年度报告，全美85个主要城市因交通拥堵损失37亿小时的时间和23亿加仑的汽油浪费。还有根据中国科学院研究，2010年中国百万人以上的50座主要城市，这些城市的居民平均单行上班时间要花39分钟。中国15座主要城市居民每天上班单行比欧洲多消耗288亿分钟，折合4.8亿小时。上海每小时创造财富2亿元，据此推算，15个城市每天损失近10亿元人民币。从上面数据我们发现交通拥堵是巨大的经济浪费。目前交通信号灯比较死板，绿灯红灯交替变化的时间都是固定，无论塞车还是顺畅都是一成不变的，这就不可以很顺畅的调节到车辆。 2、解决概况当两个事物配合使用的时候，当其中一个事物是变化的，如果另外一个事物是固定的，这无疑问就会产生不匹配的情况。那么怎么样才可以使两个事物相互配合，做到游刃有余呢？那么必定是当一个事物变化的时候，通过某种工具或者规律来对另外一个事物进行实时调整调度以满足那个变化实物的变化，才会起到一个和谐融洽的相互配合关系。车辆与交通信号灯就是这两种相互配合的事物，当车辆不断的变化的时候，信号灯却不形成任何与车辆的互动，而按自己的规律和行程交替运转，这就会导致没有实时性。例如，一条十字路口纵向的车几乎没有，而横向的车却在严重塞车，那么在这种情况下是不是需要把纵向的绿灯时间分给横向的绿灯一些呢？还有，当在上班时间或者下班时间，基本上车流量都是一个方向的，那么是不是应该把某个方向的绿灯时间分给其他方向或者左转等方向一些呢？等等。下面我们就具体的方案来改进目前的交通信号灯系统。 3、智能交通信号灯的设计首先通过车流量实时监测模块进行实际车流的采集，然后通过无线数据传输系统，传至大数据调度中心，通过大数据分析计算，从而得到有效的调节数据控制交通信号灯的显示，并且实时备份数据并上传数据。框图如下： 3.1、车流量监测系统车流量检测系统是非常重要的部分。目前主要有三种车流量判断方式，电磁感应装置法、车流信息的超声波检测法，还有基于机器视觉的车流量检测法。超声波检测精度不太高，容易受车辆遮挡或者人的干扰，检测的距离短，一般在10m左右，本设计的车辆检测器采用地感线圈检测方案。地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。地感线圈Ll埋在路面下，通有一定工作电流的环形线

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。

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

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。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。图 1 传统双机容硬件错示意图

智能交通信号灯控制系统设计

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，

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

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：

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。

智能交通灯系统设计样本

智能交通灯系统设计

智能交通灯系统设计 1.背景及意义 1.1.目的与意义随着社会经济的发展，城市交通问题也越来越引起人们的关注，交通堵塞也成为人们每天必须面正确问题；交通堵塞不但浪费大量的时间，而且排队过程中刹车和怠速会浪费能源，同时也造成空气污染，如何有效的降低城市交通堵塞，协调好人、车、路三者之间的关系，已成为各大城市面临的难题之一。交通灯系统作为交通系统中的重要元素，对缓解交通堵塞扮演者重要角色。随着现在社会的飞速发展，红绿灯在道路上比较普遍，几乎每个路口都会出现，特别是较大的路口，变换时间周期更长，效率低。因此，如何保证紧急车辆在道路上不受红绿灯的限制但又不闯红灯，使之畅通无阻的行驶，这便成为亟待解决的问题。本文主要针对这些问题，提出了智能交通灯系统的设计，该系统能够智能合理地设置红绿灯的时长以及相位的切换，就能够减少一个周期内十字路口前排队的车辆，从而有效地缓解交通堵塞。1.2.国内外现状交通灯诞生于19世纪的英国，1958年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上安装了煤气红绿灯。19 ，电气启动的

红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成。19 又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯，带控制的红绿灯，一种是把压力探测器按在地下，车辆接近时，红灯变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯是按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能觉察到有人要过马路。红外光束能把红灯延长一段时间，推迟汽车放行。信号灯的出现，对交通进行有效管理，疏导交通流量、提高了道路通行能力，减少交通事故具有显著效果。欧洲及日本在交通灯的研究上起步较早，美国于上世纪九十年代才开始逐渐重视智能交通信号控制系统的研究。 20世纪70年代末，澳大利亚成功研制出了SCATS系统，该系统采用分层控制，以饱和度和综合量为主要依据，分别对信号周期、相位差和绿信比进行优选，该系统没有建立数学模型而是根据情况从各种已经制定的方案选择最优的方案，可是该系统配时方案有限。20世纪70年代初，英国研制出了SCOOT系统，该系统是一种自适应系统，采用小步长渐进寻优的办法，以使配时参数随交通流量改变而作适量调整，从而短期内适应交通流量的变化趋势，以防止因配时突变而引起的车流不稳定。，英国推出了全面升级的SCOOT摄像技术智能交通灯系统，该系统采用的是视频摄像技术，经过自动计算需要过马路的人群数量来调整相应的红绿灯时间。当检测到大量的行人在等待，系统会自动延长绿灯放行的时间，让人们有充分的时间过马路。另

智能交通灯系统设计

智能交通灯系统设计 1.背景及意义 1.1.目的与意义随着社会经济的发展，城市交通问题也越来越引起人们的关注，交通堵塞也成为人们每天必须面对的问题；交通堵塞不但浪费大量的时间，而且排队过程中刹车和怠速会浪费能源，同时也造成空气污染，如何有效的降低城市交通堵塞，协调好人、车、路三者之间的关系，已成为各大城市面临的难题之一。交通灯系统作为交通系统中的重要元素，对缓解交通堵塞扮演者重要角色。随着现在社会的飞速发展，红绿灯在道路上比较普遍，几乎每个路口都会出现，尤其是较大的路口，变换时间周期更长，效率低。因此，如何保证紧急车辆在道路上不受红绿灯的限制但又不闯红灯，使之畅通无阻的行驶，这便成为亟待解决的问题。本文主要针对这些问题，提出了智能交通灯系统的设计，该系统能够智能合理地设置红绿灯的时长以及相位的切换，就能够减少一个周期内十字路口前排队的车辆，从而有效地缓解交通堵塞。 1.2.国内外现状交通灯诞生于19世纪的英国，1958年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上安装了煤气红绿灯。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成。1918年又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯，带控制的红绿灯，一种是把压力探测器按在地下，车辆接近时，红灯变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯是按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能觉察到有人要过马路。红外光束能把红灯延长一段时间，推迟汽车放行。信号灯的出现，对交通进行有效管理，疏导交通流量、提高了道路通行能力，减少交通事故具有显著效果。欧洲及日本在交通灯的研究上起步较早，美国于上世纪九十年代才开始逐渐重视智能交通信号控制

推进城市道路交通信号灯配时智能化工作方案.doc

附件1：推进城市道路交通信号灯配时智能化工作方案根据《道路交通安全法》及其实施条例等相关法律规范标准，以排查整改城市道路交通信号灯的设置和使用问题为推进城市道路交通信号灯配时智能化的着力点和着手点,重点解决城市主、次干路上信号灯不符合标准、设置不规范和配时不合理等问题。推进交通信号灯配时智能化，依法科学分配通行权利，改善通行秩序，提高道路交叉口的通行能力和通行效率，减少交通延误和资源浪费，提升区域和城市路网的承载能力，有效缓解交通拥堵。单点定时控制应根据交通流量、通行效率等情况，及时调整并应保持与各相关路口信号配时关联协调。通过排查整改，应实现全路网、局域路网、重点路段或至少部分交叉口的交通量采集、传输、处理和交通信号灯配时的智能化，逐步减少单点定时控制。一、总体要求（一）道路交通信号灯的灯具应符合国家标准《道路交通信号灯》（GB 14887）的要求，信号机应符合国家标准《道路交通信号控制机》（GB 25280）的要求。新建的信号灯和信号机应有国家相关机构出具的检测合格证书。（二）信号灯的设置、安装应符合国家标准《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB 14886）的要求。信号灯设置的位置、

方位、数量应能保证车辆驾驶人和行人均能清晰、准确地观察到信号灯。在大型路口、畸形路口、视线不良的路口，应根据需要在适当位置增设信号灯。（三）信号灯的设置应与交通标志、标线等设施表达的信息互相协调，不应自相矛盾。信号灯的组合应与导向车道划分相配合，合理选用方向指示信号灯。（四）信号相位、配时要科学、精细，根据交通流量的分布情况合理划分控制时段、确定控制方案。设置的行人绿灯时间要确保行人能够安全步行过街。信号放行规则在一个城市内的道路上应基本一致。（五）市区道路或相对独立的城市片区应尽量采用可以联网控制的交通信号控制机，鼓励根据实际需要联入统一的交通信号控制系统，便于对信号灯路口进行协调控制。（六）主、次干道信号灯路口应进行协调控制并优化，运用“慢进快出”、“截流、分流”等控制策略，采用“绿波带”、“红波带”等控制方式，在高峰时有效均衡交通流、缓解拥堵；在平峰时保证交通流连续、畅通，提高通行效率。（七）信号灯及信号控制系统的新建、更新、改造，应纳入规划，有序实施，工程建设公开、公正。鼓励采用先进的控制设备和控制系统，但同时要考虑设备、平台的对接和兼容。鼓励新建、补充和完善交通流检测设备，用数据支撑交通信号的控制和优化。（八）城市要有专业的交通信号维护队伍，建立完善的巡检、报告、维修制度，维护的资金应纳入财政预算予以保障。公安交

交通信号灯智能控制系统设计

交通信号灯智能控制系统设计随着城市化进程和经济发展，城市交通迅速增长，交通问题逐渐成为困扰大城市发展的通病，甚至成为国际性的问题，而十字路口是主要瓶颈。本文旨在探索最大限度地发挥道路通行能力，尽量减少交通堵塞，实现十字路口信号灯智能控制。基于Labview的智能交通灯模拟仿真系统，能够实现红、绿、黄三种颜色灯的交替点亮、车辆通行模拟以及实时监测交通灯状态等功能。 1智能交通的总体结构 1.1实现功能Labview的交通灯智能控制系统,能够实现红、绿、黄三种颜色灯的交替点亮、车辆通行模拟以及实时监测交通灯状态等功能。实现交通灯的倒计时功能，并且倒计时选用数码管显示。模拟小车在绿灯方向时能移动，过了路口停止，然后相反方向的小车开始动，过了路口停止。用十二盏灯指示路口的红绿灯状况，东红，东黄，东绿；西红，西黄，西绿；南红，南黄，南绿；北红，北黄，北绿，信号灯按一定规律循环点亮。东西方向红灯时间、南北方向的红灯时间和黄灯时间可以自行设定。东西绿灯的时候东西方向的车辆模拟通过，南北方向同样，黄灯时间东西南北方向车辆均停止。 1.2控制要求按下运行按钮后，南北绿灯与东西红灯同时点亮。（时间可以自行设定）。南北绿灯亮n秒，接着黄灯闪烁，闪烁频率为1s,闪烁3次后熄灭(黄灯闪烁时东西红灯一直点亮)；此后，变为东西绿灯亮，南北红灯亮。东西绿灯亮n秒，接着黄灯闪烁，闪烁频率为1s,闪烁3次后熄灭(黄灯闪烁时南北红灯一直点亮)；南北方向和东西方向均按照绿-黄-红的顺序循环，系统整体软件流程图如图1所示；按下停止按钮后，程序停止运行。 2智能交通灯在LabView软件前面板中运行东西方向红灯时间、南北方向的红灯时间和黄灯时间可以自行设定。东西绿灯的时东西方向的车辆模拟通过，南北绿灯时南北方向的车辆

智能交通信号灯系统设计

智能交通信号灯系统设计摘要交通信号灯是一种重要的交通指示工具。它能够指示通过交叉路口的机动车辆和过往的人群有序地通行，是维系道路交通顺畅，减少道路堵塞的主要工具之一。针对传统交通信号灯存在不能根据车流量大小自动调节通车时间的缺点，本文提出了以单片机为主控制器，超声波传感器测车流量的新型智能交通信号灯模拟控制系统的方案。本论文设计的智能交通信号灯模拟控制系统采用AT89C51单片机为控制器，以URF04超声波模块检测实时通行的车流量，通过RS-485传输线通讯，主控制器根据从控制器反馈回来的信息，实时调整通行时间，可以有效地疏导交通。关键词交通信号灯智能单片机

目录 1. 绪言.................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 智能交通信号灯控制系统概述 (1) 1.2 交通信号灯的应用及其发展趋势 (1) 2. 系统控制器及外围数字电路IC芯片简介 (3) 2.1 系统整体电路框图 (3) 2.2 AT89C51单片机简介 (4) 2.3 LED显示器 (8) 2.3.1 LED数码管显示器的结构原理 (8) 2.4 超声波收发模块 (10) 2.4.1 超声波测距原理 (10) 2.4.2 超声波收发模块简介 (11) 2.5 74LS138译码器 (12) 2.6 74LS373锁存器 (13) 2.7 74LS04反相器 (13) 2.8 MAX485收发器 (14) 3. 硬件系统设计 (15) 3.1 交通信号灯控制方案选择 (15) 3.2 硬件电路设计 (16) 3.2.1 通行时间显示电路 (16) 3.2.2 单片机时钟电路 (18) 3.2.3 单片机复位电路 (19) 3.2.4 人行道信号灯控制电路 (19) 3.2.5 机动车道信号灯控制电路 (20) 4. 软件系统设计 (21) 4.1 主机程序流程图 (21) 4.2 C语言程序设计 (23) 4.2.1 1秒钟程序设计 (23) 4.2.2 LED数码显示器程序设计 (24) 5. 系统调试与结果分析 (24) 5.1 硬件调试 (24) 5.2 软件调试和下载 (25) 5.3 结果分析 (26) 致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。附录一主机系统电路图...................................................................... 错误！未定义书签。附录二电路源程序.............................................................................. 错误！未定义书签。

智能交通信号灯设计毕业论文

智能交通信号灯设计毕业论文目录 1 绪论 (1) 1.1 交通灯控制器的研究背景 (1) 1.2 交通灯控制器的研究意义 (2) 1.3 交通灯控制器的发展前景 (3) 2 总体设计方案 (5) 2.1 设计思路 (5) 2.2 系统总框图 (6) 2.3 系统工作原理 (6) 3 硬件设计 (8) 3.1 系统设计 (8) 3.2 主控模块设计 (8) 3.2.1 STC89C51部结构 (9) 3.2.2 STC89C51单片机的I/O口功能 (10) 4 软件设计 (22) 4.1 编程语言 (22) 4.2 控制程序设计 (23) 4.3 主程序模块 (24) 4.4 定时器T0 (25) 4.5 按键子程序设计 (28) 4.6 显示程序模块 (31)

5 调试与检测 (34) 5.1 硬件调试 (34) 5.2 软件调试 (35) 5.3 软硬联试 (35) 5.4 性能测试结果 (35) 6 结论 (37) 参考文献 (38) 谢辞 (39) 附录A：系统原理图 (40) 附录B：系统实物图 (41) 附录C：系统元件清单 (42) 附录D：系统源程序 (43)

1 绪论 1.1 交通灯控制器的研究背景交通信号灯关系着人们的生命和财产安全，目前，红绿灯安装在各个路口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的扳手式信号灯，用以指挥车马通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿色亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，当车辆接近时，红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左右转弯车辆都必须让合法地正在路口行驶的车辆和过人行道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

智能交通信号灯的设计

智能交通信号灯的设计说明书

姓名：班级：学号：时间：2013-5-18 智能交通信号灯的设计一、引言实现路口信号灯控制系统的方法很多，可以用可编程控制器PLC、单片机、标准逻辑器件等实现。但其功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了设计难度。提出基于labview的智能交通灯控制系统，可实现3种颜色灯的交替点亮、各种信息提示、实时监测交通灯工作状态等功能。不仅编程简单、灵活、可靠性高，而且成本低、具有良好的经济效益。为实现交通系统智能控制提供了一条新途径。二、设计思路近年来，在快速城市化进程和经济发展的影响下，城市交通迅速增长，交通问题成为困扰许多大城市发展的通病，已成为日趋严峻的国际性问题。其中，十字路口则是造成交通堵塞的主要”瓶颈”。世界发达国家都在积极探索如何最大限度地发挥道路通行能力，尽量减少交通堵塞

造成的各种损失。实现十字路口信号灯控制系统的方法有很多，可以通过可编程控制器PLC、单片机、标准逻辑器件等方案实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了设计难度，提高了设计成本。随着计算机技术的迅猛发展，虚拟仪器技术在数据采集、自动测试和仪器控制领域得到广泛应用，促进并推动测试系统和测量控制的设计方法与实现技术发生了深刻的变化。”软件就是仪器”已经成为测试与测量技术发展的重要标志。我们设计了基于labview的智能交通灯控制系统，该系统可实现3种颜色灯的交替点亮，通过信息提示指挥车辆和行人安全通行，并能实时监测交通灯工作状态。该系统不仅编程简单、灵活、具有较高的可靠性，而且成本低、具有良好的经济效益。三、具体设计方案 3.1LabView前面板设计所需控件： 1）十字路口需设置两组交通信号灯，分别为红绿黄三种颜色，故共需要6个布尔型指示灯。将六个指示灯拖到前面板上，拖动以改变其大小，再右击选择属性改变其颜色，分别设置为红黄绿。 2）再选取六个数值显示控件，用来显示各个指示灯亮时间。下图为智能交通控制系统终端模块的用户前面板界面设计图。

智能交通信号灯

智能交通控制系统的设计一、设计目的与任务 1、设计目的：“控制系统课程设计”是自动化专业集中实践性教学环节中的专题实验，属必修课。“控制系统课程设计”要求学生掌握单片机的基本知识和自动控制系统设计的基本原理。通过实验使学生能够较熟练地设计基于单片机的控制系统的各个环节和完整系统，熟练掌握系统的调试和控制器参数的整定方法。巩固和深化理论教学内容，培养学生的工程实践技能，综合运用所学专业知识解决实际问题的能力。 2、设计任务: 基于单片机设计智能交通控制系统。二、课题内容与要求 1、课题内容假设十字路口有两组交通灯，每一组各有红、黄、绿三种颜色的指示灯，分别管理南北通道A和东西通道B，需要根据车流量大小控制相应信号灯的变化和时间。用单片机做控制器设计一个智能交通控制系统。 2、课题要求基于单片机的智能交通控制系统的具体要求： 1．模拟南北通道A和东西通道B的车流量。 2．正常情况下轮流放行，其中南北通道A绿灯30s, 东西通道B绿灯15s，每道从绿灯切换为红灯时，应有5s黄灯时间。 3．当某个通道的绿灯时间还有5s范围内，如果该通道车流量突然增加到设定的阈值，将该通道的绿灯时间延长20s，同时改变另一通道信号灯的状态。 4．A道设置一个行人过街按钮，当该按钮按下时，B道显示黄灯5s后转为红灯，A道黄灯5s后转为绿灯，然后按照正常A道绿灯程序执行。（此处需仔细考虑多种情况） 5.设置一个紧急按钮，当此按钮按下时，两道均5s黄灯后显示红灯，紧急车辆通过后，恢复原来的信号灯状态，且原来的计时时间累计。三、课题设计 1、总体思路本文根据STC90C516RD+单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，提出了一种用单片机自动控制交通灯以及时间显示的方法，同时给出了软硬件设计的方法。设计的过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要设计问题都有涉足。本系统采用单片机作为核心控制器，通过阈值

城市交通信号灯智能控制系统设计

城市交通信号灯智能控制系统设计发表时间：2016-12-26T15:32:55.733Z 来源：《基层建设》2016年29期作者：郭晓妮 [导读] 摘要：城市交通信号灯智能控制系统主要为实现城市交通智能化，最大程度的疏导交通，减少堵塞，提高通行能力。同时依据物联网管理理念，完成对自身设备的管理。主要完成系统架构设计、数据流结构设计以及系统功能设计等。金交恒通有限公司北京 100011 摘要：城市交通信号灯智能控制系统主要为实现城市交通智能化，最大程度的疏导交通，减少堵塞，提高通行能力。同时依据物联网管理理念，完成对自身设备的管理。主要完成系统架构设计、数据流结构设计以及系统功能设计等。关键词：交通信号灯，智能控制，区域协调控制 0 前言随着我国当前城市发展进程加速，车辆拥有量迅速提升，交通拥堵已经是一个亟待解决的问题，已经严重影响到人们的生活质量和工作效率，同时堵车造成的环境污染也是无法忽略的问题。如果能够克服现有交通灯定时切换控制方式的局限性，将对改善交通状况有很大的帮助，因此有必要寻求一种智能的交通信号灯控制系统。交通信号智能控制系统是将信息技术、通信技术、自动控制技术以及计算机技术等先进技术有效集成构造交通管控系统[1-2]。它能大幅度地增加道路网络的通行能力，提高运输的机动性、安全性和运输效率，避免拥挤和堵塞，减少能源消耗和环境污染。 1 系统总体结构设计系统采用三级结构形式，即：中心控制级、区域控制级和路口控制级。图1 系统总体结构图 1) 中心控制级负责全系统硬件和软件运行状况与故障的监测与管理，交通控制信息分析与处理，交通流数据数据库管理及与其他系统互联的接口管理等；并可兼作显控台实时显示被控区域的交通状态和信息，并进行系统干预及系统配置[3]。中央控制机可以实现对多个区域机的联网监视控制。 2) 区域控制级负责控制区域内系统设备和系统软件的管理与监测，相位差和信号周期的宏观协调。区域控制机实时采集交通数据，优化控制被控区域内路口的交通信号，并可兼作交通工程师工作台，监视、控制和协调系统的运行，进行系统核心参数的配置。多路通讯处理器为区域控制计算机与路口控制信号机提供通信通道，高低速数据转换和缓冲整理。 3) 路口控制级通过车辆检测器（环形检测器或视频检测器），负责交通信息的采集与预处理（包括：车流量、占有率等重要参数）并通过通讯接口传输给区域控制机，进行周期、绿信比、相位差的优化计算，实现各种单点控制功能，控制交通信号灯色等。 2 数据传输设计交通信号控制系统的联网控制由通信网络支持。通信传输由以下步骤完成： Step1：各路口采用光纤方式传输到通信网络运营商汇聚点，之后传输至支队指挥中心，通信接口采用 IP 方式。 Step2：由支队指挥中心进入分控中心数据接入分中心的通信服务器；分中心通信服务器将处理后的交通数据通过光纤网络以 IP 方式传输到支队指挥中心的数据库服务器。 Step3：路口进入支队指挥中心的数据，通信服务器将处理后的交通数据传输到指挥中心的数据库服务器。 Step4：指挥中心、总控中心的指令下达也按照以上通道反向运行。 Step5：采用开放的、标准的通信协议。 3 系统控制功能设计 3.1 系统基本控制功能 1) 区域协调控制控制区域内交通信号机与交通控制中心区域控制机联网运行，信号配时方案由优化算法软件根据交通流量检测设备获得到的车流量、占有率等交通信息进行优化计算实时生成，下载给交通信号机实施区域协调控制，实现区域优化的效果。 2)干线协调控制干线协调的路口交通信号机都在区域控制计算机的控制之下，信号机软件根据预先设置好的相序、配时、相位差等参数，自主进行协调平滑处理，使干线道路实现线控绿波带的效果。 3)单点自适应控制对于孤立的交叉口，不便于与其他路口进行协调控制，由交通信号机自带的优化软件根据检测器检测到的车流量自动生成信号配时方

十字路口道路交通信号灯控制-毕业设计

重庆xxx大学毕业设计系部名称：专业班级：课题名称：十字路口道路交通信号灯控制指导教师：学生姓名：学号：二O一二年十一月

红绿灯控制是智能交通系统的一个重要部分。在高度科技化的今天，交通系统也在自动化上不断地更新、发展和完善，道路更宽敞，路口更复杂。交通灯出现了更多的变化，从最早的红绿灯，发展到现今的箭头指向红绿灯，人行红绿灯等。这些改变都只有一个目的，为使道路更通畅，更安全。随着社会的不断进步，传统的交通灯的缺陷也日益出现，其中设计过于死板，达不到道路的最大通行效率是最明显的问题，红绿灯交替变换时间过于程式化。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。本文所设计的单片机控制交通灯系统是基于十字路口交通信号灯控制，并对放行和禁行时间进行倒计时显示（秒）。单片机即单片微型计算机。由RAM，ROM，CPU构成，其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛的应用于只能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。单片机的十字路口道路交通信号灯控制器设计，利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示器显示十字路口南北、东西两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）、暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）、禁止通行时间（红灯点亮的时间）。 C语言是一种结构化的高级语言，以其优点是可读性好、移植容易的特点被普遍应用于单片机编程。本设计即使用C语言编程，使程序条理清晰、功能扩展性好、实用性强。关键词：单片机红绿灯AT89C51 Proteus仿真

智能交通信号控制系统要点

智能交通信号控制系统一、信号控制的基本概念（一) 信号相位。信号机在一个周期有若干个控制状态，每一种控制状态对某些方向的车辆或行人配给通行权，对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，称为一个信号相位。我国目前普遍采用的是两相位控制和多相位控制。（二）信号周期。是指信号灯各种灯色显示一个循环所用的时间，单位微秒。信号周期又可分为最佳周期时间和最小周期时间。（三）绿信比。是指在一个周期内，有效绿灯时间与周期之比。周期相同，各相位的绿信比可以不同。（四）相位差。是指系统控制中联动信号的一个参数。它分为相对相位差和绝对相位差。相对相位差是指在各交叉口的周期时间均相同的联动信号系统中，相邻两交叉口同相位的绿灯起始时间之差，用秒表示。此相位差与周期时间之比，称为相对相位差比，用百分比表示。在联动信号系统中选定一个标准路口，规定该路口的相位差为零，其他路口相对于标准路口的相位差，称为绝对相位差。（五）绿灯间隔时间。从失去通行权的上一个相位绿灯结束到得到通行权的下一个相位另一方向绿灯开始的时间，称为绿灯间隔时间。在我国，绿灯间隔时间为黄灯加红灯或全红灯时间。当自行车和行人流量较大时，由于自行车和行人速度较慢，为保证安全，需进行有效调整，可以适当增加绿灯间隔时间。此外，信号控制的基本参数还有饱和流率、有效绿灯时间、信号损失时间、黄灯时间、交叉口的通行能力与饱和度等。信号灯的分类：（一）交通信号灯，按用途可分为车辆交通信号灯、行人交通信号灯、方向交通信号灯和车道交通信号灯等。（二）交通信号灯，按操作方式可分为定周期控制信号灯和感应式控制信号灯。感应式控制信号灯又分为半感应控制和全感应控制两种。（三）交通信号灯，按控制范围可分为单个交叉路口的交通控制、干道交通信号联动控制和区域交通信号控制系统，即“点控”、“线控”、“面控”三种。