交通信号灯设计
交通灯设计方案
3、交通灯控制模块
交通灯控制模块
主路红绿灯控制模块 支路红绿灯控制模块
LED显示 数码管显示
主要用状态机编写，主要是绿—>黄—>红—>绿……之间的状态转换， 并且通过倒计时将时间和信号指示分别通过数码管和LED灯显示出来
4、LED设计
1Hz时钟 模块
主路/支路红 绿灯控制模
块
绿灯指示 LED1/LED3 黄灯灯指示 LED1+LED2/LED3+LED4闪烁
一、功能分析
1、功能要求
作为一个十字路口交通信号灯控制系统，每条道路都需要有一组红、绿、 黄灯和倒计时计数器，用于指挥车辆的有序通行。为便于区分，将十字路口 交通信号灯分为主路a和支路b，应具有以下功能：
(1) 主路a和支路b各设置两组(双向)红灯、绿灯、黄灯，以指示通行状态： 同时还设置数字式的时间显示，以倒计时方式显示每一路允许通行或禁止通 行的剩余时间。
5、数码管设计
主路/支路红 绿灯控制模
块
倒计时显示
8段数码
1KHz扫描 模块
动态扫描
输出四个数码管，每条线路两个数码管显示。亮红灯时数码管显示29到0，亮黄灯时，数码管显示04 到00；亮绿灯时，数码管显示24到00。数码管上的数字每过1秒变一次（count位1s的计时器）。
三、注意事项
1、数码管计数范围和不同LED灯点亮要一一对应，变化时不能有时差； 2、两组数码管不宜分开写，因为数码管行扫描输出接口只有一组，分开写接口 不好设置； 3、数码管计数时，时间要控制好，每秒计数减一。
(2) 具有复位功能，当出现故障时，可复位回到初始设置状态。 (3) 当主路a或支路b出现紧急情况时，按紧急情况键可进入紧急情况状态， 各方向(两路)均亮红灯。当特殊情况结束时，控制其恢复到电路的原来状态继 续运行。
公路工程规范要求下的交通信号灯设计与布置
公路工程规范要求下的交通信号灯设计与布置交通信号灯是现代城市交通系统中不可或缺的一部分，它在道路交通中起到引导、控制和保障交通安全的重要作用。
在公路工程规范的要求下，交通信号灯的设计和布置需要经过一系列的科学考虑和决策，以确保其在实际使用中的效果和安全性。
本文将就公路工程规范要求下的交通信号灯设计与布置进行探讨。
一、信号灯类型选择根据公路工程规范的要求，交通信号灯可以分为绿灯、黄灯和红灯三种类型，分别代表通行、警示和停止。
设计师应根据实际需求选择合适的信号灯类型，并合理设置信号灯的数量和位置，以满足道路交通的需要。
二、信号灯布置要求1. 信号灯的布置应符合视距要求，确保交通参与者在合理范围内能够清晰地看到信号灯的信息。
在设置信号灯时，应根据道路的类型和交通流量进行科学合理的决策。
2. 信号灯的设置高度应适中，一般不低于2.5米，不高于5米。
这样设置可以保证交通参与者在不同位置和角度均能够方便地观察到信号灯的指示。
3. 信号灯的布置应满足不同车行方向的需求，特别是交叉口和过街设施处。
应根据道路结构和交通流量等因素，设计合适的车行方向和车道组合的信号灯系统。
4. 信号灯的亮度和对比度要符合规范要求，以确保信号灯的指示在各种光照条件下均能够清晰可见。
设计师应选用合适的光源和透镜材料，并定期检测信号灯的亮度和对比度，确保其处于良好的工作状态。
三、信号灯的配时设计信号灯的配时设计是交通信号控制的核心内容之一。
根据公路工程规范的要求，信号灯的配时应根据交通流量、道路结构和行人需求等因素进行科学合理的决策。
在设计信号灯的配时时，应考虑各方面的因素，以最大限度地提高交通效率和交通安全。
四、信号灯的维护与管理为确保交通信号灯的正常运行，需要进行定期的维护与管理工作。
具体措施包括定期检查信号灯的亮度、对比度和工作状态，及时更换磨损或故障的灯泡和部件，并保持信号灯周围的环境整洁。
同时，交通管理部门还应加强对信号灯的监测和维护，及时处理信号灯故障和交通事故。
交通信号灯设计原则
交通信号灯设计原则
交通信号灯设计原则是确保交通流畅、安全和有序，包括以下几个方面：
1.视觉清晰性：交通信号灯的颜色、形状和位置应当能够清晰
地被驾驶员和行人识别和理解。
颜色设计应当符合国际通行规范，如红色表示停止、绿色表示通行等。
信号灯的标志和符号应当简洁明了，易于理解。
2.时间间隔合理性：交通信号灯的时间间隔应根据道路拥堵状
况和交通需求进行合理调整。
通行流量大的路口信号灯时间应考虑设置绿灯时间较长，以保证交通的流畅性。
3.安全性：交通信号灯的设置应当确保行人和驾驶员的安全。
例如，为行人设置独立的信号灯，并设置倒计时显示，方便行人了解剩余通行时间。
在某些路段，如学校附近或者人流密集的地方，可以考虑设置长绿灯时间，以提供更多通行时间给行人。
4.均衡性：交通信号灯应当在各方向上均衡设置，避免某条道
路的通行效率过低，导致交通拥堵。
根据不同道路的车流情况，可以调整信号灯的时间设置，保持各方向的通行时间相对均衡。
5.配合性：交通信号灯应当与其他交通设施相互配合，形成一
个完整的交通流系统。
例如，信号灯应与道路标线、交通标志等进行配合，发挥最佳的交通引导作用。
综上所述，交通信号灯设计原则是确保信号灯的视觉清晰性、时间间隔合理性、安全性、均衡性和配合性，以实现交通的流畅、安全和有序。
交通信号灯 设计原理
交通信号灯设计原理
交通信号灯是用来指示交通流量、控制车辆与行人通行的装置。
它主要由信号灯、电路控制和配套设备三部分组成，通过灯的颜色变化和时间控制来给交通参与者传达相应的指令。
信号灯的设计原理是基于交通流量和安全的需要。
一般来说，信号灯会根据交通流量的多少来调整信号灯的周期时间，以保证交通的畅通和安全。
同时，不同方向的交通信号会有所区分，比如车辆的信号灯与行人的信号灯就会有所不同。
信号灯的主要工作原理是通过灯光的颜色和序列来传达指令。
一般情况下，红色表示停止，黄色表示准备行动，绿色表示可以通行。
这种颜色的选择是基于人类的感知习惯和心理反应，可以迅速引起交通参与者的注意和理解。
在交通信号灯的控制方面，一般会使用电路控制来实现。
信号灯通常由LED灯组成，而电路控制则根据预设的时间和交通流量进行调整。
这些电路控制包括定时器、传感器等设备，可以根据实时的交通情况来控制信号灯的工作模式和时间。
配套设备是指与信号灯相配套的其他设备，比如交通摄像头、智能控制系统等。
交通摄像头可以用来监测交通流量和拍摄交通违法行为，智能控制系统则可以根据数据分析和算法来进行交通信号灯的优化和调整。
总的来说，交通信号灯的设计原理基于交通流量和安全的需求，通过灯光的颜色
和序列来传达指令，通过电路控制和配套设备来实现。
它的目的是为了保证交通的顺畅和安全，提高交通效率，减少交通事故的发生。
随着科技的进步和智能交通系统的发展，交通信号灯的设计也在不断创新和改进，以适应不断增长的交通需求和技术水平的提升。
交通信号灯设计规范
交通信号灯设计规范随着城市交通的不断发展，交通信号灯成为城市道路交通管理的重要组成部分。
合理的交通信号灯设计规范能够确保交通的安全和顺畅。
本文将从交通信号灯设计的角度出发，探讨交通信号灯的规范要求。
一、信号灯的种类及布局信号灯包括红、黄、绿三种颜色的信号灯，其布局应遵循以下原则：1. 信号灯应根据道路的交通流量和行车速度合理设置，并根据车辆行驶方向进行布局。
在十字路口和主干道上，应采用多节灯组合，以便驾驶员迅速准确地判断交通信号。
2. 信号灯的布局要与道路标线、交通标志等相关设施协调一致，以提升交通流畅性和安全性。
3. 信号灯应采用倒计时显示模式，以帮助驾驶员合理安排行车时间，并提醒行人与车辆做好等待和通行准备。
二、交通信号灯的显示规范1. 信号灯的显示内容应清晰可辨，不模糊不闪烁。
各颜色信号灯的亮度应均衡一致，以确保驾驶员和行人正确理解交通信号的含义。
2. 红色信号灯表示禁止通行，应在交叉口的最高点设置，以便远处驾驶员能够提前看到。
3. 黄色信号灯表示警示，提醒驾驶员和行人要做好减速和停车的准备。
其显示时间应合理安排，以确保交通流畅并减少事故发生的可能性。
4. 绿色信号灯表示允许通行，其显示时间应根据交通流量和相邻道路的行车速度来调整，以确保交叉口的交通流畅。
三、交通信号灯的操作和控制规范1. 交通信号灯的操作按钮应设置在行人方便触达的位置，以便行人能够主动控制信号灯的转换。
2. 交通信号灯应配备可靠的定时控制设备，以确保信号灯按照预定的时间间隔和顺序进行切换。
3. 信号灯的控制系统应具备故障自动检测和报警功能，以及备用供电系统，以防止因电力中断或其他故障导致交通信号灯的异常状态。
四、交通信号灯的维护和保养规范1. 交通信号灯设备应定期进行巡检和维护，及时发现和解决故障，以确保信号灯能够正常工作。
2. 交通信号灯的透镜和反射材料应保持清洁，以确保信号灯的光亮度和可见度达到规定标准。
3. 信号灯的设备和电源线路应定期检修，以确保信号灯系统的稳定性和可靠性。
交通信号灯设计规范
交通信号灯设计规范一、引言交通信号灯是道路交通管理中的重要组成部分，其设计规范对于交通安全和效率至关重要。
本文将从信号灯的外观设计、灯光显示、时序设置等各个方面进行探讨，以期能够为交通信号灯的设计提供一些指导和建议。
二、信号灯的外观设计信号灯的外观设计应符合以下规范：1. 外观稳定：信号灯的外壳材质应具有足够的强度和耐久性，能够抵抗恶劣天气和外部冲击。
2. 颜色鲜明：信号灯的外壳颜色应鲜明明亮，以便行车人员迅速辨识。
3. 光线反射：信号灯的外壳应具有一定的光线反射功能，使得灯光在黑暗环境中也能够被较远的行车人员和驾驶员看到。
三、灯光显示规范1. 红灯：红灯为停止信号，其显示应为明亮的红色，以便行车人员迅速辨识并停下来。
2. 黄灯：黄灯为警告信号，其显示应为明亮的黄色。
黄灯的时间设置应根据不同的道路情况和车辆行驶速度进行合理判定。
3. 绿灯：绿灯为行进信号，其显示应为明亮的绿色。
绿灯时间的设置应根据车流量、道路状况和行车速度等综合因素进行合理安排。
四、时序设置规范1. 红灯时间：红灯时间的设置应根据不同的交叉口类型、车流量和行车速度进行合理判定。
红灯时间应足够长，以保证行人和车辆能够安全通过。
2. 黄灯时间：黄灯时间的设置应根据车辆行驶速度和交叉口的具体情况进行合理安排。
黄灯时间应足够长，以便行车人员能够有足够的时间做出反应。
3. 绿灯时间：绿灯时间的设置应根据不同的交叉口类型、车流量和交通需求进行合理判定。
绿灯时间应足够长，以便车辆能够顺利通过。
五、交通信号灯的维护和管理1. 定期维护：交通信号灯的维护应定期进行，包括灯泡更换、电路系统检查等，以确保信号灯的正常运行。
2. 故障修复：如发现信号灯出现故障或损坏，应及时维修或更换，以免给道路交通带来不必要的隐患。
3. 监控管理：交通信号灯的运行情况应定期进行监控和管理，包括时序检查和灯光亮度调整等，以保证信号灯的正常工作。
六、结论交通信号灯的设计规范对于交通安全和效率至关重要。
市政交通信号灯的设计规范要求
市政交通信号灯的设计规范要求市政交通信号灯的设计对于道路交通安全至关重要。
为了保障交通流畅和行人安全，交通信号灯的设计必须符合一系列的规范要求。
本文将介绍市政交通信号灯的设计规范要求，并探讨其背后的原理和重要性。
一、信号灯的颜色和灯光要求市政交通信号灯通常由红、黄、绿三种颜色的灯光组成。
根据国际规范，红灯表示停止，黄灯表示警告，绿灯表示通行。
信号灯的颜色要求鲜明、清晰，以确保驾驶员和行人能够准确地识别。
另外，信号灯的灯光亮度也需要符合规范要求。
亮度过低可能导致夜间或恶劣天气条件下的能见度不足，而亮度过高则容易造成耀眼和视觉干扰。
信号灯的灯光亮度需要在合适的范围内，以保证信号能够被广大道路使用者正确辨识。
二、信号灯的时序和变化要求市政交通信号灯的时序和变化是安全和交通流畅的关键。
信号灯的时序需要合理，确保各个方向的车辆和行人能够有序地通行。
一般情况下，红灯持续时间要足够长，以保证交叉口的安全；黄灯的时间需要恰到好处，给予驾驶员准备停车的时间；绿灯时间要足够长，以确保车辆和行人能够顺利通过。
此外，信号灯的变化要求也需要合理。
信号灯的变化需要流畅而不突兀，避免车辆和行人在短时间内产生混乱和危险。
信号灯的变化过程应该平稳，以确保交通参与者能够有足够的反应时间作出相应的动作。
三、信号灯的安装和位置要求市政交通信号灯的安装和位置是为了提供最佳的可见性和识别度。
信号灯应该安装在交叉口的合适位置，对于驾驶员和行人来说，能够直观地看到信号灯。
信号灯的高度也需要符合要求，以便于所有交通参与者能够方便地观察到信号灯状态。
此外，信号灯的灯头布置也需要注意。
灯头的布置应该符合交通标准，每个方向只有一个信号灯显示，避免混淆和误导。
信号灯的灯头布局需要清晰明了，确保驾驶员和行人能够准确辨识各个方向的信号指示。
四、信号灯的维护和监测要求市政交通信号灯的维护和监测是保障其正常运行和准确性的关键。
信号灯的维护包括灯泡更换、电路检修等，保证信号灯的正常亮灭和信号传递的可靠性。
交通信号灯课程设计
交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述交通信号灯的基本结构、功能及工作原理。
2. 学生能够掌握交通信号灯的色灯意义及其对应的交通规则。
3. 学生能够了解交通信号灯在交通安全中的作用和重要性。
技能目标：1. 学生能够通过观察、分析，运用所学知识解释实际交通信号灯的工作过程。
2. 学生能够设计简单的交通信号灯控制系统，培养动手操作和问题解决能力。
3. 学生能够运用交通规则，提高交通安全意识和自我保护能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注交通安全的意识，树立遵守交通规则的观念。
2. 增强学生的社会责任感，让他们明白自己作为交通参与者的角色和责任。
3. 培养学生合作、探究的学习态度，激发他们对科学技术的兴趣。
课程性质：本课程为小学四年级科学课，结合生活实际，注重实践与理论相结合。
学生特点：四年级学生好奇心强，具备一定的观察能力和动手能力，但对交通安全知识的理解有限。
教学要求：通过生动有趣的方式，引导学生观察、思考、实践，提高交通安全意识和科学素养。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 交通信号灯的基本概念- 信号灯的组成与功能- 交通信号灯的种类及特点2. 交通信号灯的工作原理- 信号灯的控制方式- 信号灯变化规律及原理3. 交通信号灯的色灯意义- 红灯停、绿灯行、黄灯亮的含义- 闯红灯的危害及后果4. 交通规则与信号灯- 交通信号灯与交通规则的关系- 不同场景下的交通信号灯应用5. 交通安全教育- 交通安全意识培养- 遵守交通规则的必要性6. 实践活动- 观察和分析学校周边的交通信号灯- 设计简单的交通信号灯控制系统教学内容安排和进度：第一课时：交通信号灯的基本概念第二课时：交通信号灯的工作原理第三课时：交通信号灯的色灯意义第四课时：交通规则与信号灯第五课时：交通安全教育第六课时：实践活动教材章节：《科学》四年级上册第四章《生活中的科学》第三节《红绿灯的秘密》。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太阳能交通信号灯系统设计
2011-12-30 21:46:59 来源:21IC
关键字：太阳能交通信号灯系统设计
传统的交通灯有以下几个缺点：反光碗的存在导致了假显示效果的出现，假显示效果会引起严重的交通事故；寿命短、维护费用高；耗能高。
针对传统交通灯的缺点，采用LED发光源设计的交通灯，具有可视性强、功耗低、节能、使用寿命长、安全、工作稳定可靠等特点，所以这种交通灯在国内外得到了越来越广泛的使用。
传统交通信号灯一般采用市电直接供电，安装时要挖沟敷设电缆，给交通指挥的安装增加了成本。
太阳能供电系统无需架线,资源丰富，太阳能电池转换效率逐渐提高，价格逐渐降低，有利于降低成本，所以得到了越来越广泛的应用。
采用单片机控制，提高了系统的可靠性，方便安装，对保证行车安全有着重要的意义。
1 工作原理
太阳能LED交通信号灯由光伏极板、充放电控制器、蓄电池、LED交通信号灯系统构成。
系统框图如图1所示。
图1 系统框图
其中，光伏极板是用来将太阳能转换成电能，为系统供电。
充放电控制器是将太阳能产生的电存储到蓄电池中，同时将蓄电池中的电能供给LED交通信号灯系统，并对蓄电池的过流、过充等起到保护作用。
LED交通信号灯系统是由中央控制器、RS 485通信模块、LED信号灯模块、信号灯模块控制系统等组成。
2 LED交通信号灯模块
LED连接电路有三种连接方式：全串联方式、全并联方式、串并混联方式。
三种方式的优缺点比较如下：
(1)全串联方式，如图2(a)所示。
优点：电路简单，流经所有LED的电流相同。
通过使用恒流源，可使LED亮度一致。
缺点：如果有一颗损坏，所有的LED将不能工作，需要变压器产生高电压和制作恒流源，实现成本高。
(2)全并联方式，如图2(b)所示。
优点：电路简单，一颗LED损坏，不会影响其他LED。
缺点：由于LED发光源本身存在差异性，电压有浮动，导致并联的LED显色不均匀。
另外，电流太大，增加成本，给电源设计也带来困难，需要性能比较高，输出电流非常大的稳压源。
(3)串并混联方式，如图2(c)所示。
蓄电池可以提供12 V直流电压，可以驱动4～6颗LED，将LED分成若干串，每串串联，然后将几串并联，这样每一串的电压相同，每一串内电流相同，电源输出的抖动被每一串内LED平分，这样可以稳定单个LED的电压，同时单个LED的损坏只能影响到同一串联的LED，其他串LED仍然正常工作。
本文采用串并混联方式。
图2 LED电路连接方式
3 LED交通信号灯控制器模块
3．1 控制结构
控制部分是LED交通信号灯系统的核心部分，由中央控制器、RS 485串行通信总线、从控制器三部分组成。
LED交通信号系统的主从控制器都采用单片机A T89S51，中央控制器起到控制和协调作用，四个路口由从控制器接收中央控制器的命令，然后按照命令确定各自路*通信号灯的状态。
主从控制器之间由串口来实现信号的传输。
控制器结构框图如图3所示。
图3 控制器结构框图
3．2 从控制器模块
从控制器通过拨码开关电路，来设定自己的地址。
具体地说，单片机A T89S51的P0端低四位用于本机的地址设定，通过跳线开关S1的闭合和关断的组合可以最多设定16种地址。
从控制器在开始加电工作之前设定好自己的地址，也就是将S1的开关状态设置好，本文四个从控制器分别设为0001～0004，这样从控制器在开机自检时，就可以获得本机地址。
拨码开关电路如图4所示。
图4 拨码开关电路图
从控制器利用P2口的P2．7～P2．5来控制信号灯，由于单片机I／O口的驱动能力有限，所以借助金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)来驱动，经一电阻与MOSFET的栅极相联，漏极与交通灯的共阴极相连，灯的共阳极接12 V直流。
通过多机通信，控制P2．7～P2．5的电平高低变换来改变MOSFET导通截止状态，从而实现交通灯的亮灭变化，如图5所示。
图5 交通灯控制电路
3．3 通信模块
交通灯控制系统安置在路口之间，受现场条件影响比较大，各个路口节点之间存在很高的共模电压。
虽然RS 485接口采用差分传输方式，具有一定的抗共模干扰能力，但当共模电压超过RS 485接收器的极限电压，即大于+12 V或小于-7 V时，接收器就无法正常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
为了解决这个问题，本文采取：
(1)DC～DC将系统电源和MAX485收发器的电源隔离；
(2)为了提高抗干扰能力，各主从单片机系统与MAX485之间通过光电隔离器，本文采用光电隔离器PC410，PC357，将信号隔离，通过单片机的P1．4引脚控制MAX485的工作状态。
其硬件实现电路如图6所示。
图6 串口通信原理图
4 控制方案
本文设计一个十字路口，东西方向和南北方向的交通灯控制电路，每个方向有三个信号灯，分别为红、黄、绿。
当一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮，反之亦然，依次循环。
循环运行共有四种状态，分别为：南北方向绿灯亮东西方向红灯亮、南北方向黄灯亮东西方向红灯亮、南北方向红灯亮东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮东西方向黄灯亮，如图7所示。
一个周期内(状态1～状态4)时间变化如表1所示。
图7 交通灯状态变化
主机流程流程图如图8(a)所示，从机程序流程图如图8(b)所示，从控制器的地址帧分别是01#～04#。
其中：
主控制器向从控制器发送AA信号，LED信号灯绿灯亮30 s。
主控制器向从控制器发送BB信号，LED信号灯红灯亮30 s。
主控制器向从控制器发送CC信号，LED信号灯黄灯亮5 s。
主控制器向从控制器发送DD信号，LED信号灯红灯亮5 s。
图8 控制流程图
5 结语
随着车辆的增多，对交通信号灯提出了更高的要求，本文采用LED光源和太阳能，设计了一款功耗低、寿命长、指示多样的交通信号灯。
确定了系统的控制策略，设计了交通信号灯的整体方案，编写程序并实现了控制算法，完成了单片机控制的LED交通信号灯系统。
实验表明，符合交通信号灯的要求，对保证行车安全有着重要的意义。
(本文转自电子工程世界：/dygl/2011/1230/article_9644.html)。