基于单片机的交通灯控制系统设计

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基于单片机的智能交通灯控制器设计

基于单片机的智能交通灯控制器设计

基于单片机的智能交通灯控制器设计一、本文概述随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益严重,智能交通系统的应用与发展成为解决这一问题的关键。

其中,智能交通灯控制器作为交通系统的重要组成部分,对于提高道路通行效率、保障行车安全具有重要意义。

本文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制器,通过优化算法和硬件设计,实现交通灯的智能控制,以适应不同交通场景的需求,提升城市交通的整体运行效率。

本文将首先介绍智能交通灯控制器的研究背景和意义,阐述现有交通灯控制系统的不足和改进的必要性。

接着,文章将详细介绍基于单片机的智能交通灯控制器的设计方案,包括硬件电路的设计、控制算法的选择与优化等方面。

在此基础上,本文将探讨如何通过软件编程实现交通灯的智能控制,并讨论如何在实际应用中调试和优化系统性能。

文章将总结研究成果,展望智能交通灯控制器在未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究,旨在为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案,为缓解交通拥堵、提高道路通行效率提供有力支持。

本文的研究也有助于推动单片机技术和智能交通系统的发展,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、单片机技术概述单片机,即单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能强、成本低、可靠性高、应用广泛等特点,广泛应用于工业控制、智能仪表、家用电器、医疗设备、航空航天、军事装备等领域。

单片机作为智能交通灯控制器的核心部件,具有不可替代的重要作用。

它负责接收来自传感器的交通信号输入,根据预设的交通规则和算法,快速作出判断,并输出相应的控制信号,以驱动交通信号灯的亮灭和变化,从而实现交通流量的有序控制和疏导。

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯是城市交通管理中非常重要的一部分,它通过灯光信号来指示道路上车辆和行人的行动。

基于单片机的交通信号灯控制系统可以实现对交通信号的自动控制,并能根据实际交通情况和时间变化进行灵活调整,提高道路交通的效率和安全性。

1.系统设计需求分析:
-实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示,时间可设定;
-根据实际交通情况和时间变化,动态调整红、黄、绿三种信号灯的显示时间;
-配备感应器,检测行人和车辆的存在,根据情况自动调整信号灯时间。

2.系统硬件设计:
-选择合适的单片机,如AT89C52;
-使用LED灯作为信号灯显示器件;
-选择适当的传感器,如红外传感器用于检测行人,光敏电阻用于检测车辆;
-选择适当的电路板进行连接。

3.系统软件设计:
-编写单片机的控制程序,实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示;
-设定初始的信号灯显示时间;
-利用定时器和中断控制程序,实现对信号灯显示时间的控制,可以根据设定的时间进行调整;
-设定感应器的检测程序,当检测到行人或车辆时,调整信号灯显示时间。

4.系统工作流程:
(1)初始化系统,设定初始的信号灯显示时间;
(2)通过定时器和中断控制程序实现循环显示红绿黄信号灯;
(3)检测行人和车辆的存在,根据情况调整信号灯显示时间;
(4)循环执行步骤2和步骤3,实现自动控制交通信号灯。

5.系统优化方案:
-根据实际交通数据和研究结果,优化信号灯显示时间;
-利用流量监测技术,实时监测道路交通情况,进一步优化信号灯的控制策略;
-可以加入数据通信模块,将采集到的交通数据上传到中央交通管理系统,实现更智能化的交通信号灯控制。

基于单片机的交通灯控制系统的设计

基于单片机的交通灯控制系统的设计

基于单片机的交通灯控制系统的设计交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分。

它通过控制红、黄、绿三种颜色的交通灯的亮灭,以实现对交通流量的控制和引导,从而保证交通的安全和顺畅。

在本设计中,我们将使用单片机作为控制核心,通过程序对交通灯进行控制。

以下是我们设计的主要步骤:1.硬件设计部分为了简化电路设计和减少硬件成本,我们可以选择使用单片机进行控制。

在本设计中,我们选择采用常用的51单片机。

此外,还需要LED作为交通灯的灯泡,以及适当的电阻进行限流。

2.电路连接我们需要将单片机的IO口连接到LED灯泡上,以控制其亮灭。

在选用LED时,需要根据单片机输出电压和LED的额定工作电压选择适当的电阻进行串联。

同时,还需要外部的电源供电,并将其与单片机进行接地连接。

3.软件设计基于51单片机的交通灯控制程序大致可以分为两个部分:定时器中断和状态切换控制。

在定时器中断部分,我们可以设置一个定时器,例如每隔1秒触发一次中断。

在中断服务函数中,我们可以实现对交通灯状态的切换。

根据交通灯的工作模式,可以将红灯、黄灯和绿灯对应的IO口设置为高电平、低电平和高电平,以实现灯的亮灭。

通过定时器中断的触发,我们可以控制交通灯的切换速度和亮灭时间。

在状态切换控制部分,我们可以使用状态机的思想来实现。

根据不同的交通场景,我们可以定义一组不同的状态,例如红绿灯交替、黄灯闪烁等。

通过设置变量来记录当前状态,并根据状态的变化来控制交通灯的亮灭。

4.仿真和测试在完成硬件设计和软件编写后,我们可以使用仿真工具对整个系统进行模拟测试。

通过观察仿真结果,可以验证硬件设计和软件程序的正确性。

在完成仿真测试后,我们可以将系统部署到实际的硬件平台上进行实际测试。

通过观察交通灯状态切换是否符合预期,并检查灯的亮灭是否正常,可以判断系统的可靠性和稳定性。

在设计交通灯控制系统时,还需要考虑一些其他因素,例如灯的清晰可见性、防水防尘性能、电路的稳定性等。

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

基于单片机的交通信号灯控制系统设计交通信号灯控制系统是城市交通管理中必不可少的一个重要元素,通过对车辆行驶状态的监测,协调红绿灯信号,来确保道路交通的流畅和安全。

本文将介绍一种基于单片机的交通信号灯控制系统设计方案。

1. 系统功能描述该交通信号灯控制系统的主要功能是控制红绿灯信号的循环变换,保证各个车辆道路的交通流畅。

同时,系统具备故障检测和自适应调整的功能,当出现交通拥堵状况时,系统能够自动调整信号灯的时间,实现道路交通的快速畅通。

2. 系统设计框架此系统主要分为硬件系统和软件系统两部分。

硬件系统主要由单片机、红绿灯、电源、车辆检测器等部分组成。

其中,单片机作为系统的核心部分,主要实现了信号灯的周期控制和车辆检测。

软件系统主要由整合了单片机编程语言和相关算法所组成。

系统中的单片机程序主要完成红绿灯变换和车辆检测等功能,还会实现一些复杂的算法,如故障检测和自适应调整等。

3. 系统设计过程基于单片机的交通信号灯控制系统设计主要分为以下几个方面。

1) 系统需求分析:针对不同的交通场景,分析交通信号灯的需要,确定系统设计的需求。

2) 硬件选型:根据系统的需求,选择单片机、传感器、红绿灯等硬件设备。

3) 软件设计:在单片机上设计系统软件,实现各个部分的功能。

如控制红绿灯变换,实现车辆检测器的功能等。

4) 系统测试:对系统进行全面测试,验证其性能和功能是否满足设计要求。

5) 发布与维护:发布系统,并在运营过程中不断优化和维护。

4. 系统实现效果基于单片机的交通信号灯控制系统设计方案,通过软硬件体系的配合,能够高效准确地控制红绿灯信号的变换,有效降低交通拥堵,提高交通运行效率。

同时,该系统具备自适应调整和故障检测等功能,能够根据实际交通情况快速调整相应的红绿灯信号,确保道路交通的畅通和安全。

综上所述,基于单片机的交通信号灯控制系统设计,是一种高效实用的解决方案。

其系统感知性强,性能稳定可靠,可广泛应用于城市和道路交通的管理中,促进交通资源的有效分配,在实现城市交通快速、高效、安全运行的同时,也为市民提供了更好的出行环境。

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

基于单片机的交通灯控制系统设计交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分,它通过灯光信号的方式来引导车辆和行人的交通流动,提高道路交通的安全性和效率。

基于单片机的交通灯控制系统设计可以实现对交通灯灯光的控制、时序的调整和故障的检测等功能,下面将对该系统的设计进行详细介绍。

首先,系统将采用单片机作为控制核心,选择一种性能稳定、功能强大的单片机芯片,例如STC89C51单片机。

该单片机具有强大的I/O口、定时器和中断功能,适用于交通灯控制系统的设计和开发。

其次,系统将采用红绿灯的设计,包括车行红灯、车行绿灯、行人红灯和行人绿灯。

通过控制单片机的输出口和定时器,实现灯光的切换和时序的控制。

例如,当车行红灯亮起时,行人绿灯亮起,车行绿灯和行人红灯同时熄灭,车辆停车等待;当车行绿灯亮起时,行人红灯亮起,车行红灯和行人绿灯同时熄灭,车辆可以通行。

此外,系统还需要设置手动模式和自动模式两种工作状态。

在手动模式下,可以手动切换灯光,例如按下按钮切换车行红灯和车行绿灯;在自动模式下,系统将按照预设的时序自动切换灯光,例如每个方向的绿灯亮起时间为30秒,红灯亮起时间为10秒。

为了提高系统的可靠性和可调整性,还可以采用传感器来检测交通流量和车辆排队情况,并根据实际情况动态调整灯光的时序。

例如,当一些方向的车辆排队较多时,可以延长该方向的绿灯时间,以提高交通流畅度。

此外,系统还需要具备故障检测和自动恢复功能。

例如,当一些灯光故障时,系统可以通过检测到异常信号来判断故障情况,并自动切换到备用灯光,通知维修人员进行维修。

在硬件设计方面,除了单片机和灯光模块外,还需要设计电路板、电源供应、按钮、指示灯等部分。

电路板可以通过软件进行设计,包括电源管理、IO口的连接和定时器的设置。

电源供应可以采用稳压电源,保证系统的正常运行。

按钮和指示灯可以通过IO口进行连接,实现对灯光和模式的切换。

总之,基于单片机的交通灯控制系统设计可以实现交通灯灯光的控制、时序的调整和故障的检测等功能,提高了交通管理的自动化程度和可调整性,为城市交通的安全和效率提供了重要的支持。

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计智能交通红绿灯控制系统是一种基于单片机的电子设备,用于智能化控制交通信号灯的工作。

本文将详细介绍如何设计一套基于单片机的智能交通红绿灯控制系统。

首先,我们需要选择适合的单片机作为控制器。

在选择单片机时,我们需要考虑其功能、性能和价格等因素。

一些常用的单片机型号有8051、AVR、PIC等。

我们可以根据具体的需求选择合适的单片机型号。

接下来,我们需要设计硬件电路。

智能交通红绿灯控制系统的硬件电路主要包括单片机、传感器、继电器和LED等组件。

传感器可以用来感知交通流量和车辆信息,继电器用于控制交通灯的开关,LED用于显示交通灯的状态。

在硬件设计中,我们需要将传感器与单片机相连接,以便将传感器获取的信息传输给单片机。

同时,我们还需要将单片机的控制信号传输给继电器和LED,以实现对交通灯的控制。

在软件设计中,我们需要编写相应的程序代码来实现智能交通红绿灯的控制逻辑。

首先,我们需要对传感器获取的信息进行处理,根据交通流量和车辆信息来确定交通灯的状态和切换规则。

例如,当交通流量较大时,可以延长绿灯亮起的时间;当有车辆等待时,可以提前切换到红灯。

此外,我们还可以在程序中添加自适应控制算法,用于根据交通流量动态调整交通灯的周期和切换时间,以进一步提高交通流量的效率和道路通行能力。

最后,我们需要将程序代码烧录到单片机中,并进行调试和测试。

在测试过程中,我们可以模拟不同的交通流量和车辆信息,以验证智能交通红绿灯控制系统的正常运行和控制效果。

综上所述,基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

通过合理的硬件电路设计和程序编写,可以实现对智能交通红绿灯的智能化控制,提高交通流量的效率和道路通行能力,实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯的控制系统是指利用单片机控制交通信号灯的运行和切换。

通过合理的控制,交通信号灯可以按照设定的时序规律切换颜色,以指示交通参与者应该如何行动,从而保证交通的有序进行。

本文将详细介绍基于单片机的交通信号灯控制系统的设计。

首先,我们需要选择适合的单片机。

常用的单片机如8051、AVR、PIC等,均具有较高的集成度和低功耗特性。

我们可以根据项目要求选择合适的单片机。

在本系统中,我们选择了PIC单片机。

接下来,我们需要设计电路。

首先,我们需要一个交通信号灯,包括红、黄、绿三种颜色的LED灯。

为了控制LED的亮灭,我们需要使用适当的电阻限制电流,以及合适的电平转换电路将单片机的输出电压转换为适合LED的电压。

此外,我们还需要设置一个可调电阻来控制LED灯的亮度。

为了保证电路的稳定性和安全性,我们还需要添加适当的过流保护电路和过压保护电路。

然后,我们需要设计程序逻辑。

首先,我们需要定义交通信号灯的状态和时间参数。

交通信号灯的状态一般包括红、黄、绿三个状态,分别对应停止、准备和行进。

时间参数则包括每个状态的持续时间。

根据这些参数,我们可以设计程序逻辑流程,实现交通信号灯状态的切换。

在程序设计中,我们需要使用定时器中断来计时,并根据时间参数切换信号灯状态。

我们还需要使用IO口来控制LED灯的亮灭。

通过编程,我们可以将交通信号灯的切换、亮灭、亮度控制等功能与单片机的硬件结合起来,从而实现交通信号灯的控制。

最后,我们需要进行系统测试和优化。

在测试中,我们可以通过观察LED灯的亮灭、时间参数的调整等来验证系统的正常工作。

如果有需要,我们可以对程序进行优化,以提高系统的稳定性和性能。

综上所述,基于单片机的交通信号灯控制系统设计涉及到硬件电路设计、程序逻辑设计、系统测试和优化等多个方面。

通过合理的设计和控制,我们可以实现交通信号灯的有序运行,为交通参与者提供准确的指引,提高交通的安全性和效率。

基于单片机的交通灯控制系统设计与实现

基于单片机的交通灯控制系统设计与实现

基于单片机的交通灯控制系统需要包含以下组成部分:1.硬件设备组成:单片机、LED 灯、显示屏等硬件设备。

2.设计思路描述:交通灯控制系统的设计思路是基于定时器的,利用计数器和定时器来控制红绿灯的转换,同时通过按键检测实现手动控制。

3.程序设计:程序需要完成按键检测、信号灯控制和定时器计数等功能。

具体实现可以分为以下几步:(1) 根据硬件设备的引脚对应关系,定义各个引脚的控制方式和状态。

(2) 在程序中定义计时器和定时器,用于计时和设置红绿灯状态。

例如,计时器每隔一定时间就会触发定时器,设置红绿灯的状态,并且根据状态判断相应的亮灯和熄灯。

(3) 通过按键检测来实现手动控制,当检测到按键按下时,立即切换灯的状态,当再次按下时,又立即切换回之前的状态。

4.实现代码:下面是一个该系统的简单代码示例,供参考:#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit KEY1 = P3^0;//按键定义sbit RED = P2^2;//红灯定义sbit YELLOW = P2^1;//黄灯定义sbit GREEN = P2^0;//绿灯定义/*函数声明*/void initTimer0();void delay1ms(uint count);/*主函数*/int main(){initTimer0();/*初始化计时器*/while(1){if(KEY1 ==0){/*按键按下*/delay1ms(5);/*消抖*/if(KEY1 ==0){/*仍然按下*//*绿灯亮10s*/GREEN =1;delay1ms(10000);GREEN =0;/*黄灯亮3s*/YELLOW =1;delay1ms(3000);YELLOW =0;/*红灯亮7s*/RED =1;delay1ms(7000);RED =0;/*黄灯亮2s*/YELLOW =1;delay1ms(2000);YELLOW =0;}}}return0;}/*函数定义*/void initTimer0(){TMOD &=0xF0;TMOD |=0x01;TH0 =0xFC;TL0 =0x18;EA =1;ET0 =1;TR0 =1;}/*1ms延时函数*/void delay1ms(uint count){uint i,j;for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<125;j++){}}}/*计时器中断函数*/void timer0() interrupt 1{TH0 =0xFC;TL0 =0x18;}以上是一个简单的基于单片机的交通灯控制系统设计与实现示例。

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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。

1 基于单片机的多路口交通灯系统方案设计1.1总体方案设计概述随着生活水平的提高,家庭汽车拥有量越来越多,城市交通堵塞问题越来越严重,解决城市的交通拥挤问题越来越紧迫。

交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色,是交通管理部门管理交通的重要工具。

国内的交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯,加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。

而目前绝大多数交通灯的时间都是设定好的,还存在以下缺点:1)两车道的车辆轮流放行时间相同且固定,在十字路口,经常一个车道为主干道,车辆较多,放行时间应该长些;另一车道为副干道,车辆较少,放行时间应该短些。

2)没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,臂如,消防车或急救车执行紧急任务通过时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。

这些缺点的存在,决定了传统交通灯不能适应当前城市交通的要求,不能使城市车流的调节达到最优。

针对道路交通拥挤,交叉路口经常出现拥堵的情况,提出使用智能交通灯的要求。

与传统交通灯比较,智能交通灯作以下两点的改进措施:1)根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间。

2)考虑特殊车辆通行情况,设计紧急切换开关。

智能的交通灯能有效地缓解城市的交通压力,减少交通事故;为人民节省大量出行时间,创造出更多的社会价值。

1.1.1 智能交通灯的设计要求A 设计一个具有主干道的三路口的交通灯控制系统,要求主干道和其他支干道道路交叉路口的车辆交替运行。

车辆通行主要以主干道为主,在检测主干道车流量后,才会检测支干道车流量。

根据车流量大小自动调节通行时间,车流量大,通行时间长,车流量小,通行时间短。

B 在交通灯显示方面,经过红-黄-绿-黄-红的这种逻辑状态。

C 东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示(采用倒计时的方法)。

D 考虑到特殊车辆情况,设置紧急转换开关。

对整个系统的设计控制图如下:图1.1.1-1 系统的设计控制图1.1.2 智能交通灯的方案论证目前设计交通灯的方案有很多,有应用CPLD实现交通信号灯控制器的设计,有应用PLC 实现对交通灯控制系统的设计。

有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。

本文采用AVR单片机作为控制器,通行倒记时显示采用LED 数码管,通行指示灯采用发光二极管,LED显示采用译码器控制,以节省端口数。

特殊紧急车辆通行采用实时中断完成,车流量大小采用地感线圈检测电路完成。

按以上系统构架设计,由于ATmega128单片机自单带有3计数器,多个中断源,端口很好的满足要求。

该系统具有电路简单,设计方便,耗电较少,可靠性高等特点。

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。

通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。

由于ATmega128具有较多的I/O口,便于对多路口交通灯以及显示控制有一定优势,所以本文中我们采用较为先进的AVR单片机中Atmega128单片机,考虑到车辆检测器,采用地感线圈传感技术,则主干大和其他道路都得有2个地感线圈传感器,主干道有4个地感线圈传感器,其他三路口道路共需要6个地感线圈传感器,共16个地感线圈。

地感线圈传感器通过接收端检测到的电流变化,通过转换电路和放大电路,将信号转换成可识别的信号并传输给单片机进行时时处理。

在显示方面,则采用数码管显示器与AVR单片机ATmega128相结合实现终端设备显示控制的一种方法。

1.2 三路口道路通行控制方案设计三路口道路通行控制的基本设计思路是:首先对多路口控制方案的研究要有层次,先从单路口控制开始,然后将三路口控制整合起来,作为一个系统去考虑,这是一个明智的选择。

所以如果把三路口道路干线上所有路口看作一个系统,在相邻路口的绿灯起始时刻建立一种时间关系,从而使车辆每到达一个路口时,正好遇到绿灯。

这样,在干线上行驶的车辆就可以获得连续的通行权,那么,车辆的停车次数、排队长度以及延误时间就会大大减少。

控制流程分析:★从循环图分析可知:东西方向和南北方向信号灯控制是中心对称的,即无论是主十道还是支干道两侧系统对同方向的信号灯控制是同步的。

★从循环图分析可知:人行道无论哪个方向,系统对两侧4 个信号灯的控制也是同步的,且人行道的红绿灯变化和行车道的红绿灯变化应该是一致的。

★实现三个路口的协调工作模式,经过对三路口车辆的检测,并且对各交通灯进行协调做出适当的控制。

图1.2.1-1 三个路口图通过对以上整体思路的分析,以用地感线圈传感器检测车辆、单片机进行控制、锁存芯片和显示译码芯片的配合来实现控制L E D灯和数码管。

通过锁存芯片实现单片机口的分时复用,简单易行,且编程简单,能实现数据的快速交换以及单片机的资源的充分利用。

看图:图1.2.1-1 单片机资源分布图通过AVR单片机实现对智能交通的控制。

1.3 车流量检测方案1.3.1 地感线圈地感线圈是本智能交通自控系统中的最主要的检测元件,主要由埋设在地表面下的线圈和信号提取与输出装置构成。

地感线圈的技术规格由车道的大小和埋设的深度决定,地感线圈主要由内径,外径,线径和匝数四大因素组成,一旦这四大因素确定,线圈的规格型号即可确定。

地感线圈工作在最佳状态下,线圈的电感量应保持在100uH--300uH之间,在线圈电感不变的情况下,线圈的匝数与周长有关系,周长越小、匝数就越多,线圈匝数参考表1.3.1-1。

表1.3.1-1 线圈匝数参考表由于道路下可能埋设有各种电缆管线、钢筋、下水道盖等金属物质,这些都会对线圈的实际电感值产生很大影响,在实际施工时应使用电感测试仪实际测试地感线圈的电感值来确定施工的实际匝数,只要保证线圈的最终电感值在合理的工作范围之内(如在100uH--300uH之间),否则,应对线圈的匝数进行调整。

在理想状况下(不考虑一切环境因素的影响),地感线圈只考虑面积的大小(或周长)和匝数,可以不考虑导线的材质。

但在实际工程中,必须考虑导线的机械强度和高低温抗老化问题,在某些环境恶劣的地方还必须考虑耐酸碱腐蚀问题。

在实际的工程中,建议采用0.1cm以上铁氟龙高温多股软导线。

以一个60X6ocrn的模拟十字路口交通模型为例,根据实际十字路口的尺寸按比例缩放,得到的车道大小约为3cm。

设计时选择的线圈内径为1.8*2.3 cm、外径为2.0*2.5 cm、线径为0.05cm、匝数为180n。

1.3.2 信号转换装置地感线圈的工作原理基于振荡电路原理,信号转换装置是由一种基于电磁感应原理的信号转换线路构成,该转换电路主要由两只三极管组成共射极振荡器和地感线圈(电感元件)、电阻、电容等元件组成的耦合振荡电路组成,信号转换装置的电路原理如图1.3.2-1所示。

图1.3.2-1 信号转换装置的电路原理图Ul和U2组成共射极振荡器,电阻R3是两只三极管的公共射极电阻,并构成正反馈,地感线圈T作为检测器谐振电路中的一个电感元件,与振荡回路一起形成LC谐振。

当有大的金属物(汽车)通过时,由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化(有金属物体时振荡频率升高),将会使线圈中单位电流产生的磁通量增加,从而导致线圈电感值发生微小变化,进而改变LC谐振的频率,这个频率的变化就作为有汽车经过地感线圈的路面时的输入信号,再将此信号通过由R7和C3组成的LC滤波电路,输出稳定的直流电压,此电压即可输入到ATmega128控制系统。

1.3.3 地感线圈的埋设方法以十字路口中—个方向的道路为例,考虑到右行通道车辆可以直接通过,只在直行通道和左行通道上埋设地感线圈。

在每个通道上均埋设了两个地感线圈,具体埋设位置参考图1.3.1-1。

前一个紧挨停车线,检测驶离该车道的车量数;后一个埋设在距停车线5-lOcm处,一般考虑埋设在预计可正常停车数量所占位置的l-2倍处,检测驶入该车道的车量数;二者之差,既是该车道还存在的车辆数,也是等待通行的车辆数,此数据也是控制该路口交通灯状态的依据。

图1.3.3-1 地感线圈埋设平面位置图地感线圈埋设首先要用切路机在路面上切出槽来,在四个角上进行45 角处理,防止尖角破坏线圈电缆;切槽宽度一般为0.4-0.8cm,深度3-5cm,同时还要为线圈引线切一条通到路边的槽,将双绞好的输出引线通过引出线槽引出。

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