智能信号灯控制系统设计
基于PLC的智能交通信号灯系统设计-开题报告范文
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：何尚龙学号：0403240133 学院、系：信息与通信工程学院电气工程系专业：电气工程及其自动化设计题目：基于PLC的智能交通信号灯系统设计指导教师:吴其洲2009年 3月 16日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述课题研究的背景（我国城市交通现状）以广州为例来讲，现在市区平均车速只有每小时12公里，而建设内环路目的是使车速增加到22.5公里。
用这个目标速度代入欧美标准计算，广州人为交通堵塞所付出的经济代价总值:每年耗费1.5亿小时，减少生产总值117亿元。
如果我国的交通状况得不到根本改善，那么随着城市的不断发展，所付出的代价将更加巨大。
缓解交通拥堵，加快道路建设是当务之急[1]。
由于我国城市的公共交通系统普遍不发达，因此总体的城市交通效率不高。
所以，要准确认识各种交通工具各自的使用条件和服务范围，充分发挥各种交通方式的优点，使其合理分工，才能发挥整个交通系统的效率。
为了解决城市交通问题，设计智能交通灯已成为时代的需要[2]。
交通信号灯控制理论的研究现状1.静态多段配时控制。
静态多段配时控制是利用历史数据实现的一种开环控制，其基本设计思想源于线性规划。
它没有考虑交通需求与0D矩阵的随机波动，没有考虑城市道路交通流的实时进化过程，其控制能力和抗干扰能力非常有限。
但就城市某一区域而言，每日的交通状况毕竟表现出相当程度的重复性，车流的运动变化仍有一定的规律可循。
因此研究静态多段配时控制，将其作为其他控制策略的“参照系”，或为它们提供“初值系统”还是很有意义的[3]。
2.准动态多段配时控制。
准动态多段配时控制与静态多段配时控制相类似，只不过多段的划分不是以时间为依据，而是以检测到的实时交通状态为依据。
交通状态可以用交通量、占有率、车速等交通数据的特征值来表达。
被划分成的若干个交通状况分别配以不同的优化配时。
准动态多段配时控制是一闭环控制系统。
设计智能交通信号灯系统
设计智能交通信号灯系统随着城市化进程的加快以及车辆数量的不断增加，交通拥堵问题日益严重。
针对这一问题，设计智能交通信号灯系统成为改善交通流畅度和减少交通事故的重要措施之一。
本文将探讨智能交通信号灯系统的设计原理和应用。
一、智能交通信号灯系统的设计原理智能交通信号灯系统的设计原理主要包括信号灯控制策略、传感器技术和通信技术。
1. 信号灯控制策略传统的交通信号灯系统主要采用定时控制，无法根据实际交通情况进行调整，容易导致交通拥堵。
而智能交通信号灯系统通过实时监测交通流量和车辆状态，采用自适应控制策略，实现了根据交通需求动态调整信号灯时间，提高交通流畅度。
2. 传感器技术智能交通信号灯系统需要通过传感器获取实时交通信息来进行信号灯控制。
常用的传感器技术包括车辆检测器、摄像头和雷达等。
车辆检测器可以通过感知车辆进入或驶离路口的情况，判断交通流量和车辆排队长度。
摄像头可以获取交通图像，实现对车辆数量和类型的检测，进一步提供交通信息。
雷达技术可以通过发射和接收电磁波信号，实时测量车辆的距离和速度。
3. 通信技术智能交通信号灯系统需要实现信号灯之间的联动协调，以实现整体交通效率的提升。
通信技术在智能交通信号灯系统中起着重要作用。
通过无线通信技术，信号灯可以实时交换交通信息，进行协同控制。
常用的通信技术包括无线局域网、蓝牙和移动通信网络等。
二、智能交通信号灯系统的应用智能交通信号灯系统可以应用于城市道路、高速公路以及专用道路等不同交通场景。
1. 城市道路在城市道路中，智能交通信号灯系统可以通过交通流量检测和信号灯控制策略的优化，提高交通效率。
通过实时监测道路上的车辆数量和排队长度，根据交通需求智能调整信号灯的通行时间，缓解交通拥堵现象，减少交通事故发生率。
2. 高速公路在高速公路上，智能交通信号灯系统可以用于车辆入口和出口的管理。
通过传感器监测入口和出口车辆的数量和速度，智能控制道路指示灯，引导和管理车辆进出。
信号交通灯控制系统设计
信号交通灯控制系统设计1.系统简介信号交通灯控制系统设计旨在通过自动调节交通灯的控制策略，使得交通流量能够得到优化和平衡，并提高道路的通行效率。
该系统采用了一种基于传感器和通信技术的智能控制方法，能够根据实时交通状况自动调整信号灯的时序，使得交通能够更加顺畅。
2.系统原理该系统通过部署在道路上的传感器来获取实时的交通流量、车辆速度和车辆密度等信息。
这些传感器可以采用多种技术，比如地磁感应器、红外线传感器或摄像头等。
传感器采集到的数据将通过通信技术传输到信号控制中心，信号控制中心将根据收集到的数据来决定信号灯的显示时序。
3.系统功能3.1实时监测与数据采集：传感器能够实时监测道路上的交通状况，比如车辆流量、速度和密度等。
这些数据将被采集并传输到信号控制中心，作为交通灯时序调整的依据。
3.2智能信号灯控制：信号控制中心通过运算分析传感器采集到的数据，确定各个路口的交通情况，并相应地调整信号灯的时序。
比如，在高峰时段，信号控制中心可以将绿灯的时长适当延长，以增加道路的通行能力。
3.3优化交通流量：通过智能信号灯控制，系统能够根据实时交通状况进行灵活调整，优化交通流量的分配。
当其中一路口的交通流量过大时，系统可以将绿灯的时长相应延长，以避免交通拥堵。
3.4提高交通安全：该系统能够根据实时交通情况，自动识别道路上的交通事故或危险情况，并及时作出相应调整。
比如，当系统检测到其中一路段有车辆发生碰撞时，它可以及时调整信号灯的时序，保证其他车辆的安全通行。
4.系统优势4.1提高道路通行效率：通过智能信号灯控制，系统能够根据实时交通状况进行灵活调整，提高道路的通行能力和效率。
4.2降低交通拥堵和排放：该系统能够根据实时交通情况进行灵活调整，避免交通拥堵，减少排放量，降低环境污染。
4.3提升交通安全性：系统能够实时监测交通状况，并及时作出相应调整，减少交通事故的发生。
4.4节约能源消耗：系统通过灵活调整信号灯的时序，减少车辆的停等时间，降低燃油消耗和能源浪费。
智能交通灯控制系统设计PPT课件
• INT1外部中断设计
在这部分程序里，首先定义了一个变量flag，flag用来判 断该执行哪种模式，flag的值是由外部中断INT1来控制。 Flag初值为0当外部中断边沿触发一次。 Flag值取反，再 一次触发，flag的值再次取反。当flag的值与其中一种模 式的判断值相符时，便执行该种模式，达到四条路口与五 条路口之间切换。 switch (flag) {case 0: { } //执行四路口模式 case 0xff:{ } //执行五路口模式
第12页/共21页
5 软件模块设计
• 主程序设计
主程序负责系统整个 软件的初始化。
包括8051本身的初 始化中断、初始化的 设置及启动设置。
开始 系统初始化
外部中断
0xff
四条路口
INT1 模式选择
0
五条路口
四条路口 选择方案
Y
运行 正常？
N
第13页/共21页
结束
五条路口 选择方案
Y
运行 正常？
N
第6页/共21页
4 硬件模块设计
系统硬件框图
第7页/共21页
• 时间显示模块设计
时间显示模块硬件电路主要由CD4511芯片、74HC154组成， CD4511用来给数码管传送数据，74HC154负责数码管的片选工作。通 过4根地址线和4根控制线和单片机P1口相连，单片机P1.0~P1.3引脚与 CD4511芯片A1~A4输入引脚连接， P1.4~P1.7引脚与74HC154芯片 的A0~A3输入引脚相连。在工作模式中，CD4511将LE引脚置低，BI和 LT 引 脚 置 高 电 平 ， 并 由 A 1 ~ A 4 送 出 相 应 的 数 据 来 点 亮 数 码 管 ， 从 而 实 现 数码管的亮灭。
交通信号智能控制系统-毕业论文正文
1引言1.1 本课题的意义城市交通控制系统主要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，它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
因此，如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。
高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。
随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。
本设计采用单片机控制，实现交通信号灯的智能控制。
系统根据东西和南北两个方向的车辆情况，自动进行定时控制和智能控制方式的切换，当某一方向没有车辆时，系统会自动切换使另一方向车辆通行。
当两个方向都有车辆时，按照定时控制方式通行。
本设计与普通的交通信号控制系统相比，其优点是可根据路口情况的不同，对交通灯进行差异化控制，从而达到使道路更为通畅的目的，最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。
交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。
1.2 国内外发展状况交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。
国外现状1 澳大利亚SCAT系统SCATS采取分层递阶式控制结构。
其控制中心备有一台监控计算机和一台管理计算机，通过串行数据通讯线路相连。
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布，交通灯是城市交通的重要指挥系统。
交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段，对减少交通事故有明显效果。
可编程控制器PLC作为工业用的计算机，在工业自动化中的地位极为重要。
其具有小型化、价格低、可靠性高等特点，在各个行业也得到了广泛应用。
本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统，构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。
实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
1、设计系统简介系统上电后，交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。
启动按钮按下，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。
南北绿灯亮25s闪3s，黄灯亮2s后南北红灯亮30s。
东西方向与南北方向相同。
正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。
图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2．1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。
FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。
这里选用的是FX2N-80MＲ-D基本单元，带40点输入/40点继电器输出，选用额定电压12V、额定电流25mA（每段）高亮的共阴极两位25．4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。
选用直径200mm的圆形LED点阵，左边红、绿、黄灯额定电压DC12V，额定电流4．2A，额定功率50W，直接采用DC12V/4．2A电源供电。
各控制信号说明如表1所示。
SB2按下时，接点断开，停止工作。
按下SB3时，七段数码管显示“00”。
基于物联网的智能交通信号灯控制系统设计与实现
基于物联网的智能交通信号灯控制系统设计与实现智能交通信号灯控制系统是基于物联网技术的一种创新应用，它结合了交通管理与信息技术，旨在提高道路交通的效率与安全性。
本文将介绍一个基于物联网的智能交通信号灯控制系统设计与实现的案例。
一、引言智能交通信号灯控制系统的设计与实现是为了解决日益严重的交通拥堵和安全隐患问题。
传统的交通信号灯控制系统主要是根据固定的时间间隔进行信号灯的切换，无法根据实际交通情况进行动态调整，导致交通拥堵问题无法得到有效解决。
而基于物联网的智能交通信号灯控制系统通过实时获取道路上车辆和行人的信息，可以根据实际情况自动调整信号灯的切换策略，从而提高交通效率和安全性。
二、系统设计1. 硬件设备基于物联网的智能交通信号灯控制系统主要包括以下硬件设备：- 交通信号灯：使用LED灯作为光源，具备红黄绿三种颜色的灯光，用于指示行车和行人的停靠与通行情况。
- 检测器：安装在道路上的传感器，用于实时检测道路上的车辆和行人信息，包括车辆流量、行人人数、行人等待时间等。
- 控制器：用于处理信号灯切换策略的主控设备，根据检测器获取的信息进行智能调度，控制信号灯的切换。
2. 系统架构基于物联网的智能交通信号灯控制系统的架构包括以下几个模块：- 数据采集模块：负责实时获取道路上车辆和行人的信息，并将数据传输给控制器进行分析和处理。
- 控制分析模块：根据收集到的数据进行分析，制定信号灯切换策略，并发送控制命令给信号灯。
- 通信模块：负责控制指令的传输，将控制命令实时发送给信号灯，以确保信号灯能够按时切换。
3. 系统功能基于物联网的智能交通信号灯控制系统具备以下主要功能：- 优化信号灯切换策略：系统根据实时的车辆和行人信息，通过算法分析和优化，制定出合理的信号灯切换策略，以提高交通效率。
- 调整信号灯时长：根据交通流量和行人等待时间等因素，系统可以动态调整信号灯的时长，确保交通流畅和行人安全通行。
- 异常报警功能：当系统检测到交通拥堵、事故等异常情况时，能够及时发出报警信号，并通知相关部门进行处理。
基于STM32的智能交通信号灯控制系统研究
基于STM32的智能交通信号灯控制系统研究智能交通信号灯控制系统是现代城市运行与管理的重要组成部分。
传统的交通信号灯控制系统种类繁多，成本高昂，管理效率低下，难以满足城市交通发展与运行管理日益变化的需求。
基于STM32的智能交通信号灯控制系统，以其高效、可靠、智能化等优点，成为城市交通管理领域的新热点。
一、智能交通信号灯控制系统的意义智能交通信号灯控制系统是城市交通基础设施的重要组成部分。
它可以有效地控制交通车辆、行人和非机动车流量的变化，保证道路交通的安全与流畅度。
与传统的交通信号灯控制系统相比，基于STM32的智能交通信号灯控制系统在智能化、高效化、可靠性等方面具有显著优势。
在智能化方面，基于STM32的智能交通信号灯控制系统具备了传感器、无线通信、数据分析等多项技术的应用，可以通过数据采集、实时监测、自学习等方式实现交通状况的精准把握和预测分析。
该系统可以智能地提出最优交通信号配时方案，达到最大限度地利用道路交通资源，从而提高交通运行效率。
在高效化方面，基于STM32的智能交通信号灯控制系统通过快速响应变化的交通状况，实现交通信号的快速切换、信号时间的动态调整等方式，确保道路交通的流畅性和安全性。
同时，系统具备高精度的计算能力和数据处理能力，可以实时监控道路交通状态，准确无误地反映实际交通状况和道路拥堵情况，为交通决策提供有力依据。
在可靠性方面，基于STM32的智能交通信号灯控制系统采用模块化结构，各个模块之间相对独立，可自行进行故障判断和故障修复，从而增强了系统的可维护性和可靠性。
同时，该系统具有严格的数据安全和隐私保护机制，确保数据的完整性和保密性，避免了数据泄露和信息损失的风险。
二、基于STM32的智能交通信号灯控制系统的设计基于STM32的智能交通信号灯控制系统主要由控制中心、信号灯控制器、传感器和通信设备等组成。
其中，控制中心作为系统的核心，负责整个系统的数据采集、监管及控制；信号灯控制器作为执行端，负责实时控制交通信号灯的切换和时间调整；传感器作为信息采集的重要手段，负责实时监测交通状况、环境情况及气象情况等；通信设备作为系统内部各个模块之间沟通的媒介，负责数据的实时传输和信息的及时共享。
城市交通智能交通信号灯系统设计与实施方案
城市交通智能交通信号灯系统设计与实施方案第一章绪论 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究内容及方法 (3)第二章城市交通信号灯系统概述 (4)2.1 城市交通信号灯系统的组成 (4)2.2 城市交通信号灯系统的工作原理 (4)2.3 城市交通信号灯系统的发展趋势 (5)第三章智能交通信号灯系统设计 (5)3.1 系统总体设计 (5)3.1.1 设计目标 (5)3.1.2 设计原则 (5)3.1.3 系统架构 (5)3.2 系统硬件设计 (6)3.2.1 感知层硬件设计 (6)3.2.2 传输层硬件设计 (6)3.2.3 应用层硬件设计 (6)3.3 系统软件设计 (6)3.3.1 数据采集与处理模块 (6)3.3.2 信号灯控制策略模块 (6)3.3.3 系统监控与维护模块 (6)第四章交通信息采集与处理 (7)4.1 交通信息采集技术 (7)4.2 交通信息处理方法 (7)4.3 交通信息融合与分析 (7)第五章智能交通信号控制策略 (8)5.1 常规信号控制策略 (8)5.2 自适应信号控制策略 (8)5.3 智能优化算法应用 (8)第六章系统集成与测试 (9)6.1 系统集成方案 (9)6.1.1 硬件集成 (9)6.1.2 软件集成 (9)6.1.3 系统集成流程 (10)6.2 系统测试方法 (10)6.2.1 功能测试 (10)6.2.2 功能测试 (10)6.2.3 兼容性测试 (10)6.3 系统功能评价 (10)6.3.1 控制效果评价指标 (10)6.3.2 系统稳定性评价指标 (10)6.3.3 系统抗干扰能力评价指标 (11)第七章系统实施与推广 (11)7.1 实施步骤与策略 (11)7.1.1 实施前期准备 (11)7.1.2 实施阶段 (11)7.1.3 实施后期评估与优化 (11)7.2 实施过程中可能出现的问题及解决方案 (11)7.2.1 技术问题 (11)7.2.2 人员问题 (12)7.2.3 政策法规问题 (12)7.3 推广应用前景 (12)第八章经济效益与社会效益分析 (12)8.1 经济效益分析 (12)8.1.1 投资回报期 (13)8.1.2 直接经济效益 (13)8.2 社会效益分析 (13)8.2.1 提高道路通行效率 (13)8.2.2 提高道路安全性 (13)8.2.3 节约能源，减少环境污染 (13)8.3 成本与收益对比 (13)8.3.1 成本分析 (13)8.3.2 收益分析 (14)第九章法规与政策建议 (14)9.1 相关法规与政策 (14)9.1.1 现行法规概述 (14)9.1.2 智能交通信号灯系统的法规要求 (14)9.2 政策支持与保障 (14)9.2.1 政策支持 (14)9.2.2 政策保障 (15)9.3 政策实施建议 (15)9.3.1 完善法规体系 (15)9.3.2 加强政策宣传与培训 (15)9.3.3 优化政策实施环境 (15)9.3.4 定期评估与调整 (15)第十章总结与展望 (15)10.1 工作总结 (15)10.2 存在问题与不足 (15)10.3 未来研究方向与展望 (16)第一章绪论1.1 研究背景与意义我国城市化进程的加快，城市交通问题日益凸显。
智能交通信号灯控制系统研究
智能交通信号灯控制系统研究智能交通信号灯控制系统作为一项重要的交通管理技术，旨在提高交通效率、减少交通堵塞和事故发生率。
近年来，随着城市化进程的不断加速，道路交通拥堵问题日益凸显，如何优化交通信号灯控制系统成为了一个迫切需要解决的难题。
本文将就智能交通信号灯控制系统的研究现状、原理和应用进行阐述，并探讨未来的发展方向。
一、智能交通信号灯控制系统的研究现状目前，智能交通信号灯控制系统的研究主要集中在以下几个方面：1. 传感器技术的应用：借助传感器技术，智能交通信号灯控制系统能够实时感知交通流量和车辆类型，并根据实际情况进行信号灯的优化调整。
例如，利用摄像头、地磁传感器等设备监测车辆流量和道路状况，以便及时做出调整。
2. 数据处理和算法优化：对于大量的交通数据，智能交通信号灯控制系统需要借助数据处理和算法优化的手段，分析交通流量分布和行车规律，进而制定合理的信号灯控制策略。
例如，利用数据挖掘、人工智能和机器学习等技术，对交通数据进行模式识别和预测，以优化信号灯的切换时机和周期。
3. 通信技术的应用：智能交通信号灯控制系统需要实时收集和传输交通数据，以便进行实时调控。
因此，通信技术在智能交通信号灯控制系统中起着至关重要的作用。
例如，利用无线通信技术建立交通信号灯与控制中心之间的通信链路，实现数据的传输与反馈。
二、智能交通信号灯控制系统的原理智能交通信号灯控制系统的核心原理是基于实时数据的智能决策。
系统通过感知车辆流量、速度、密度、交通状况等信息，利用算法进行数据处理和分析，进而制定合理的信号灯控制策略。
系统能够根据实际情况调整信号灯的信号周期和切换时机，以达到最优的交通流畅度和安全性。
具体而言，智能交通信号灯控制系统的原理包括以下几个步骤：1. 数据采集：通过传感器技术，实时采集交通流量、车辆类型、速度等数据，并传输到控制中心。
2. 数据处理和分析：控制中心利用算法对采集的数据进行处理和分析，得到交通流量分布、道路状况等信息。
- 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)。
第35卷 第1期2007年2月 河南师范大学学报(自然科学版)JournalofHenanNormalUniversity(NaturalScience) Vol.35 No.1
Feb.2007
文章编号:1000-2367(2007)01-0200-03
智能信号灯控制系统设计杨聚宝,白 帆,张 瑜(河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡453007)摘 要:
运用PLC技术进行智能信号灯控制系统设计,采用PLC与计算机之间的通讯链接技术,完成交通对
象的复杂控制,从而使车辆行驶和道路导航实现智能化.
关键词:
智能;信号灯;控制,PLC
中图分类号:U121 文献标识码:
A
随着我国改革开放的不断深入,城市化进程不断加快,交通事业飞速发展,交通拥挤已成为城市经济发展的“瓶颈”,特别是大、中城市不断增加的车辆和有限的道路空间矛盾日益加剧.现代化的城市交通智能化管理系统是缓解城市交通问题的重要措施之一,是交通科学管理的一种有效手段[1-3].
城市交通智能化管理系统一般由多个子系统组成,其中智能信号灯控制是城市交通智能化管理系统重要组成部分.但目前的交通信号灯控制系统基本上都是单一的固定时序控制,不能够根据实际交通状况进行调节控制.因此,智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性.采用计算机技术、自动化控制技术和现代网络通讯技术,使车辆行驶和道路导航实现智能化,从而缓解道路交通拥堵,减少交通事故,改善道路交通环境,节约交通能源,减轻驾驶疲劳等功能,最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境是目前急需解决的城市交通智能化管理系统的关键技术之一.这里给出了城市交通智能化管理系统中的智能交通信号灯控制系统的设计方法.
1 智能信号灯控制系统设计要求和主要功能为了紧跟时代的发展和适应未来需要,智能信号灯控制系统设计必须具有先进性、可靠性、实用性和扩展性等特点.要求信号控制器的功能设计充分、整机设计应基于数字化自动控制技术和计算机技术;选用优质器件,以保证能够长期适应恶劣条件下工作;总体结构设计应充分考虑路口交通需要,使设备安装、调试、使用和维护更为简便;整体设计采用模块化设计,不仅能够满足当前应用,而且兼顾将来的扩容和升级.
智能信号灯控制系统的主要功能主要有如下几点:
(1)智能信号灯控制系统能接受中心控制系统的指令,以完成特殊预案
.
(2)接受主车道上停车线内停滞车辆数量的信息模糊调节、控制交通灯的持续时间和转换时间
.
(3)现场可以手动方式控制交通灯信号转换
.
(4)公共汽车优先通过
.
(5)信号灯亮时,相应车道上的箭头闪烁功能
.
2 系统设计本系统采用的是面控方式,即区域交通信号控制,是将控制对象区域内全部交通信号的监控,作为一个交通监控中心管理下的整体控制系统,它是单点信号、干线信号和网络信号系统综合控制的集成.控制对象
收稿日期:2006-04-14
基金项目:国家重点实验室预先研究基金(51477050101DZ3201);河南省科技厅项目(4964500010)作者简介:杨聚宝(1964-),男,河南武陟人,河南师范大学实验师,研究方向:电子系统设计.是城市或城市的某个区域中交叉路口的交通信号.
2.1 系统配置系统使用环境:选用586以上档次微机,128MB
以上内存,80G以上硬盘,1.44M软驱,24速以上光驱,高分辨率(1024X768)彩色显示器.软件:WIN2DOWS操作系统.2.2 信号灯与路口装置设计与框图信号灯指示与路口装置如图1、2所示.
2.3 系统总体控制框图与设计系统的总体控制框图如图3所示.
(1)中心指令设计
遇到特殊情况时,如需要在某一方向某一时间南北或东西通行时,控制中心应发给信号处理单元一规定的信号ss,信号处理单元送指令到控制单元,控制单元对南北或东西在规定的时间进行信号灯进行控制.
(2)车辆检测信号设计
车辆检测器首先测量南北、东西方向停留车辆的数量,检测出南北方向车辆数量和m1,东西方向车辆数量和m2,然后求m1、m2的平均值m.最后把m1、m2与m送入信号处理单元进行处理,给出控制信号s1
到控制器.
(3)人工控制设计
当由人工控制过马路时,人工控制信号送入信号处理单元进行处理,然后送入信号到控制器.
(4)信号处理单元设计
在信号处理单元中,当m1-m或m2-m都不大于20时,控制单元按原定时间进行信号灯控制(直行60s,转行40s,闪烁3s,延时4s);当m1-m大于20时,控制单元按如下时间进行信号灯控制:直行60+(m1-m)/2s,转行40+(m1-
m)/2s,闪烁3s,延时4s);当m2-m大于20时,控制单元按如下时间进行信号灯控制:直行60+(m2-m)/2s,转行40+(m2-
m)/2s,闪烁3s,延时4s);当有特殊信号ss=100时,控制单元使信号等全部红灯,使特殊车辆通行.接到新指令时恢复原定状态.
当有人工控制过马路时,控制单元按如下时间进行信号灯控制:直行20s,闪烁4s,延时4s).
(5)控制单元与信号灯设计
根据信号处理单元给出的信号控制信号灯时间对信号灯进行控制,信号灯具体按表1进行控制(这里:
人行与车辆直行两线相连)2.4 软件与硬件设计根据上面的控制与处理,进行软、硬件设计.
系统的计数控制功能要求计数器计数到某一数值时,产生一个状态信号,利用该状态信号对某个操作进行计数控制,计数器的设定值可以在编程时设定,也可以在运行过程中根据需要进行修改.为此本系统选用PLC,程序执行时,PLC将根据用户用计数器指令指定的计数器对某个控制信号的状态改变次数进行计数,以完成对某个工作过程的计数控制.
PLC采用通讯技术,实现远程I/O控制,多台PLC之间的同位连接,PLC与计算机的通讯等.利用PLC同位连接,可以把数十台PLC采用同级或分级的方式连成网络,使各台PLC的I/O状态相互透明,采用
102第1期 杨聚宝等:智能信号灯控制系统设计PLC与计算机之间的通讯链接,可以用计算机为上位机,下面连接数十台PLC作为现场控制机,构成“集中管理,分散控制”的分布式控制系统以完成计数规模的复杂控制.
本系统采用智能化“时间片”的方法,对交通系统采取最优控制,不让机动车量在道路上停滞时间过长,
从而导致交通堵塞.
表1 信号灯控制
南北东西左转直行左转直行红黄绿闪红黄绿闪红黄绿闪红黄绿闪南北直行(受控)时间1000001010001000
3s(闪烁)10000ss1100010004s(延时)0100010010001000转弯(受控)时间s0010100010001000
3s(闪烁)10000ss1100010004s(延时)0100100010000100东西直行(受控)时间1000100010000010
3s(闪烁)10000ss1100010004s(延时)1000100001000100转弯(受控)时间s1000100000101000
3s(闪烁)10000ss1100010004s(延时)1000010001001000
3 结束语信号灯控制虽然从电子控制角度讲是一种简单控制,但是在应用到繁忙街道的十字路口之后却会产生不可以低估的作用.科学的信号灯控制可以提高道路的使用效率,提高城市的车辆通行速度.该系统部分功能比现在运行的系统更加智能化,增加了系统的准确性,缓解了交通拥挤,尤其是上下班人流车流涌动的高峰期的交通堵塞问题.使车辆行驶和道路导航实现智能化.
参 考 文 献[1] GiovanniFelici,GiovanniRinaldi.IntelligentTrafficControl:ALogicProgrammingApproachandaRealApplication[J].IEEECommuni2cationsMagazine,2003,23(6):822-827.[2] ShenGuojiang,DaiHuaping,LiuXiang,etal.Urbanexpresswaytraficflowmodelingandcontrolusingartificialneuralnetworks[J].IEEECommunicationsMagazine,2003,23(6):836-841.[3] ZhengXingyu,LiuZhonghua,LiuYuncai.Apcalgorithmfordynamicactuatedtrafic2controlsystem[J].IEEECommunicationsMaga2zine,2003,23(6):847-852.
TheDesignofIntelligentSignalLampControlSystemYANGJu2bao,BAIFan,ZHANGYu(CollegeofPhysicsInformationEngineering,HenanNormalUniversity,Xinxiang453007,China)Abstract:ApplyingPLCtechnology,wedesignintelligentsignallampcontrolsystem,adoptingcommunicationlinks
technologyofPLCandcomputer.Thuscomplexcontroltotrafficobjectisachieved.Vehiclerunandroadnavigationintelli2genthyisattained.Keywords:intelligent;signallamp;control;PLC
202河南师范大学学报(自然科学版) 2007年