交通信号智能控制系统
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。地区级的计算机自动把各种数据送到管理计算机。监控计算机连续地监视所有路El的信号运行、检测器的工作状况。地区主控制器用于分析路El控制器送来的车流数据，确定控制策略，并对本区域各路口进行实时控制。SCATS系统充分体现了计算机网络技术的突出优点，结构易于更改，控制方案较易变换。SCATS系统明显的不足：第一，系统为一种方案选择系统，限制了配时参数的优化程度；第二，系统过分依赖于计算机硬件，移植能力差：第三，选择控制方案时，无实时信息反馈[5]。
2 英国SCOOT系统
SCOOT是由英国道路研究所在TRANSYT系统的基础上采用自适应控制方法于1980年提出的动态交通控制系统。SCOOT的模型与优化原理与TRANSYT相仿，不同的是SCOOT为方案生成的控制系统，是通过安装在交叉口每条进口车道最上游的车辆检测器所采集的车辆信息，进行联机处理，从而形成控制方案，并能连续实时调整周期、绿信比和相位差来适应不同的交通流。SCOOT系统的不足是：相位不能自动增减，任何路E1只能有固定的相序；独立的控制子区的划分不能自动完成，只能人工完成；安装调试困难，对用户的技术要求过高[6]。
国内城市交通控制系统研究状况
国内应用和研究城市交通控制系统的工作起步较晚，20世纪80年代以来，国家一方面进行以改善城市市中心交通为核心的UTSM(urban traffic sys—tem manage)技术研究；另一方面采取引进与开发相结合的方针，建立了一些城市道路交通控制系统。以北京、上海为代表的大城市，交通控制系统主要是简易单点信号机、SCOOT系统、TRANSYT系统和SCATS系统其中几个结合使用；而如湘潭、岳阳等国内中小城市，交通控制系统主要还是使用国产的简易单点信号机和集中协调式信号机。这些信号系统虽然取得了较好的效果，但我国实际情况决定了需要对这些系统进行改进[7]。
(1)需要完善信号控制。现有的单点信号控制系统一般只能实现两相位控制，存在一定的局限性。而实际中，如果根据交叉路口的情况，适当采用多相位控制、变相序控制，可减少交叉路口的交通冲突，提高交通的安全性[8]。
(2)需要合理解决混合交通流问题。现有信号控制系统对自行车流大多是与机动车同时开始，容易造成交通流冲突。因此，需要设计一种信号系统能对各个相位包括对自行
车流单独进行控制[9]。
(3)实现区域网络协调控制。目前，虽然在我国的几个大城市，引进或研制了具有区域控制功能的集中式计算机控制系统，但对于中小城市来说，建立这样庞大的系统一方面代价高昂，另一方面实际利用效率不高。为了解决这一情况，在国内的中小城市应大量推广小型区域网络协调控制信号系统[10]。
(4）对于小型的路口，应研制并设计能够对交通流量进行监测得交通信号灯系统，这样有利于交通的畅通运行[10]。
1.3 课题要求
交通信号智能控制系统应用范围极为广泛。根据路口情况的不同，需要对交通灯进行差异化控制，从而达到是道路更为通畅，最大限度的缓解交通拥挤情况。
本系统采用单片机控制，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。设计硬件系统和编制软件程序。
1.4 系统设计的特点
本文设计一种新型交通信号灯控制系统，就是一种可应用于智能交通系统的交通信号控制子系统。与传统的交通信号机相比，该控制系统有很强的控制能力及良好的控制接口，并且安装灵活，设置方便，模块化、结构化的设计使其具有良好的可扩展性，系统运行安全、稳定，效率高。
2 系统硬件设计
2.1 系统总体设计目标
（1）当A、B道都有车时，A、B道（A、B道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道）轮流放行，A道放行60秒（两个数码管从60秒开始倒数，其中5秒用于警告），B道放行30秒（两个数码管从30秒开始倒数，其中5秒用于警告）。
（2）当A道有车、B道无车时，使A道绿灯亮，B道红灯亮，A道绿灯亮的时间可根据实际的车流量来进行设定和调节；当B道有车、A道无车时，使B道绿灯亮，A道红灯亮，B道绿灯亮的时间可根据实际的车流量来进行设定和调节。
（3）在上述一道有车，一道无车的情况中，若无车的道路来了车辆，此时有两种情况：当原来有车的车辆运行时间小于当两道都有车时的定时时间时，系统会继续让原来有车的车道上的车辆继续行驶，到了定时时间，切换到两道都有车时的运行状态；当原来有车的车辆运行时间大于当两道都有车时的定时时间时，系统会直接切换到当两道都有车时运行状态。
（4）利用按键控制，可直接完成东西南北方向的方向选择、时间设定、系统复位、灯颜色的选择，方便控制。
（5）本系统可实现倒计时显示，方便行人和车辆的顺利通行。
2.2系统框图及系统工作原理
2.2.1 系统框图
交通信号灯控制系统模块硬件系统框图如图2.1所示
图2.1 交通信号灯控制系统模块硬件系统框图
系统各组成部分说明如下：
(1)单片机模块本系统采用AT89C51来作为主控电路的主要元件。
(2)电源稳压模块本系统专门设计了电源稳压模块，为电路系统提供稳定平滑的5V电压。
(3)键盘控制模块利用按键控制，可直接完成时间设定，灯颜色设定，方便控制。
(4)驱动模块用来做功率驱动，提高控制信号的驱动能力，驱动LED模拟灯组。
(5)路口交通灯模块采用红、绿、黄发光二极管实时模拟被控制的路口交通灯。
(6)车辆检测模块应用电感式接近传感器实现对过路车辆的检测，并与单片机进行通信，实现信号的传递。
(7)显示模块本系统应用数码管可实现倒计时显示，方便行人和车辆的顺利通行。
2.2.2系统工作原理
(1) 开关键盘输入交通灯初始时间，通过AT89C51单片机P1输入到系统。
(2) 由AT89C51单片机的定时器每秒钟通过P1口送信息，显示红、绿、黄灯的灯亮情况；由P0口显示每个灯的燃亮时间。
(3) AT89C51各个信号灯亮时间通过键盘来进行设定和调节。
(4) 通过AT89C51单片机的P30位来控制系统是工作或设置初值，当为0就对系统进行初始化，为1系统就开始工作。
(5) 通过电感式接近传感器检测A道和B道的车辆情况，一道有车而另一道无车时，采用外部中断1方式进入与其相适应的中断服务程序，并设置该中断为低优先级中断。使有车车道放行。
2.3单片机——AT89C51芯片
2.3.1 单片机简介
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、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。
本系统主控电路的主要元件应用的是AT89C51。AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案[11]。
2.3.2 AT89C51芯片说明
AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
管脚说明：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输
出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
其引脚图如图2.2所示：
图2.2AT89C51引脚图
AT89C51的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，上电自动复位、手动复位电路分别如图2.3、图2.4所示，内部时钟方式和外部时钟方式分别如图2.5、2.6所示。此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
图2.3 上电自动复位图2.4 手动复位电路
图2.5 内部时钟方式图2.6 外部时钟方式
2.4键盘控制电路
2.4.1键盘控制电路工作过程
键盘工作过程为:单片机从8155的PA口送出全O，然后从8155的PC口读人数据，当PCO 一PC3不为全0时，表明有键按下。然后逐行从PAO一P7送0，再从PC口读入数据，最终确定按键位置和键值。此后，转人相应的按键处理程序，修改定时数据区内容[12]。
本系统中共使用了9个键:
方向选择键：1键按下选择东西方向，2键按下选择南北方向。
灯颜色选择键：3键按下红灯亮，4键按下黄灯亮，5键按下绿灯亮。
时间增加1秒键：6键按下时间增加1秒。
时间减少1秒键：7键按下时间增加1秒。
红灯长亮键：8键按下东西方向红灯长亮，9键按下南北方向红灯长亮。
2.4.2 8155芯片说明
8155有40个引脚，采用双列直插封装，其引脚图如下图2.7所示。
图2.7 8155引脚图
在此对8155的引脚分类说明如下：
(1) 地址/数据线AD0～AD7（8条）：是低8位地址线和数据线的共用输入总线，常和51单片机的P0口相连，用于分时传送地址数据信息，当ALE=1时，传送的是地址。
(2) I/O口总线（22条）：PA0～PA7、PB0～PB7分别为A、B口线，用于和外设之间传递数据；PC0～PC5为C端口线，既可与外设传送数据，也可以作为A、B口的控制联络线。(3) 控制总线（8条）：
RESET：复位线，通常与单片机的复位端相连，复位后，8155的3个端口都为输入方式。WR, RD：读/写线，控制8155的读、写操作。
ALE：地址锁存线，高电平有效。它常和单片机的ALE端相连，在ALE的下降沿将单片机P0口输出的低8位地址信息锁存到8155内部的地址锁存器中。因此，单片机的P0口和8155连接时，无需外接锁存器。
CS：片选线，低电平有效。
IO/M：RAM或I/O口的选择线。当=0时，选中8155的256 B RAM；当=1时，选中8155片内3个I/O端口以及命令/状态寄存器和定时/计数器。
TIMERIN、TIMEROUT：定时/计数器的脉冲输入、输出线。TIMERIN是脉冲输入线，其输入脉冲对8155内部的14位定时/计数器减1；为输出线，当计数器计满回0时，8155从该线输出脉冲或方波，波形形状由计数器的工作方式决定。
作片外RAM使用：
当CE=0，IO/M=0时，8155只能做片外RAM使用，共256 B。其寻址范围由以及AD0～AD7的接法决定，这和前面讲到的片外RAM扩展时讨论的完全相同。当系统同时扩展片外RAM芯片时，要注意二者的统一编址。对这256 B RAM的操作使用片外RAM的读/写指令“MOVX”。作扩展I/O用：
当 CE=0，IO/M=1时，此时可以对8155片内3个I/O端口以及命令/状态寄存器和定时/计数器进行操作。与I/O端口和计数器使用有关的内部寄存器共有6个，需要三位地址来区分。
2.4.374LS373芯片说明
74LS373芯片是一种带三态门的8D锁存器。
其中：1D-8D为8个输入端，1Q-8Q为8个输出端。
LE为数据打入端：当LE为“1”时，锁存器输出状态同输入状态；当LE由“1”变“0”时，数据打入锁存器。 OE为输出允许端。
其管脚示意图如下图2.8所示：
图 2.8 74LS373引脚图
2.4.4键盘控制电路图
键盘控制电路如图2.9所示：
图2.9 键盘电路
2.5车辆检测电路
2.5.1电感式接近传感器的工作原理
接近传感器是一种具有感知物体接近能力的器件。它利用位移传感器对所接近物体具有的敏感特性达到识别物体接近并输出开关信号的目的，因此，通常又把接近传感器称为接近开关[13]。
电感式接近传感器由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。检测用敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场，当金属物体（车辆）接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱以至停振。振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出。
电感式接近传感器专门用于检测金属物体。电感式接近传感器本质上由振荡器组成，线圈组成了检测面，交变磁场在线圈周围产生。当一个金属物体处于传感器产生的磁场内，感应电流形成一个附加磁场，阻止线圈磁场交变，振荡停止。这引起输出驱动器动作，按传感器类型，产生一个常开(NO)或常闭(NC)的输出信号。
电感式接近传感器可以在不接触金属物体的情况下进行检测。它们的应用范围很广泛，包括：机器零件的监控(凸轮、停止，等等。) 、监控金属物体移动、计数等等。
2.5.2电感式接近传感器的电路组成
电感式接近传感器的电路组成如图2.10所示：
图2.10 电感式接近传感器的电路组成
2.5.3电感式接近传感器检测车辆的工作原理示意图
车辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波形如图2.11所示：
图2.11车辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波形
电感式接近传感器检测车辆的工作原理示意图如图2.12所示：
图2.12车辆存在与监测电路原理框图
2.5.4感应检测的优点
（1）不需要直接接触被检测物体，因此可防止磨损并且可以检测易碎和刚被涂色的对象。
（2）工作效率高、快速响应。
（3）具有较强的耐工业环境性能(坚固的产品完全封装在树脂中)。
（4）固态技术：没有活动部分，因此传感器的使用寿命与操作循环次数无关。
2.5.5ADC0809芯片说明
ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
1．主要特性
1）8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs
4）单个＋5V电源供电
5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度
7）低功耗，约15mW。
2．内部结构
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，内部结构如图13．22所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近
3．外部特性（引脚功能）
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图13．23所示。下面说明各引脚功能。
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
START： A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。
EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，
才能打开输出三态门，输出数字量。
CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。
Vcc：电源，单一＋5V。
GND：地。
其管脚图如图2.13所示：
图2.13 ADC0809管脚图2.5.6车辆检测电路图
车辆检测电路图如图2.14所示
图2.14 车辆检测电路图
2.6 路口交通灯电路
2.6.1发光二极管的选择
发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：
公式R＝（E－UF）／IF
式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流
发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。
与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9十个数目字。
发光二极管可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。本设计采用的是普通单色发光二极管，选用的型号是2EF系列。
普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。
普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
2.6.2 三极管的选择
三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极很大的变化，这就是三极管的放大作用。本设计正是应用了三极管的放大作用功能。
三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。本设计采用的是PNP 型的晶体三极管。
2.6.3各口线控制功能及相应控制码表
各口线控制功能及相应控制码如下表2.1所示。
表 2.1 各口线控制功能及相应控制码表
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P1端
口数据状态说明
B左拐灯A左
拐灯
B线绿
灯
B线黄
灯
B线红
灯
A线绿
灯
A线黄
灯
A线红
灯
1 1 1 1 0 0 1 1 F3H A线放行,B
线禁止
1 1 1 1 0 1 0 1 F3H A线警告,B
线禁止
1 1 0 1 1 1 1 0 DEH A线禁止,B
线放行
1 1 1 0 1 1 1 0 EEH A线禁止,B
线警告
1 0 1 1 0 1 1 1 F3H A线车左拐，
B线禁止
0 1 1 1 1 1 1 0 DEH B线车左拐，
A线禁止
智能交通管理系统建项目内容
附件2： 市辖城区智能交通管理系统建设招标要求 一、项目内容 南充市辖城区智能交通管理系统包含一个指挥中心、一个顶层应用平台、两个基础支撑平台和十一个子系统以及通信网络等配套系统建设。包括内场、外场两部分。外场涵盖范围包括顺庆、高坪、嘉陵三区，内场涵盖信息网络机房、南充公安交通警察支队7楼指挥中心，详见下表，具体建设内容详见《市辖城区智能交通管理系统项目采购清单与技术参数（功能）配臵及要求》和《市辖城区智能交通管理系统一期工程初步设计》。
警务资源管理系统新建1套 机房及配套工程市公安局14楼新建机房，包括模块化UPS1套、机房精密空调3套、33个机柜、走线架、200KW后备柴油发电机1台。 二、项目要求 1.本项目必须按专家评审及财政评审部门审定的技术方案实施建设，详见《市辖城区智能交通管理系统项目采购清单与技术参数（功能）配臵及要求》和《市辖城区智能交通管理系统一期工程初步设计》。 2.投标现场须由投标人指派的本项目的项目经理对投标文件进行讲解，讲解时间15-20分钟。 3.鉴于本系统后期将与智能交通相关系统进行对接，与市级智能交通相关部门实现数据共享，因此，投标人须无条件承诺：系统平台应设臵完善的用户权限、访问控制策略，同时，系统硬件平台、软件平台、网络等接口协议须采用国际、国家和行业标准协议，具有开放性、可扩展性，能够与其他系统实现互联互通，确保系统平滑扩容或升级。平台为其他平台、社会资源或后期项目开放接口，需接入时无需支付接入费，平台厂商不得限制其他厂商接入。 4.系统在全市公安视频专网内运行，不允许与其它任何网络有直接物理连接，非南充市公安局交警支队授权，不允许为其它任何部门、企事业单位和个人提供接入，不得将视频、图片、数据资源用于其它商业目的。 5.系统的传输网络限于裸光纤、MSTP、PON三种方式。 6.指挥中心LED大屏、交通诱导屏、信号控制机、交通视频采集设备、雷达测速设备、精密空调、UPS电源、服务
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
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。
智能交通综合管理平台软件使用手册
目录
第一章版本说明 版本说明 河南联大智能交通综合业务管理平台软件分为八大业务处理模块及一个安全管理认证系统，在实际中应针对不同的应用及需求予以选择配备；如本系统发生变化，恕不予以通知，请向河南省联大通信技术有限公司索取最新版本。 第二章软件设计原则 河南省联大通信技术有限公司自主研发的联大智能交通综合业务管理平台软件是一个综合性的智能交通管理平台，具有实时数据管理模块、黑名单管理模块、红名单管理模块、图像监控模块、设备管理模块、违法业务处理模块、违法数据统计模块、系统管理模块等八大模块及一个安全管理认证系统。它实现了对实时布控、视频监控、交通信息采集、违法业务、处罚业务、前端设备管理等系统的管理与综合利用。 软件特点 系统采用三层架构和B/S 结构的来实现，具有下列特点：1.分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理；2. 业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能；3维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新；4. 开发简单，共享性强。从而减少额外开发的IT投入及其应用的复杂性。 本系统将交通信息采集、电子警察系统集成到统一的平台，采用统一的数据结构和存储方式，从而实现信息共享和网络化管理。提高了系统的效率和指挥调度反应能力。支持基于权限的安全访问机制，通过统一的角色和权限管理使得系统的安全性能可以得到保证。 可以与机动车管理系统、驾驶员管理系统、交通违法管理系统无缝对接； 可以与视频监控系统结合，在系统中直接调用视频；
系统具有具有灵活的适应性和强大的兼容性。使用XML 作为数据中介，可以实现不同数据结构中数据的交换与集成，从而可以获取集成不同厂家的各种设备数据，提高各种资源的共享与兼容。具有开放扩展性，系统提供开放的接口协议，支持将来其他的扩充系统接入（如交通信号控制、GPS定位、接处警系统等）。 业务方案框架 通过对公安交通管理涉及到的各项业务进行整合，形成一个覆盖交警工作范围的信息采集、处理、交换、查询的综合信息管理系统。使得各种资源能够得到有效的利用，从而提高交警部门的工作效率和反应能力。 现有平台已经集成了卡口、电子警察、监控、测速等多个子系统。实现所有工作点、所有部门之间数据统一管理。全程操作日志跟踪，以保证数据的安全性。在系统管理和信息集成上提出面向业务的行业平台，行业平台以违法处理、稽查布控、指挥调度、勤务管理等业务为主，业务更加贴近实际使用，同时可以针对当地进行定制。兼容不同前端监控设备，可以将这些监控设备集成到一个平台。实现对其他平台的对接，与其他系统的对接全部基于标准WEBService服务。 应用软件架构设计 1）设计概述系统采用B/S三层架构，可根据不同的需求使用一些架构模式（如：MVC）和设计模式（如：Singleton,Facade,Factory 等）复用已经封装好的的一些组件。 2）体系架构分析为了提高系统的可靠性，数据库服务器和应用服务器都在设计时考虑了对群集的支持。通过采用多层应用程序模型架构，特别是合理利用EJB组件来进行事务控制，可以实现系统对群集的支持，提高系统的灵活性和可扩展性。 的分布式三层架构：1.数据访问层，在数据访问层DataAccess中，完全采用“面向对象接口编程”思想，同时使用设计模式中的工厂模式为主。抽象出来的数据库访问模块，脱离了与具体数据库的依赖，从而使得整个数据库访问层可根据数据库迁移。2.业务逻辑层，业务逻辑层Business的核心模块包含了整个系统的
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
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；
122智能交通管理系统需求书
122智能交通管理系统需求书 1)概述 智能交通系统ITS（Intelligent Transportation Systems）是将先进的信息技术、数据通讯技术、自动控制技术以及信息处理技术等有效地融合起来，并运用于整个交通管理系统而建立起来的一种在大范围内，全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合智能控制和管理系统；是提高交通运输系统的运输效率，缓解城市交通拥挤、保证交通安全、减少城市环境污染的一项重大关键技术；同时也是加大交通基础设施投入之外解决目前交通运输问题的主要途径。 智能交通系统在国外的发展状况：从70年代末，智能交通系统的开发和应用即引起了西方发达国家的重视，尤其是近年来美国、日本、欧盟等发达国家或各种组织都投入了大量的资金，与高校和研究机构联合，积极致力于智能交通系统的开发与应用，已取得一定的成绩，并已得到相应的应用。如美国，早在1993年起，每年就投入2亿美元以上的国家政府预算以促进ITS事业的发展。 目前，国外在城市智能交通系统的相关方面已取得了许多可行的研究结果和应用实例，这些成果包括用于动态信息采集的传感器和测量信号的处理方法，基于闭路电视（CCTV）系统的交通监控系统，针对静态信息组织管理和应用的地理信息系统GIS（Geographical Information System）技术及其应用系统，具有一定适用范围的交通建模方法和模型，结合全球定位系统GPS（Global Positioning System）技术实现的车辆路径优化算法，非混杂环境的交通流量控制系统及方法等等。
日本政府在ITS领域进行了大量的资金、政策等方面的投入，以期形成ITS 产业推动日本经济发展。在过去的5-6年的时间里，已经有近400万套车内导航系统在市场上应用。日本的ITS应用主要是在交通信息提供；电子收费；公共交通；商业车辆管理以及紧急车辆优先等方面。在长远方面，日本将开发自动公路系统（Automated Highways System）。由于日本政府的直接支持，极大地推动了日本ITS领域的发展。 在美国，ITS应用发展较快的几个方面分别是，车辆安全系统（占51%），电子收费（占37%），公路及车辆管理系统（占28%），实时自动定位系统（占20%），商业车辆管理系统（占14%）。 智能交通系统在国内的发展状况：随着我国社会经济的飞速发展，交通事业在我国迅猛发展，智能交通系统引起越来越多的关注。许多大城市对此进行了研究并实施。上海和深圳是这一方面的先行者。 在上海，采用高新技术改善交通状况的尝试已经有较长时间。80年代初，上海市就引进了澳大利亚的SCAT悉尼自适应交通信号控制系统。1991年，作为上海市“八五”科技攻关项目，上海市科学技术委员会立项进行“上海城市交通诱导信息系统”的研究。1996年，国家自然科学基金委员会资助进行“城市交通控制与路线诱导系统基础理论”的研究。1998年，上海市科委资助进行“车内自动导航系统的研究与开发”的课题研究。1999年，上海市科委资助进行“上海快速路网交通监控收费技术的研究与开发”的课题研究。 深圳市也非常重视智能交通项目的研究与开发，努力建设综合智能交通管理系统，形成了发展智能交通系统的基础条件。先后建成了多个系统：无线集群调度系统、GPS卫星定位系统、远程电子监控系统、运政稽查管理系统、交通一
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。
新型智能交通信号控制系统(终)
新型智能交通信号控制系统 报名号：BS2011-B241设计者：GARDING指导教师：匿名 摘要：本作品针对当前日益严重的交通拥堵问题，以EXP-89S51单片机为核心，设计出了一种新型智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，该方案是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在科技核心期刊《现代电子技术》上发表。在软件设计上，采用了MATLAB和VB进行动态模拟，并与当前正在采用的几种控制方案进行了对比验证，验证了新方案的优越性。在硬件设计上，我们采用了EXP-89S51单片机、SP-MDCE25A 交通灯模组、E-TRY通用板和倒计时LED数码管模块等，并搭建了较好的逼真的外围平台来对其实现更具真实性的实时控制。该作品不论是在创新性、实用性、技术先进性，还是在可靠性、经济性上都具有很强的优势。 关键词：智能交通信号新型两级模糊控制 VB动态模拟 EXP-89S51单片机 1、系统总体方案介绍 1.1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理 我们自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理如图1所示： 图1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理图在该系统中，交叉口的交通参数经检测装置检测，将被测参数转换成统一的标准电信号，再经A/D转换器进行模数转换，转换后的数字量通过I/O接口电路送入新型两级模糊控制器再到控制台。 在新型两级模糊控制器和控制台内部，用软件对采集的数据进行处理和计算，然后经数字量输出通道输出。输出的数字量通过D/A转换器转换成模拟量，再经驱动模块对交通情况进行控制，从而实现对交叉口的实时智能交通控制。 1.2 基于EXP-89S51单片机的新型智能交通信号控制系统的总控制系统设计 本系统运用我们的新型两级模糊控制方案，采用了EXP-89S51来控制智能交通系统。系统的整体结构框图如图2所示：
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，
智能交通系统完整解决方案完整版
智能交通系统完整解决 方案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
智能交通系统 解决方案 目录 一、概述 随着经济建设的日新月异，经济的迅猛发展，现有机动车和驾驶员增长的快速与城市道路信息化管理建设的相对滞后，造成了现有的交通管理模式与急剧增长的交通需求不相适应，给公安交通管理部门带来了严峻的挑战，交通道路拥挤，停车次数增加，交通事故的上升等问题不仅影响经济建设的发展，而且妨碍人民群众的日常生活。因此，建设智能交通信息化系统，为城市的经济发展增添后劲，切实改善城市的
投资环境，制定城市现代化交通管理规划，采用先进的技术手段，实现科学管理已成为城市交通管理建设的当务之急。 智能交通系统在世界上多个发达国家已经发展得非常完备和成熟，并且应用非常广泛。而中国的智能交通系统也是发展迅速，目前在北京、、广州等大城市已经建设了先进的智能交通系统；其中，北京建立了道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理和紧急事件管理的4大ITS系统；广州建立了交通信息共用主平台、物流信息平台和静态交通管理系统的3大ITS系统。随着智能交通系统技术的发展，智能交通系统将在城市交通中得到越来越广泛的运用。因此，发展智能交通将是二三线城市交通未来发展的方向。 二、智能交通系统总体设计 智能交通系统将先进的信息技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通运输管理体系，从而建立起一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。智能交通系统以道路交通有序、安全、畅通以及交通管理规范服务、快速反应和决策指挥为目标，是以集高新技术应用为一体的适合于城市道路交通特点的、具有高效快捷的交通数据采集处理能力、决策能力和组织协调指挥能力的管理系统，实现交通管理指挥现代化、管理数字化、信息网络化。 1.智能交通系统建设必要性 城市交通快速发展的需要 提升全省/市道路交通总体管理水平的需要 城市社会公共治安管理的需要 能够面向公众出行提供方便、快捷的信息服务
智能交通控制解决方案
智能交通控制解决方案
智能交通信号控制系统 解 决 方 案
目录 1系统概述 (6) 2系统功能 (7) 3智能交通信号控制系统..... 错误!未定义书签。 3.1系统说明 错误!未定义书签。 3.2路口需求 10 3.3系统特点 10 3.4系统设计 错误!未定义书签。 3.4.1系统硬件拓扑结构 10 3.4.2PL-20-CM系统软件构成 11 3.4.3路口感应控制模式 12 3.4.4行人过街控制 16 3.4.5公车优先感应控制 错误!未定义书签。
3.4.6绿波控制模式 16 3.4.7区域协调控制模式 20 3.4.8特勤控制 22 3.5智能交通信号控制管理软件系统 错误!未定义书签。 3.5.1系统软件的主要功能 22 3.6PL-5D 智能交通信号控制主机 错误!未定义书签。 3.6.1概述 错误!未定义书签。 3.6.2控制主机视图 错误!未定义书签。 3.6.3技术特点 错误!未定义书签。 3.6.4技术指标 错误!未定义书签。 3.6. 4.1主机箱外形尺寸 ......................... 错误!未定义书签。
3.6. 4.2性能及功能说明......................... 错误!未定义书签。 3.6. 4.3一般要求......................... 错误!未定义书签。 3.6. 4.4启动时序......................... 错误!未定义书签。 3.6. 4.5信号转换......................... 错误!未定义书签。 3.6. 4.6控制方式转换......................... 错误!未定义书签。 3.6. 4.7性能参数......................... 错误!未定义书签。
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。
智能交通管理系统需求书
个人资料整理仅限学习使用 122智能交通管理系统需求书 1)概述 智能交通系统ITS 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。智能交通信号灯控制系统设计