畢業(yè)論文-交通信號燈的智能控制系統(tǒng)研究(共44頁)

1、 湖 南 涉 外 經(jīng) 濟 學 院 本科(bnk)畢業(yè)論文（設計）題目交通信號燈的智能控制系統(tǒng)研究作者 學院信息科學與工程學院專業(yè)電子信息工程學號 指導教師 二一三 年 五 月 十五 日湖南涉外經(jīng)濟學院(xuyun)畢業(yè)論文(b y ln wn)（設計）任務書學生(xu sheng)姓名： 學號： 專業(yè)班級： 畢業(yè)論文（設計）題目： 交通信號燈的智能控制系統(tǒng)研究 題目類型： 工程技術研究 畢業(yè)論文（設計）時間: 自 2012 年 12 月 1 日開始至 2013 年 5 月 15 日止畢業(yè)論文（設計）內容要求：1.選題確定后應該認真查找與選題有關的國內外研究資料，在充分了解前人研究成果的基礎上，

2、提出自己獨到的見解。要注重實地調查研究，掌握第一手資料。2.要按照提出問題、分析問題、解決問題的邏輯思路安排論文的整體結構。3.論文重在提出新的思路、獨到而切合實際的解決方案，不要人云亦云，更不要抄襲。要注意學會用專業(yè)理論工具來分析和解決問題4.按照學校規(guī)定的時間表完成資料的收集、論文的撰寫、修改和答辯工作。5.多與老師溝通，按照指導老師的要求進行修改。設計內容：在車流較為集中的城市道路交叉路口,我們?？吹竭@樣的情形:在南北方向的車道上停留了非常多的車輛,在東西方向的車道上只有少數(shù)的車輛甚至是沒有,而這時綠燈時間卻一直保持在這個東西方向的相位上.顯然,這樣是不合理的,造成了交通延誤和對時間的浪

3、費。造成這種現(xiàn)象的原因是現(xiàn)在交叉路口紅綠燈的時間,絕大部分是通過一個固定的時間參數(shù)機械地控制的,如每60 s或30 s變換一次紅綠燈狀態(tài),這顯然是有待改進的。設計一個基于交通信號燈來實時地根據(jù)現(xiàn)場情況自動地調整紅綠燈狀態(tài)的的智能控制系統(tǒng)系統(tǒng)。目的要實時地根據(jù)現(xiàn)場狀況控制交通信號燈,以使交通信號燈因地制宜,更好地控制、疏導交通,達到智能化。系統(tǒng)首先要滿足實時性。交通燈實時智能控制系統(tǒng)涉及到硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),按照系統(tǒng)實時性的要求,硬件系統(tǒng)不僅要具有很強的數(shù)據(jù)處理能力,而且處理速度要快；軟件系統(tǒng)要求算法盡可能的簡單實用,執(zhí)行快速。硬件設計：可以考慮DSP芯片及一些外接存儲器，圖像采集、處理模塊和控

4、制模塊。軟件環(huán)境：程序語言可以選擇C語言。因為C語言既有低級語言的直接控制硬件的能力,又有高級語言的靈活性，系統(tǒng)要做出仿并測試結果與分析。1題目(tm)類型：(1)理論(lln)研究(2)實驗(shyn)研究(3)工程設計(4)工程技術研究(5)軟件開發(fā)2.主要(zhyo)參考資料1 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,林彬,7,7,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 林彬. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=7 t NewBri

5、efDetail 基于圖像處理的智能交通信號燈控制系統(tǒng)的研究D.哈爾濱工業(yè)大學, 2011.2 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張李云,10,2,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 張李云. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=10&CurRec=2 t NewBriefDetail 分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)設計與研究D. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%a

6、d%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e6%ad%a6%e6%b1%89%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%a4%a7%e5%ad%a6%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e6%ad%a6%e6%b1

7、%89%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%a4%a7%e5%ad%a6%27&stab=result&value=IIIM&UnitCode=GWKJU&source=%e7%a1%95%e5%a3%ab t result2 武漢科技大學, 2011.3 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,溫欣玲,7,10,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 溫欣玲, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張玉葉,7,10,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 張玉葉. HYPERLINK /g

8、rid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=10 t NewBriefDetail 基于單片機交通燈智能控制系統(tǒng)研究J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e5%be%ae

9、%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%bf%a1%e6%81%af%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e5%be%ae%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%bf%a1%e6%81%af%27&stab=result&value=WJSJ&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 微計算機信息, 2007 (10):90-91.4 HYP

10、ERLINK javascript:authorHref(作者,吳艷,7,1,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 吳艷. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=1 t NewBriefDetail 交通信號燈的智能控制系統(tǒng)模型J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%b

11、b%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%92%a8%e8%af%a2%e5%af%bc%e6%8a%a5%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%92%a8%e8%af%a2%e5%af%bc%e6%8a%a5%27&stab=result&value

12、=ZXDB&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 科技咨詢導報, 2007 (11):7.5 阮秋琦.數(shù)字圖像處理學2版M.北京:電子工業(yè)出版社, 2007.6 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,陳宇,7,8,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 陳宇, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,溫欣玲,7,8,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 溫欣玲. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&

13、dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=8 t NewBriefDetail 分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)研究與設計J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e7%94%b5%e5%ad%90%e5%99%a8%e4%bb%b

14、6%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e7%94%b5%e5%ad%90%e5%99%a8%e4%bb%b6%27&stab=result&value=DZQJ&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 電子器件, 2007.7 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張鵬,7,12,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 張鵬. HY

15、PERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=12 t NewBriefDetail 一種交通信號燈智能控制系統(tǒng)J.中國專利, 2012.8 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,尚煒,4,1,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 尚煒, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,姚丹亞,4,1,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 姚丹亞等. HYPERLINK /grid2008/brief/det

16、ailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=4&CurRec=1 t NewBriefDetail 新一代智能化交通控制系統(tǒng)技術J.科技成果, 2010.9 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,魏云茂,7,5,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 魏云茂. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=5 t NewBriefDetail 區(qū)域交通智能控制系統(tǒng)的研究D.重慶理工大學,2009.10 HYPERLINK j

17、avascript:authorHref(作者,趙小軍,10,3,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 趙小軍, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,胡耀增,10,3,作者代碼|單位-機構-學位授予單位-作者機構-作者單位) 胡耀增等. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=10&CurRec=3 t NewBriefDetail 基于車流量的交通信號燈實時控制的研究J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx

18、?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%b8%8e%e7%8e%b0%e4%bb%a3%e5%8c%96%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e

19、6%ba%90%3d%27%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%b8%8e%e7%8e%b0%e4%bb%a3%e5%8c%96%27&stab=result&value=JYXH&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 計算機與現(xiàn)代化, 2012 (10):72-75.3.畢業(yè)論文(b y ln wn)（設計）進度安排階段階 段 內 容起止時間收集資料選題、查閱資料、開題12.112.31撰寫提綱收集整理資料1.12.26撰寫論文論文寫作2.274.14修改定稿論文修改、定稿4.154.28完成論文及答辯完成論文答辯

20、4.295.15指導(zhdo)教師（簽章）： 日期： 系(教研室)主任(簽章) ：_ 日期：_二級學院院長(簽章) ：_ 日期：_湖南涉外經(jīng)濟學院(xuyun)畢業(yè)論文（設計(shj)）指導教師評語建議成績： 指導教師： 年 月 日湖南涉外經(jīng)濟學院(xuyun)畢業(yè)論文（設計(shj)）評閱教師評語建議成績： 評閱教師： 年 月 日湖南涉外經(jīng)濟學院(xuyun)畢業(yè)論文（設計）答辯(dbin)記錄日期(rq)： 學生姓名： 學號： 專業(yè)班級： 題目： 畢業(yè)論文（設計）答辯委員會（小組）意見：答辯成績： 評定等級： 答辯委員會(小組)負責人： （簽章）委員（小組成員）： （簽章） （簽章） （

21、簽章） （簽章） 二級學院審查意見： 論文（設計）最終評定等級：_ 負責人： （簽章） _年_月_日 PAGE IV摘 要隨著社會的發(fā)展，更多的機動車進入(jnr)人們的生活中，交通安全對人們的重要性也更加深入人心(shn r rn xn)。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)能在一定程度上滿足指揮路口交通的需要，但隨著城市規(guī)模的不斷擴大，原有的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)(y jing)表現(xiàn)出明顯的缺點，紅綠燈時間相對固定，長期按照固定的時間變化，不能根據(jù)現(xiàn)場的交通情況改變而調整紅綠燈的顯示時間。設計以中、小城市區(qū)域交通控制為研究對象，結合當前的單片機應用技術，對智能交通燈控制系統(tǒng)進行了分析和研究。文章論述了基于AT

22、89C51單片機的交通燈控制系統(tǒng)，STC12C5A60S2作為單片機系統(tǒng)芯片，設計一款交通信號燈的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)路口車流量變化而改變交通燈閃亮時間，達到智能控制交通的目的。論文對設計的研究的背景進行了研究，并且對系統(tǒng)的原理和對各模塊進行了詳細的分析。經(jīng)測試，該系統(tǒng)具有實用性強、操作簡單、擴展性好等特點，能夠達到根據(jù)現(xiàn)場交通情況，對紅綠燈的時間進行延長和縮短，能更好的對交通情況進行人性化的處理。關鍵詞：交通燈；智能控制；交通安全ABSTRACTWith the development of society, more and more motor vehicle into peopl

23、es life, the importance of traffic safety of the people is more important. Traditional traffic light control system can meet the need of directing traffic in a certain extent, but with the continuous expansion of city size, traffic lights, the original control system has shown obvious shortcomings:

24、red and green light time is relatively fixed, long-term fixed in accordance with the change of time, display time can not adjust the traffic lights according to the change of traffic scene then.In this paper, a small city in the regional traffic control as the research object, combined with the curr

25、ent SCM application technology, analyses and studies the intelligent traffic light control system. This paper discusses the traffic light control system based on AT89C51 microcontroller, STC12C5A60S2 as a single chip system chip, intelligent control system design of a traffic signal lamp, the system

26、 can change the traffic lights shining time according to the intersection traffic flow changes, to achieve the purpose of traffic intelligent control.Thesis on the subject of the background of the study, and the principle of the system and carry out a detailed analysis of each module. The system has

27、 been tested and practical, simple operation, and good scalability can be achieved based on live traffic conditions, extend and shorten the time of the traffic lights, better traffic conditions humane treatment.Keywords: Traffic lights; Intelligent control; Traffic safe湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計）目 錄 TOC o 1

28、-3 h z u HYPERLINK l _Toc356256655 摘 要 PAGEREF _Toc356256655 h I HYPERLINK l _Toc356256656 Abstract PAGEREF _Toc356256656 h II HYPERLINK l _Toc356256657 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc356256657 h 1 HYPERLINK l _Toc356256658 1.1研究(ynji)的背景 PAGEREF _Toc356256658 h 1 HYPERLINK l _Toc356256659 1.1.1 交通燈的發(fā)展(fzhn) P

29、AGEREF _Toc356256659 h 1 HYPERLINK l _Toc356256660 1.1.2國內外發(fā)展(fzhn)狀況和趨勢 PAGEREF _Toc356256660 h 1 HYPERLINK l _Toc356256661 1.2研究內容 PAGEREF _Toc356256661 h 2 HYPERLINK l _Toc356256662 1.3研究的意義 PAGEREF _Toc356256662 h 2 HYPERLINK l _Toc356256663 第二章 總體設計方案 PAGEREF _Toc356256663 h 4 HYPERLINK l _Toc3

30、56256664 2.1單片機概述 PAGEREF _Toc356256664 h 4 HYPERLINK l _Toc356256665 2.2主控制器選擇 PAGEREF _Toc356256665 h 5 HYPERLINK l _Toc356256666 2.3顯示方案選擇 PAGEREF _Toc356256666 h 5 HYPERLINK l _Toc356256667 2.4車流量檢測 PAGEREF _Toc356256667 h 6 HYPERLINK l _Toc356256668 2.4.1環(huán)形線圈檢測 PAGEREF _Toc356256668 h 6 HYPERLI

31、NK l _Toc356256669 2.4.2 檢測方案的優(yōu)缺點 PAGEREF _Toc356256669 h 7 HYPERLINK l _Toc356256670 2.4.3工作原理 PAGEREF _Toc356256670 h 7 HYPERLINK l _Toc356256671 第三章 系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc356256671 h 9 HYPERLINK l _Toc356256672 3.1硬件設計 PAGEREF _Toc356256672 h 9 HYPERLINK l _Toc356256673 3.1.1復位電路 PAGEREF _Toc356256673

32、 h 9 HYPERLINK l _Toc356256674 3.1.2時鐘電路 PAGEREF _Toc356256674 h 9 HYPERLINK l _Toc356256675 3.1.3系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc356256675 h 10 HYPERLINK l _Toc356256676 3.1.4模塊說明 PAGEREF _Toc356256676 h 10 HYPERLINK l _Toc356256677 3.2 軟件設計 PAGEREF _Toc356256677 h 12 HYPERLINK l _Toc356256678 3.2.1流程圖 PAGEREF _

33、Toc356256678 h 13 HYPERLINK l _Toc356256679 3.2.2程序設計 PAGEREF _Toc356256679 h 14 HYPERLINK l _Toc356256680 第四章 系統(tǒng)調試及結果 PAGEREF _Toc356256680 h 16 HYPERLINK l _Toc356256681 4.1硬件的連接 PAGEREF _Toc356256681 h 16 HYPERLINK l _Toc356256682 4.2硬件調試 PAGEREF _Toc356256682 h 16 HYPERLINK l _Toc356256683 4.3軟件

34、調試 PAGEREF _Toc356256683 h 17 HYPERLINK l _Toc356256684 4.3.1 靜態(tài)(jngti)調試 PAGEREF _Toc356256684 h 17 HYPERLINK l _Toc356256685 4.3.2 動態(tài)(dngti)調試 PAGEREF _Toc356256685 h 17 HYPERLINK l _Toc356256686 4.4中間遇到的問題(wnt)和解決方法 PAGEREF _Toc356256686 h 19 HYPERLINK l _Toc356256687 結 論 PAGEREF _Toc356256687 h

35、20 HYPERLINK l _Toc356256688 參考文獻 PAGEREF _Toc356256688 h 21 HYPERLINK l _Toc356256689 致 謝 PAGEREF _Toc356256689 h 22 HYPERLINK l _Toc356256690 附錄A：系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc356256690 h 23 HYPERLINK l _Toc356256691 附錄B：元器件清單 PAGEREF _Toc356256691 h 24 HYPERLINK l _Toc356256692 附錄C：實物圖 PAGEREF _Toc356256692

36、h 25 HYPERLINK l _Toc356256693 附錄D：代碼 PAGEREF _Toc356256693 h 26湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） PAGE 39第一章 緒 論1.1研究(ynji)的背景交通燈通常指由紅、黃、綠三種顏色燈組成用來指揮(zhhu)交通的信號燈1。綠燈亮時，準許車輛通行，黃燈亮時，已越過(yu gu)停止線的車輛可以繼續(xù)通行；紅燈亮時，禁止車輛進行通行。1.1.1 交通燈的發(fā)展1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯

37、敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。黃燈的發(fā)明家是我國的胡汝鼎，他以“科學救國”的志向去美國學習，任職于托馬斯愛迪生為董事長的通用電氣公司。有一天，他在十字路口等綠燈，紅燈剛過去時，一兩轉彎的車輛從邊上呼嘯而過，給了他一身冷汗。回到家里，他反復思考，終于想出在紅燈和綠燈中間加一個黃燈，提醒人們注意危險。他的這個建議立即得到有關部門的肯定。紅，黃，綠三種顏色的信號，是指揮信號的一個完整的家庭不可缺少的一部分，涵括世界各地的陸，海，空交通領域。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色

38、圓形的投光器組成，裝在紐約5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實的三色燈(紅、黃、綠三種標志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。從最早的手牽皮帶到20世紀50年代的電氣控制，從采用計算機控制到現(xiàn)代化的電子定時監(jiān)控， HYPERLINK /view/480899.htm t _blank 交通信號燈在科學化、自動化上不斷地更新、發(fā)展和完善。非裔美國人加萊特摩根1923年發(fā)明了交通信號燈。交通燈的出現(xiàn)，使交通出行變得有秩序，有管理，利于疏導交通流

39、量、提高道路通行能力，減少交通事，這是對出行人生命財產(chǎn)的一種不可缺少的保護。1.1.2國內外發(fā)展狀況及趨勢隨著現(xiàn)代社會對交通運輸?shù)娜遮呉蕾?，交通燈成為了人們生活中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)雖然在一定程度上可以滿足指揮路口交通的需要，但隨著城市規(guī)模的不斷擴大，原有的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的缺點：紅綠燈時間相對固定，不能伴隨現(xiàn)場交通情況的改變而調整紅綠燈的顯示時間。目前，國內大部分中小城市仍采用傳統(tǒng)的交通燈控制模式，但隨著城市的不斷發(fā)展，基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)必將受到廣大人民的青睞。傳統(tǒng)的交通信號燈，通常采用定時分配方式控制，主要存在三方面的缺陷：（1）車道放行車輛(ch

40、ling)時，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)不同相位上車輛放行時問相同，車輛多的一方容易出現(xiàn)車輛堆積，造成下一路口的交通阻塞；（2）當某相位上無車時，恰好是該相位上的車輛通行時間，則在這段時間內，就出現(xiàn)了交通指揮盲點；（3）當一路口車流量很大時，不能夠自動延長口的綠燈時間，導致在一個周期內此路口的車輛不能完全通過。近年來，國內外許多專家致力于開發(fā)新的交通信號控制方法，人工智能是新的研究方向之一，這是因為人工智能在復雜系統(tǒng)的定性建模和控制上卓有成效。利用模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡控制等智能控制技術進行交叉口信號燈控制能取得比定時控制與感應(gnyng)控制更好的效果，是今后單個交叉口信號燈控制的主要研究方向。將模糊控

41、制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和遺傳算法這三者結合起來用于交叉口信號燈的控制將有可能是今后交叉口信號控制研究的重點。1.2研究(ynji)內容目前的交通燈一般都是按照一個固定的參數(shù)設定紅綠燈的時間，這樣就使得交通燈不能人性化的根據(jù)道路上的實時情況改變，我們會經(jīng)?？吹胶苌佘嚮蛘邲]有車的通向綠燈保持了很長時間，而車流量很大的一個通向卻堵滿了車，這是對出行人時間的一種浪費，顯然這十分不合理。設計一個基于交通信號燈來實時地根據(jù)現(xiàn)場情況自動地調整紅綠燈狀態(tài)的的智能控制系統(tǒng)系統(tǒng)。目的要實時地根據(jù)現(xiàn)場狀況控制交通信號燈,以使交通信號燈因地制宜,更好地控制、疏導交通,達到智能化。為了更好的解決上述問題，本系統(tǒng)利用傳感器檢測

42、車流量狀態(tài)，用單片機AT89C51對路口車流量進行統(tǒng)計，并執(zhí)行相應的處理程序，來實現(xiàn)智能交通燈控制系統(tǒng)，達到了根據(jù)車流量大小實時控制路口的通行情況。該交通系統(tǒng)的設計具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。1.3研究的意義設計的交通信號控制系統(tǒng)既可以用在單個路口實現(xiàn)獨立的智能交通控制功能，也可以多個單路口系統(tǒng)組建網(wǎng)絡實現(xiàn)一個區(qū)域或者一個城市的交通協(xié)調。本系統(tǒng)組網(wǎng)時需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，便于組成網(wǎng)絡結構和遠距離信息傳輸。所組成的網(wǎng)絡結構簡單，易于維護，運行穩(wěn)定。對基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)進行設計目的在于對所學知識的綜合運用，將理論知識與實際應用相結合

43、?；谲嚵髁康闹悄芙煌艨刂葡到y(tǒng)設計意義重大，特別在人口密度集中的中國，它起著更重要的作用。最直接的作用是改善車輛的堵塞狀況，減少車輛的等待時間，增加單位時間內的通行量，從而解決交通擁擠的問題。另外的社會經(jīng)濟效益是：減少交通事故的發(fā)生率、人員的死亡率；推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 增加就業(yè)崗位，促進社會經(jīng)濟的健康發(fā)展；減少能源消耗量，降低環(huán)境污染程度。此設計尤其適合中、小城市的十字路口交通控制，具有安裝簡單，使用方便，價格實惠等優(yōu)點，毫無疑問具有廣泛的應用前景。第二章 總體設計方案(fng n)2.1單片機概述(i sh)（1）單片機單片微型計算機又簡稱(jinchng)單片機，是典型的嵌入式 HYP

44、ERLINK /view/368297.htm t _blank 微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)(gngy)控制領域。通常，單片機由是單塊的集成電路芯片構成，包含計算機的的基本功能部件：存儲器、中央處理器和I/O接口電路等。所以，單片機只需要適當?shù)能浖屯獠吭O備相結合，便可成為一個簡單的單片機控制系統(tǒng)。單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了初級單片機、單片機完善、8位單片機鞏固和16位單片機發(fā)展三大階段。單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個機種。目前，

45、單片機正朝著高性能與多品種方向發(fā)展，趨勢將是進一步朝向CMOS化、低功耗、高性能、低價格、小體積、大容量和外圍電路內裝化等幾個方向發(fā)展。（2）51單片機簡介MCS-51系列單片機是Intel公司在總結MCS-48系列單片機的基礎上于20世紀80年代初推出的高檔8位單片機。MCS-51系列的制成及發(fā)展與HMOS工藝的發(fā)展密切相關 ，HMOS是高性能的NMOS工藝。而CMOS與HMOS工藝的結合則產(chǎn)生了C-HMOS工藝的產(chǎn)品，例如80C51、80C31等。這類產(chǎn)品既保持了HMOS高速和高封裝密度的特點，又具有CMOS低功耗的優(yōu)點。C-HMOS工藝的單片機具有掉電保護和凍結運行兩種獨特的處理方式。如

46、圖2.1所示 圖2.1 51單片機VCC：接正極(zhngj)電源+5v GND：接地(jid)RST：復位(f wi)信號輸入引腳 XTAL1，XTAL2：接外部晶振引腳， P0，P1，P2，P3：不擴展功能作雙向I/O口用，訪問外部存儲器時，P2，P0分別做地址總線高低8位地址。 51單片機包含程序存儲器(ROM)、串行接口和中斷系統(tǒng)、中央處理器、定時/計數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、并行接口等幾大單元，控制總線、數(shù)據(jù)總線和地址總線等三大總線。（3）STC12C5A60S2單片機簡介STC12C5A60S2系列單片機是由宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘，機器周期為1T的單片機，是高速，低功耗，超強抗干擾

47、的最新的8051系列單片機，指令代碼能夠完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機,但運行速度快8-12倍，針對電機控制，強干擾場合。STC12C5A60S2系列單片機是一種增強型8051CPU，工作電壓為3.6V - 2.2V，工作頻率范圍0 到35MHz，36個通用I/O，工作溫度范圍-40到+85(工業(yè)級) ；0 到75(商業(yè)級)，封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O 口不夠時，可用2到3根普通I/O口線外接，74HC164/165/595均可級聯(lián)來擴展I/O 口, 還可用A/D 做按鍵掃描來節(jié)省I/O口或用雙CPU,三線通信，還多了串口。2.2主控制器選擇采用數(shù)字電路設計，通

48、過譯碼器，計數(shù)器，以及555定時器等組成一個交通燈控制系統(tǒng)，雖然易于實現(xiàn)，但由于涉及的集成數(shù)字芯片較多，且不便于實現(xiàn)車流量檢測信號的輸入，故很難完成系統(tǒng)設計任務。采用AT89C51單片機作為主控制器。AT89C51具有兩個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源，便于對車流量進行定時中斷檢測。32根I/O線，使其具有足夠的I/O口驅動數(shù)碼管及交通燈。外部存貯器尋址范圍ROM、RAM64K，便于系統(tǒng)擴展。其T0，T1口可以對外部脈沖進行實時計數(shù)操作，故可以方便實現(xiàn)車流量檢測信號的輸入8。最后選擇AT89C51單片機作為主控制器。2.3顯示方案選擇查閱了各種資料，在顯示方案的選擇上面有三種方案可以選擇：

49、完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字符，無法勝任題目(tm)要求。 完全采用點陣式LED顯示(xinsh)。這種方案功能強大，可以(ky)顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但是軟件設計復雜，難以實現(xiàn)。 采用數(shù)碼管與點陣LED相結合的方法，倒計時可以用數(shù)字輸出，而且有狀態(tài)燈輸出等，方便觀看并考慮到實時狀況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時間及狀態(tài)信息。綜合以上考慮，最終選擇了第三種方案。在顯示模塊上面，本設計中主要采用液晶顯示屏，液晶顯示有著體積小、微功耗、顯示內容豐富、超薄輕巧以及顯示內容豐富的優(yōu)點,目前主要廣泛應用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)。2.4車流量檢測車輛檢測器，更標準的稱

50、謂應該是：交通信息檢測器。車輛檢測器是用來實時采集通過檢測點的車輛有關交通信息的設備，主要是通過數(shù)據(jù)采集和設備監(jiān)視等方式，向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù)，是監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。按檢測技術方法分為感應線圈檢測、視頻檢測、微波檢測、氣壓管檢測、超聲波檢測、磁映像檢測、紅外檢測、激光檢測等；在國內大中型城市，智能交通系統(tǒng)都需要一種運行穩(wěn)定的交通信息檢測器。目前一般采用線圈檢測器或者是視頻檢測器。1線圈檢測器使用目前存在以下兩個問題：1）施工稍復雜，需要封路埋設線圈；2）維護量一般，線圈不易損壞，關鍵在于線圈施工選材；2視頻檢測器使用目前也存在以

51、下兩個問題：1）投資成本較高，檢測精度不高；2）大雨、大霧、夜晚檢測精度大幅下降；結合目前檢測技術的成熟程度，論文中選擇的是線圈檢測方式。2.4.1環(huán)形線圈檢測環(huán)形地埋感應線圈是基于電磁感應原理的車輛檢測器，是一個埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈，一般為2米1.5米。當車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上，車輛自身鐵質切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變化量就可以檢測出車輛的存在。環(huán)形線圈檢測車流量在可行性上得到(d do)了充分的肯定。1環(huán)形線圈檢測方式(fngsh)是目前應用最廣泛、準確率最高的檢測方式。2環(huán)形線圈檢測(jin c)是基于電磁感應的原理的檢

52、測方式，受環(huán)境影響小。3由自身安裝條件、維護要求決定，感應線圈檢測器適用于高速公路、橋梁、隧道等的交通檢測。作為傳統(tǒng)的固定式交通信息檢測設備，目前感應線圈檢測器已廣泛應用于交通信息采集系統(tǒng)，如ITS系統(tǒng)的交通信號協(xié)調控制系統(tǒng)、道口收費系統(tǒng)、停車場管理、車輛計數(shù)等。感應線圈檢測以其高可靠性、高性價比、使用方便的優(yōu)點在未來較長時期會繼續(xù)使用。隨著科技的進步，感應線圈檢測的應用領域一定會更廣泛。2.4.2 檢測方案的優(yōu)缺點1檢測方式的優(yōu)點：測速精度和交通量計數(shù)精度較高；穩(wěn)定性好，可在一定時期保持較高的檢測精度，故障率低；不受氣象和交通環(huán)境變化的影響，抗干擾能力強；成本低、安裝方便。2檢測方式的缺點：

53、每條車道下面都必須埋設線圈，對路面有一定的破壞作用，影響路面壽命；長期使用后線圈易受損損壞，維護時要封閉交通、挖開路面馬路，這直接影響交通狀況，導致成本升高，維護的工作量也很大；路面進行維修時經(jīng)常出現(xiàn)挖斷檢測棒的情況，對道路的維修造成了很大的影響。由于是利用感應線圈來檢測車流量，當車流量很大、車量之間的間距很小時，檢測的精確度會大幅度降低；2.4.3工作原理環(huán)形線圈車輛檢測器的工作原理是：埋設在道路下面的環(huán)形線圈電感元件與檢測器內的電容及附加電路組成電容三點式振蕩電路。車輛通過時對檢測器最直接的作用的是引起整個回路的總電感變化，其中包括兩個部分，一部分是環(huán)形線圈的自感，另一部分是環(huán)形線圈與車輛

54、金屬底盤之間的互感。具體地說是當車輛經(jīng)過埋有環(huán)形線圈的道路上方時，根據(jù)電磁感應原理和楞次定理，車體的金屬底盤產(chǎn)生自成閉合回路的感應渦流，這個渦流又產(chǎn)生了與原閉合回路中磁場相反的新磁場，導致線圈的總電感量減小，但是，車輛底盤作為金屬導體通過擁有環(huán)形線圈的道路上方時能夠增加線圈周圍空間的導磁率，是環(huán)形線圈的電感量又有增加的趨勢。所以，在車輛通過環(huán)形線圈時，對環(huán)形線圈電感量同時具有增大和減小的作用。一輛車，無論它的形狀有多么復雜，當它通過環(huán)形線圈時，在底盤中引起渦流是必然的，渦流對環(huán)興地埋線圈的影響也是必然的10。具體流程(lichng)大概如下圖所示：感應線圈LC振蕩器放大器濾波電路整形電路單片機

55、控制執(zhí)行圖2.2 車流量檢測(jin c)流程圖感應(gnyng)線圈感應到車輛切割磁通線引起線圈回路電感量的變化，判斷出車輛的存在，產(chǎn)生正弦波振蕩，數(shù)據(jù)放大器是數(shù)據(jù)采集、精密測量以及工業(yè)自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要要求是高增益、高輸入阻抗和高共模抑制比。整形電路采用過零比較器對輸入正弦波整形，可得到上升沿和下降沿都比較理想的矩形波信號。對電路輸出矩形波的頻率進行計數(shù)采用的是51單片機。第三章 系統(tǒng)(xtng)設計3.1硬件(yn jin)設計系統(tǒng)的硬件由電源模塊，按鍵(n jin)模塊，交通燈模塊，顯示模塊和主控制器等組成。3.1.1復位電路 復位電路是用來確保單片機系統(tǒng)中電路工作的

56、穩(wěn)定和可靠，是不可缺少的一部分，它的首要功能是上電復位。普通的單片機電路正常工作需要的電源為5V5%，即4.755.25V。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。目前為止，一般，單片機的復位電路有四種類型：1.看門狗型復位電路；2.比較器型復位電路；3.積分型復位電路；4.微分型復位電路。該設計中，在第9腳引出一個10uF的電容和一個1K的電阻接+5V的電源組成一個復位電路。reset10KR191KR20S8RESET10uFC5VCC圖3.1 復位(f w

57、i)電路3.1.2時鐘(shzhng)電路時鐘電路可以(ky)簡單定義如下：1.就是產(chǎn)生象時鐘一樣準確的振蕩電路。2.任何工作都按時間順序，用于產(chǎn)生這個時間的電路就是時鐘電路。時鐘電路一般由12M的晶體振蕩器、晶震控制芯片和30PF電容組成。 時鐘電路應用十分廣泛，如電腦的時鐘電路、電子表的時鐘電路以及MP3MP4的時鐘電路。該設計中，+5V電源由39腳引入，第19腳接地，第17腳和第18腳間由12MHz的晶振及兩個20pF的無極性電路組成一個時鐘振蕩電路。C233pC333pY18MGNDT1T2圖3.2 時鐘電路3.1.3系統(tǒng)(xtng)原理圖根據(jù)系統(tǒng)設計要求，結合各單元電路(dinl)，

58、得到的系統(tǒng)原理圖見附錄(fl)A。3.1.4模塊說明1.電源模塊電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為專用集成電路（ASIC）、數(shù)字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負載提供供電。該設計的電源模塊由USB直接供電5V。S10SW-PB112210uFC10A1K2D131KR29VCC+123-4usb1USB圖3.3 電源模塊2.按鍵模塊 設計中按鍵模塊主要是遇到特殊情況時，用來對交通燈進行觸發(fā)事件，達到智能控制現(xiàn)場交通情況的作用。開關連接單片機的14、15、16腳，構成整個系統(tǒng)的按鍵模塊事件，以及帶拔碼開關，按

59、下POWER鍵，則系統(tǒng)導通，開始工作，該按鍵模塊均接了上拉電阻，保證了按鍵模塊的穩(wěn)定性。S1SW-PBS3SW-PBS2SW-PBR4RES2R3R2RES2VCCKEY1KEY2KEY3圖3.4按鍵子模塊3.顯示模塊該設計是由二位一體的數(shù)碼管構成顯示模塊。實際顯示交通燈的時間，并及時作出相應的相應，數(shù)碼管是由74HC373驅動，其OE直接接地。始終(shzhng)不鎖存數(shù)據(jù)。顯示(xinsh)模塊所要的數(shù)字信號從STC12C5A60S2的P0.0-P0.7口引出，分別對應的接LCD1602的D0-D7端口，完成數(shù)據(jù)傳輸，顯示(xinsh)模塊的控制引腳RS、PR、E分別接到STC12C5A6

60、0S2的P3.5、P3.6、P3.7口，以實現(xiàn)微處理器對液晶顯示模塊的控制。12345678910JP212345678910JP3P20P21圖3.5 顯示模塊4.交通燈模塊由4組不同的LED燈以及220歐姆的限流電阻組成，很逼真的模擬出十字路口的交通燈狀況，并配合數(shù)碼管和按鍵作出相應的響應。P12P11R8RESR9RESR10RESR5RESR6RESR7RESR14RE2R15RESR16RESR13RESR12RESR11RESD4LEDD5LEDD6LEDD1LEDD2LEDD3LEDD10LEDD11LEDD12LEDD9LEDD8LEDD7LED+5VP13P14P15P15P