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交通灯论文写作参考(经典范文6篇)

来源:原创论文网 添加时间:2017-11-15

  随着人类社会的发展,汽车保有量不断增加,交通问题日益严重。传统的交通解决方案例如拓宽道路、加大路网密度、建立立体交通等越来越显示出其局限性,只有利用高科技手段才能改善日趋严重的交通问题,因此,智能交通的引进和发展成为交通发展的必然趋势。交通路口处交通灯的智能控制正是其中一个重要组成部分。希望你在阅读了以下交通灯论文后有收获。

交通灯

  范文第一篇

  题目:基于车流量的智能交通灯控制系统

  【摘要】随着经济的发展,城市规模不断扩大,机动车辆也在不断增加,交通超负荷运行的情况在许多大城市相继出现。为了保障安全高效的交通秩序,提高车辆通行效率,论文介绍一种基于车流量分析和研究的交通灯控制系统的设计与实现。该系统以MCS-51单片机为控制核心,利用超声波传感器对车流量进行实时检测,使通行时间随车流量状态而实时改变,实现了交通控制的智能化。

  【关键词】车流量;交通灯控制;单片机;智能化

  1引言

  城市规模的不断扩大,机动车辆的急速增加,交通超负荷等一系列问题让道路一再出现拥堵状况,而我国大部分城市仍然采用平均定时分配方式控制交通灯,虽然缓解了交通矛盾,但道路并没有被高效利用。

  本系统通过对道路上车流量实时检测,合理安排各个方向通行时间,有效改善了车辆拥堵状况,提高了通行效率,解决了交通堵塞问题,另外对减少能源消耗,降低环境污染程度也有一定的积极作用。

  2系统总体设计

  本系统是基于对现有交通控制系统深入分析和了解的基础上,运用超声波传感器检测、实时调整通行时间,进行智能化控制,其中将传感器监测、调整实时车辆通行算法与单片机控制相结合,提出了基于单片机的交通控制系统设计方案。

  总体设计框图如图1所示。

  直行方向和转弯方向运用超声波检测模块检测车流量,传递相应信号给接收单片机。AT89C51单片机作为该系统的检测与控制显示的核心。4组红黄绿三色的发光二极管构成其信号指示灯,并且每组都有一个2位八段的数码管构成了东西南北四个方向倒计时显示模块。

  根据检测到的车流量,51单片机会做出检测结果的输送,并且对数码管显示模块和红绿灯显示模块做出控制,以实现充分合理地设置通行时间。

  3关键技术

  3.1超声波传感器检测

  车辆超声波传感器检测车辆是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。我们设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为t,超声波在空气中的传播速度为c,则从传感器到目标物体的距离D可用下式求出:

  D=ct/2.

  在利用超声波传感器检测车辆时,实际是根据检测距离的时间差不同来判断有无车辆的,接收反射的超声波信号,并且计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度,提供车数量、道路占有率、速度和车型等实时信息。

  为了检测出车道上车的数量,超声波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体,超声波束在15度范围内投影形成一个分为32个十层面的椭圆形波束,(椭圆的宽度取决于仪器选择的工作方式),通过这种方式可检测出车量数具有两种基本的使用模式,分别是路边侧向模式和前方正向模式。

  路边侧向模式可以使用一台同时检测多至8条车道,并提供每条车道的交通信息。前方正向模式,用一台实时检测一条单一车道的交通情况。超声波传感器的检测精度高,且是一个全天候的车辆检测器。

  3.2红绿灯显示和倒计时显示

  3.2.1红绿灯显示

  颜色灯的显示是交通灯的最基本显示功能,每个路口都需要红、黄、绿色灯各一盏,东、西方向的两组同色灯是蝉联在一起,南、北方向的两组同色也是彼此互联。

  这6盏灯分别与单片机的P2.0-P2.2和P2.4-P2.6连接,如图4所示。D1、D2、D3代表东西方向的红、绿、黄灯;N1、N2、N3则代表南北方向的红、绿、黄灯。

  当东西方向显示为绿灯时,P2.1口输出为低电平,绿灯D2亮;同样,P2.5口也输出的是低电平,南北方向绿灯N2点亮。

  当东西方向显示为红灯时,P2.0口就会输出低电平,则红灯D1点亮;相对应,P2.5口也会输出低电平,南北方向的绿灯N2就点亮。

  而当东西方向为红灯最后5秒时,南北方向黄灯点亮,也是5秒倒计时,南北方向红灯最后5秒也类似,以此来提醒驾驶员注意红绿灯的转换。

  3.2.2倒计时显示

  电路LED(LightEmittingDiode)显示屏作为大型显示设备的一种,具有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。LED数码管的结构简单,分为七段和八段两种形式,也有共阳和共阴之分。

  以八段共阴管为例,它有8个发光二极管(比七段多一个发光二极管,用来显示sP,即点),每个发光二极管的阴极连在一起。

  这样,一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线,要想显示一个数值,就要分别对它们的高低电平加以控制。

  在本系统中,倒计时显示的主要功能就是让红、黄、绿灯的延时进行倒计时显示,给驾驶员进行提示。

  使用数码管作为显示设备,在各个路口都能明显看到,方便通行。

  3.3核心程序

  车流量检测程序是检范文测部分的核心,也是实现智能交通的关键手段。

  该程序通过超声波传感器对距离的检测,判断出数量的情况,与预定的情形进行简单算法得出交通状况,送给第三块单片机去完成显示,使得各方向的车辆可以计时通过十字路口。

  我们设定的是车辆很多为35s,车辆一般为25s,车辆较少为15s.

  下面是检测程序的核心部分:

  voidConut(unsignedcharj){time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;S=(long)(time*0.17);//算出来是CMif((S>=400)||flag==1)//超出测量范围显示“ERR0”

  {flag=0;disbuff[j]=1;}

  else{if(S<5)disbuff[j]=0;elsedisbuff[j]=1;}

  }

  经过以上算法之后,得到道路上车辆的具体情况,可以此来分配绿灯点亮的时间,且不会太长,避免了让红灯车道上的车辆等待太长时间,行人检测只要送一个中断处理即可。

  4结语

  通过实验,本系统能够根据道路上车流量的多少和行人的有无,合理安排各个方向通行时间,能够有效地改善道路车辆拥堵状况,解决交通堵塞等一系列问题。提高了道路通行效率,也减少了能源的消耗,降低了对环境的污染。同时本系统具有易操作、高效化、经济性等优点,市场应用前景广大。

  【参考文献】
  【1】万良生。单片机在城市智能交通灯控制中的应用[J].门窗,2014(09):23-24



 

  范文第二篇

  题目:基于PLC的交通灯控制

  摘要:PLC可编程序控制器是以微处理器为基础, 综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。并且, 因为具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点, 已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时, PLC本身还具有通讯联网功能, 将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理, 可缩短车辆通行等候时间, 实现科学化管理。本文选择三菱可编程控制器FX2N为核心部件, 着重进行硬件接口设计, 利用梯形图进行编程, 实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。

  关键词:PLC; 交通控制; 自动控制;

  引言

  传统的交通信号灯控制一般采用电子线路和继电器开展设计, 结构复杂, 可靠性低, 故障率高, 较难配增功能的变更。而可编程控制器 (PLC) 以微处理器为核心, 具有可靠性高, 控制功能强, 使用灵活方便等优点。特别是由PLC实现的控制系统, 普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计, 结构简单, 抗干扰能力强, 运行稳定可靠, 可方便地设置定时时间, 编程容易, 功能扩展方便, 修改灵活等, 并且有完善的自诊断和显示功能, 维修工作极为简单。由于PLC内部均配有实时时钟, 因此通过PLC控制可对交通灯实施全天无人化管理。另外因为PLC具有通信联网功能, 所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行统一调度管理, 可以缩短车辆等候时间, 实现科学化管理。

  1 交通灯系统设计

  信号灯受启动及停止按钮的控制, 当按下“启动”按钮时, 信号灯系统开始工作, 并周而复始地循环闪烁;当按下“停止”按钮时, 系统将停止在初始状态, 所有信号灯都熄灭。

  (1) 控制要求

  (1) 南北主干道:绿灯亮20 s, 绿灯闪3 s, 黄灯亮2 s, 红灯亮25 s;

  (2) 南北人行道:红灯亮30 s, 绿灯亮17 s, 绿灯闪3 s;

  (3) 东西主干道:红灯亮25 s, 绿灯亮20 s, 绿灯闪3 s, 黄灯亮2 s;

  (4) 东西人行道:绿灯亮17 s, 绿灯闪3 s, 红灯亮30 s。

  (2) 正常循环控制方式。交通灯变化顺序可表述如下 (单循环周期50 s) :

  (1) 南北向 (列) 和东西向 (行) 主干道均设有绿灯20 s, 绿灯闪亮3 s, 黄灯2 s和红灯25 s。当行驶在东西主干道时, 南北主干道为红灯, 此时东西主干道会按照绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮的顺序设定循环;当行驶于南北主干道时, 东西主干道为红灯, 此时南北主干道会按照绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮的顺序确定循环;

  (2) 南北和东西人行道都设有绿灯和红灯, 绿灯表示通行, 红灯表示禁行。其中, 南北方向人行道的绿灯是在其主干道绿灯亮了3 s之后才开始点亮, 17 s之后按照主干道的预定顺序循环闪烁;同理, 东西方向人行道的绿灯是在其主干道绿灯亮了3 s之后才开始点亮, 17 s之后按照主干道的排定顺序反复闪烁。

  (3) 急车强通控制方式

  (1) 急车强通信号受急车强通开关控制。无急车时, 按正常循环时序控制, 有急车来时, 将急车强通开关接通, 不管原来信号状态如何, 一律强制让急车来车方向的绿灯亮, 直到急车通过为止, 将急车强通开关断开, 信号的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮3次。随后按正常时序控制;

  (2) 急车强通信号只能响应一路方向的来车, 若2个方向先后驶来急车, 则响应先来的一方, 随后再响应另一方。

  2 硬件设计

  2.1 交通信号灯PLC的I/O的分配

  本系统共使用了6个输入端子, 10个输出端子。根据上述选型及控制要求, 编制PLC控制交通灯的I/O接口功能表, I/O的分配具体则见表1所示。

  表1 I/O分配表Tab.1 The I/O allocation table

  2.2 交通信号灯PLC控制硬件接线图

  根据上述选型及控制要求, 绘制PLC控制交通灯的电路接线原理图, 该模拟交通信号灯分为南北和东西两个方向, 分别由绿、黄、红三种颜色构成。其中, COM端为交通灯的公共端。PLC的外部接线图如图1所示。

  图1 PLC的外部接线图Fig.1 The external wiring diagram of PLC

  3 软件设计

  根据设计要求, 车道交通灯可以用并行序列来表示真实的工作情况。本次研究得到的交通信号灯控制系统的PLC状态转移图如图2所示。

  图2 系统的状态转移图Fig.2 The state transition diagram of the system

  4 系统检测与调试

  4.1 硬件调试

  硬件调试是利用基本的检测仪器仪表, 比如:万用表、示波器等, 检查用户硬件接线电路中存在的故障。

  PLC硬件调试是利用万用表, 并对照外部硬件接线图进行硬件检测, 其中每一接入电路元件各端的接线口也需整合电路检测处理, 元件本身也要经过万用表的周密检测, 确保每一接入电路中的元件都是可用的设备。研究中, 检测电路的结构设计如图3所示。

  图3 系统硬件检测图Fig.3 The test diagram of system hardware

  4.2 软件调试

  软件调试是根据控制要求编写PLC梯形图, 在确保接线电路无误的情况下, 将编写后的程序写入PLC中进行软件调试。出现错误之后, 用户修改PLC梯形图, 如此反复调试, 直到成功为止。

  5 结束语

  随着社会经济的发展, 城市交通问题引起了人们的高度重视与关注。传统的交通信号灯控制一般采用电子线路和继电器构建生成, 结构复杂, 可靠性低, 故障率高, 较难达到功能的变更。本文选择三菱可编程控制器FX2N为核心部件, 着重研究了硬件接口设计, 利用梯形图进行编程, 实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。PLC可编程序控制器是以微处理器为基础, 综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的学科门类成果集结设计发展而来的一种新型工业控制装置。而且, 因其具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点, 现已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。同时, 更多的研究则可见于将PLC应用于交通灯系统的探讨研发中。PLC本身还具有通讯联网功能, 将同一条道路上的信号灯组成局域网进行统一调度管理, 可缩短车辆通行等候时间, 实现科学化管理。

  参考文献
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  [2]廖常初.PLC基础及应用[M].2版.北京:机械工业出版社, 2006.
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