基于車流量的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、基于車流量的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要隨著現(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，不能伴隨車流量的改變而調(diào)整紅綠燈的顯示時間。本論文以金寨路與紫云路交叉口區(qū)域交通控制為研究對象，以交通工程基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前的單片機應(yīng)用技術(shù)，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at89c51單片機的交通燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)路口車流量變化而改變交通燈閃亮?xí)r間，達到智能控制交通的目的。該系統(tǒng)具有實用性強、操作簡單

2、、擴展性好等特點。 abstractwith increasing reliance on transportation in modern society,traffic lights have become an important part in pepoles daily lives. to some extent, traditional traffic control systems can meet the needs of the traffic junction, however, with the continuous expansion of city scale, th

3、e traditional traffic lights control systems have showed obvious shortcomings: a relatively fixed display time of traffic lights, which can not change as the different traffic flow at the crossing. in this thesis, according to basic traffic engineering theory, combined with current jinzhai road and

4、ziyun interstion, which does detai analysis and research on intelligent traffic lights control system. this article discusses traffic lights control systems based on at89c51 microcontroller, which can display different time of traffic lights in accordance with the actual traffic flow, and achieve th

5、e purpose of intelligent control of traffic.目 錄摘要iabstractii目錄1第1章 緒論11.1 交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展11.2 課題研究的背景11.3 課題研究的主要內(nèi)容21.4 課題研究方案21.5 課題研究的意義5第2章 單元電路設(shè)計62.1 單片機概述62.2 光電開關(guān)概述102.3 uln2003芯片簡介122.4 七段數(shù)碼管132.5 電源電路設(shè)計142.6 系統(tǒng)設(shè)計15第3章 程序設(shè)計173.1 軟件可靠性設(shè)計173.2 主程序流程圖183.3 中斷程序流程圖193.4 匯編程序設(shè)計19第4章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試244.1 系統(tǒng)仿真24

6、4.2 系統(tǒng)調(diào)試29第5章 pcb制作305.1 pcb布局規(guī)則設(shè)置305.2 pcb布線規(guī)則設(shè)置315.3 轉(zhuǎn)印325.4 蝕刻325.5 元器件的安裝與焊接33總結(jié)35參考文獻36致謝37附錄i 系統(tǒng)總的原理圖38附錄ii pcb頂層版圖39附錄iii pcb底層版圖40附錄iv 元器件清單41第1章 緒論1.1 交通燈控制系統(tǒng)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(zhuǎn)式方形玻璃提燈組

7、成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。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”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事

8、故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。1.2 課題研究的背景隨著城市機動車輛的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運行的情況。因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀

9、況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制。高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路。緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。目前，國內(nèi)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）車道放行車輛時，十字

10、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(dāng)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(nèi)，就出現(xiàn)了交通指揮盲點；（3）當(dāng)一路口車流量很大時，不能夠自動延長口的綠燈時間，導(dǎo)致在一個周期內(nèi)此路口的車輛不能完全通過。為了更好的解決上述問題，本系統(tǒng)利用傳感器檢測車流量狀態(tài)，用單片機at89c51對路口車流量進行統(tǒng)計，并執(zhí)行相應(yīng)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(shè)計具有結(jié)構(gòu)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(yīng)用前景。1.3 課題研究的主要內(nèi)容本課題研究的內(nèi)容有如下幾個方面：（1）基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)的工作原理。（2）基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)的