Labview交通燈設(shè)計(jì)

1、西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 1 頁(yè)/共 13 頁(yè)摘要隨著社會(huì)的發(fā)展社會(huì)節(jié)奏越來(lái)越快，人類(lèi)代步工具也越來(lái)越多，經(jīng)常發(fā)生交通擁堵和交通事故。在大城市人流量的增多更加增加了交通負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生交通事故。城市高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒(méi)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(diǎn)，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。因此，開(kāi)發(fā)一套能夠社會(huì)服務(wù)的交通燈控制器將是非常必要和及時(shí)的。有童謠“紅燈停，綠燈行，黃燈亮了等一等”由此可見(jiàn)交通信號(hào)燈對(duì)交通安全的重要性。實(shí)

2、現(xiàn)十字路口信號(hào)燈控制系統(tǒng)的方法有很多，可以通過(guò)可編程控制器 PLC、單片機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件等方案實(shí)現(xiàn)。但是這些控制方法的功能修改及調(diào)試都需要硬件電路的支持，在一定程度上增加了設(shè)計(jì)難度，提高了設(shè)計(jì)成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)測(cè)試和儀器控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)并推動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)量控制的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。 ”軟件就是儀器”已經(jīng)成為測(cè)試與測(cè)量技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。 我們?cè)O(shè)計(jì)了基于 labview8.6 的智能交通燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 3 種顏色燈的交替點(diǎn)亮，主要采用平鋪式順序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信號(hào)燈使信號(hào)燈順序閃亮，通過(guò)信息提示指揮車(chē)輛和行人安全通行，并能實(shí)時(shí)

3、監(jiān)測(cè)交通燈工作狀態(tài)。該系統(tǒng)不僅編程簡(jiǎn)單、靈活、具有較高的可靠性，而且成本低。關(guān)鍵詞：交通信號(hào)燈、labview8.6西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 2 頁(yè)/共 13 頁(yè)目錄1.緒論緒論.31.1 課題設(shè)計(jì)背景及目的.31.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及研究方案。.32 總設(shè)計(jì)方案總設(shè)計(jì)方案 .42.1.總流程圖.42.2 前面板設(shè)計(jì).42.3 程序框圖設(shè)計(jì).52.3.1 同一路口紅綠燈的順序計(jì).52.3.2 兩個(gè)路口的信號(hào)燈時(shí)間關(guān)系52.4 部分模塊介紹.62.4.1 順序結(jié)構(gòu).62.4.2WHILE循環(huán).72.4.3 已用時(shí)間 延遲時(shí)間 選擇.72.5 定時(shí)控制.83 程序及調(diào)程序及調(diào).93.1 總設(shè)計(jì)

4、框圖.93.2 調(diào)試.94 結(jié)論結(jié)論.12參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).13西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 3 頁(yè)/共 13 頁(yè)1.1.緒論緒論1.11.1 課題設(shè)計(jì)背景及目的課題設(shè)計(jì)背景及目的近年來(lái)，在快速城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下，城市交通迅速增長(zhǎng)，交通問(wèn)題成為困擾許多大城市發(fā)展的通病，已成為日趨嚴(yán)峻的國(guó)際性問(wèn)題。其中，十字路口則是造成交通堵塞的主要”瓶頸” 。世界發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極探索如何最大限度地發(fā)揮道路通行能力，盡量減少交通堵塞造成的各種損失。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使社會(huì)生活越來(lái)越好，機(jī)動(dòng)車(chē)輛已成為普遍的代步工具，交通負(fù)荷越來(lái)越重。交通信號(hào)燈成為了維護(hù)交通秩序的必備工具。交通信號(hào)燈的爭(zhēng)取使用有

5、效減小了交通擁堵維護(hù)交通順暢。 此次課設(shè)的目的是涉及交通信號(hào)燈。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中了解交通燈的顯示運(yùn)用已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)信號(hào)燈便于更好的掌握 labview 軟件的使用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也增強(qiáng)了加強(qiáng)交通安全的意識(shí)，遵守交通規(guī)則為自己的生命負(fù)責(zé)，也為維護(hù)交通秩序貢獻(xiàn)一份自己的力量。1.21.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及研究方案。設(shè)計(jì)內(nèi)容及研究方案。（1）采用 labview8.6 軟件。十字路口信號(hào)燈為紅、黃、綠總共 6 個(gè)。（2）信號(hào)燈采用倒計(jì)時(shí)模式。（3）采用順序結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的順序顯示。西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 4 頁(yè)/共 13 頁(yè)2 2 總設(shè)計(jì)方案總設(shè)計(jì)方案2.1.2.1.總流程圖總流程圖 全滅 南北綠

6、南北綠 南北黃 南北紅 東西紅 東西黃 東西綠 東西綠 N Y 圖 21 總流程圖2.2 前面板設(shè)計(jì) 1.十字路口兩組信號(hào)燈為紅、黃、綠三種燈?？偣残枰?6 個(gè)布爾控件。托布爾指示燈到前面板然后拖動(dòng)更改大小。通過(guò)屬性更改顏色。2.下圖為燈亮的圖示。循環(huán)開(kāi)始產(chǎn)生信號(hào)是否停止停止西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 5 頁(yè)/共 13 頁(yè)圖 22 前面板2.3 程序框圖設(shè)計(jì)程序框圖設(shè)計(jì)2.3.1 同一路口紅綠燈的順序控制同一路口紅綠燈的順序控制在 labview 環(huán)境下，由于順序框架的使用比較靈活，在編輯狀態(tài)時(shí)可以很容易的改變層疊式順序結(jié)構(gòu)各框架的順序。鑒于以上因素，該模塊主要通過(guò)順序結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的

7、交替點(diǎn)亮。而對(duì)于十字路口則需要采用兩個(gè)順序結(jié)構(gòu)，而每個(gè)順序結(jié)構(gòu)則需要三個(gè)幀，每個(gè)幀順序完成綠黃紅信號(hào)燈的亮與滅。2.3.2 兩個(gè)路口的信號(hào)燈時(shí)間關(guān)系兩個(gè)路口的信號(hào)燈時(shí)間關(guān)系路口一 綠燈 紅燈 黃燈 路口二 紅燈 黃燈 綠燈圖 2-3 兩個(gè)交叉路口的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系由上圖可知，采用順序結(jié)構(gòu)幀，可以順序執(zhí)行紅綠燈的轉(zhuǎn)換保障交通有序進(jìn)行，在十字路口處需設(shè)置兩組交通信號(hào)燈分別控制交叉口不同方向的交通。西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 6 頁(yè)/共 13 頁(yè)當(dāng)一個(gè)方向的紅燈亮?xí)r，其交叉方向?qū)?yīng)綠燈亮，過(guò)渡階段黃燈亮，反之亦然。由上圖可以看出兩個(gè)交由此對(duì)應(yīng)關(guān)系則很容易可以確定順序結(jié)構(gòu)各幀的順序。如下圖所示 圖

8、 2-4 順序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.42.4 部分模塊介紹部分模塊介紹本次設(shè)計(jì)采用順序結(jié)構(gòu)和 while 循環(huán)并用實(shí)現(xiàn)順序控制。2.4.1 順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 7 頁(yè)/共 13 頁(yè)2.4.2while 循環(huán)循環(huán)2.4.3 已用時(shí)間已用時(shí)間 延遲時(shí)間延遲時(shí)間 選擇選擇西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 8 頁(yè)/共 13 頁(yè)2.52.5 定時(shí)控制定時(shí)控制完成上述分析后，還需要對(duì)紅綠燈的定時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這里假設(shè)紅、綠、黃燈的持續(xù)時(shí)間分別設(shè)置為 40 秒 3 秒、43 秒。選擇執(zhí)行過(guò)程控制函數(shù)已用時(shí)間(Express VI)來(lái)進(jìn)行定時(shí)。時(shí)間延遲設(shè)為 1s。具體設(shè)計(jì)框圖如下圖所示

9、，當(dāng)定時(shí)時(shí)間未到設(shè)定值時(shí)，結(jié)束標(biāo)志為假，通過(guò)分枝結(jié)構(gòu)判斷，對(duì)應(yīng)信號(hào)燈亮當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，即已用時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，結(jié)束標(biāo)志為真，通過(guò)分支結(jié)構(gòu)判斷：對(duì)應(yīng)信號(hào)燈滅。為了便于下一次循環(huán)，整個(gè)結(jié)構(gòu)需放在 while 循環(huán)當(dāng)中。當(dāng)已用時(shí)間大于設(shè)定值時(shí)，跳出循環(huán)，轉(zhuǎn)入下一幀繼續(xù)執(zhí)行。路口一的綠燈定時(shí)設(shè)計(jì)程序如下圖 25 所示.其他信號(hào)燈與此設(shè)計(jì)類(lèi)似。西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 9 頁(yè)/共 13 頁(yè)圖 2-5 綠燈定時(shí)設(shè)置3 3 程序及調(diào)程序及調(diào)試3.13.1 總設(shè)計(jì)框圖總設(shè)計(jì)框圖3.23.2 調(diào)試調(diào)試完成程序框圖設(shè)計(jì)就需要調(diào)節(jié)前面板1) 初始化。實(shí)現(xiàn)將各信號(hào)燈置于關(guān)狀態(tài)，將各時(shí)間顯示清零（“編輯-重置初

10、始化默認(rèn)值”） 。西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 10 頁(yè)/共 13 頁(yè)2) 單擊連續(xù)運(yùn)行開(kāi)始調(diào)試。3.2.2 調(diào)試結(jié)果。圖 3-1 南北綠燈亮、東西紅燈亮西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 11 頁(yè)/共 13 頁(yè)圖 3-2 南北綠燈亮、東西黃燈亮圖 3-3 南北黃燈亮、東西綠燈亮圖 3-4 南北紅燈亮、東西綠燈亮西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）第 12 頁(yè)/共 13 頁(yè)4 4 結(jié)論結(jié)論此次設(shè)計(jì)以分組的方式進(jìn)行，我做的是十字路口交通燈系統(tǒng)。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論并且作業(yè)也是以實(shí)驗(yàn)的方式完成，所以對(duì) labview 軟件掌握的相對(duì)較為熟悉。通過(guò)對(duì) LabVIEW 進(jìn)行了幾天的摸索學(xué)習(xí)，我們終

11、于把課程設(shè)計(jì)做好了，并發(fā)現(xiàn) LabVIEW 很實(shí)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我基本學(xué)會(huì)了虛擬儀器設(shè)計(jì)的步聚和基本方法，提高了動(dòng)手能力，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，并且學(xué)會(huì)順序結(jié)構(gòu)與 while 的嵌套使用并應(yīng)用到實(shí)際中。由于時(shí)間有限只做了 6 個(gè)燈而沒(méi)有做 12 個(gè)燈，12 個(gè)燈與 6 個(gè)燈一樣只是需要繼續(xù)添加順序結(jié)構(gòu)而已，因此并沒(méi)有什么難度。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中，我真正的感受到了虛擬儀器的優(yōu)越性， “軟件即儀器” ，僅僅在 Labview 上寫(xiě)入一些圖形程序，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的儀器的功能，只需要借助一臺(tái)計(jì)算機(jī)，一個(gè) LabVIEW 軟件，就可以實(shí)現(xiàn)很多儀器的功能，真的很方便！課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了不少的問(wèn)題，但最終我終究還是戰(zhàn)勝困難，取得了成功，接到實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，我開(kāi)始構(gòu)思，翻閱相關(guān)書(shū)籍，請(qǐng)教同學(xué)，設(shè)計(jì)，調(diào)試。在這個(gè)過(guò)程中熟悉了 LABVIEW 的相關(guān)的基本操作，回憶了老師上課所講的內(nèi)容，鍛煉了自學(xué)的能力，明確了設(shè)計(jì)的基本步驟。同時(shí)我認(rèn)識(shí)到 labview的用處之大，之廣，還有很多值得學(xué)習(xí)