智能交通燈控制系統(tǒng)開題報告

1、涼科早地殺計打甌報告題目:基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計專題：院（系）:電氣與信息工程學院班級：自動化08-4姓名：李鑫學號：15指導教師：葉瑰旳黑龍江科技學院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題目基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計來源自擬題目K研究目的和意狡自從1858年英國人，發(fā)明了原始的機械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通 路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加，經(jīng)濟發(fā)展，汽車數(shù)童 急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對于交 通疏導，提高道路導通能力，減少交通事故有顯著的效果。近年來，隨若科技的飛速發(fā)展，電子器件

2、也隨之廣泛應用，其中單片機也不斷深入人民的生 活當中。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的 智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系 統(tǒng)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，有廣泛的應用前景。國內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏邑的指示燈。加上一個倒 計時的顯示計時器來控制行車。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實 際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點：1 兩車道的車輛輪流放行吋間相同且固定，在十 字路口，經(jīng)常一個車道為主千道，車輛較多，

3、放行時間應該長些：另一車道為副干道，車輛較少， 放行時間應該短些。2.沒有考慮緊急車通過時，兩車道應采取的措施，臂如，消防車執(zhí)行緊急任 務(wù)通過時，兩車道的車都應停止讓緊急車通過?；趥鹘y(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計過于死板，紅綠燈交替是間過于程式化的缺點.智能交通燈控 制系統(tǒng)的設(shè)計就更顯示出了它的研究意艾，它能根據(jù)道路交通擁護，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情 況。利用單片機控制技術(shù).提出了軟件和硬件設(shè)計方案，能夠?qū)崿F(xiàn)道路的最大通行效率。2、國內(nèi)外發(fā)展情況（文獻綜述）在今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和罠有效的手段。但這 一技術(shù)在19世紀就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以

4、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。它由紅綠兩邑旋轉(zhuǎn)式方形玻璃 提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷， 遂被取消。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邑圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座爲塔上。紅燈亮表示“停止綠燈亮表示“通行而中國最早的 馬路交通燈卻是誕生于1928年的上海英租界。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

5、化的電子定時監(jiān)控，交通信號燈在科學化、自動化上不斷地更新、發(fā)展 和完基。但是，隨著社會的不斷進步傳統(tǒng)的交通燈的缺陷也日益出現(xiàn)，其中設(shè)計過于死板，達 不到道路的最大通行效率是最明顯的問題，紅綠燈交替變換時間過于程式化。隨著我國經(jīng)濟的爲速發(fā)展，人們對各種交通車輛的需求董不斷增大，城市的交通擁護問題日 益嚴電，目祈，大部分城市的十字路口的交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查, 利用傳統(tǒng)的方法設(shè)計好紅綠燈的延時然而，實際上的車流量是不斷變化的，有的路口在不同的 時間段車流量的大小甚至有很大的差異，所以說，統(tǒng)計的方法己不能適應迅速發(fā)展的交通現(xiàn)狀。3、研究/設(shè)計的目標本設(shè)計的目的在于設(shè)計出一個

6、具有實用價值、性價比較高的智能交通燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)性 能較好，且穩(wěn)定性高，可實現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通自動控制和緊急情況下能夠手動切換信號燈讓特 殊車輛優(yōu)先通行。設(shè)計一種以AT89C51單片機為核心芯片，并外加輸入和輸出電路.由四部分組 成：車檢測電路，信號燈電路，時間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。在此交通燈系統(tǒng)中設(shè)計出最佳的 檢測車流量大小的硬件電路，并對其主要部分進行詳細分析，完成主電路和控制電路的設(shè)計，并 對智能交通燈的運行過程中存在的問題進行分析，得到可行性方案。4、設(shè)計方案（研究/設(shè)計方法、理論分析、計算、實驗方法和步探等）1、設(shè)計一個十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個交叉路

7、口的車輛交替 運行，兩個方向能根據(jù)車流董大小自動調(diào)節(jié)通行時間，車流董大，通行時間長，車流量小，通 行時間短。2、每次綠燈變紅燈時，要求黃燈先亮5S,才能變換運行車輛。3、東西方向、南北方向車道除了有紅.黃.綠燈指示外.毎一種燈亮的吋間都用數(shù)碼管顯示 器進行顯示（采用倒計時的方法）。4、考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開頭。針對道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況。我準備利用單片機控制技術(shù)來設(shè)計。 設(shè)計方案及兩點改進措施：1、根據(jù)各道路路口車流量的大小自動調(diào)節(jié)通行時間。2、考慮特殊車 輛通行情況，設(shè)計緊急切換開關(guān)。由于AT89C51單片機自單帶有2計數(shù)器，6個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。用

8、單片機設(shè)計 不但設(shè)計簡單.而且成本低，用其設(shè)計的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機設(shè)計交通燈,系統(tǒng)構(gòu)圖如圖1所示:圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，可畫出該控制器的原理框圖，為確保十字路口的交通安全，往往都釆用 交通燈自動控制系統(tǒng)來控制交通信號。其中紅燈（R）亮，表示禁止通行；黃燈（Y）亮表示暫停; 綠燈（G）亮表示允許通行。1）控制器的系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖2交通燈控制器系統(tǒng)框圖工作原理大家都明白，綠燈的放行吋間與車輛通過數(shù)量不成正比。比如說20秒內(nèi)每車道可以通過20輛車， 40秒內(nèi)每車道卻可以通過45輛車。因為這有一個是步的問題，還有一個黃燈等待問題。也就是說, 綠燈放行時間越長，單

9、位時間通過車輛的數(shù)量就越多。我們來計算一下，毎車道通行20秒內(nèi)可以 通過20輛車，一個紅綠燈循環(huán)是40秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一個循環(huán) 要兩次轉(zhuǎn)換），即一個紅綠黃燈循環(huán)要50秒.即50秒內(nèi)通行的車輛為40輛。通過一輛車的平均 時間是秒。如果每次車輛通行的時間改為40秒，40秒內(nèi)每車道可以通過45輛，一個紅綠燈循環(huán) 是80秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一個循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即一個紅綠黃燈 循環(huán)要90秒，即90秒內(nèi)通行的車輛為90輛。通過一輛車的平均時間只需1秒。顯然在車輛擁擠 的情況下綠燈的通行時間越長，單位時間內(nèi)通行的車輛越多，可以有效緩解車輛擁堵問題。當

10、然 綠燈時間也不可能無限長，要考慮到讓另一路口的等待時間不能過長。人們總是希望在交通燈前 等候的時間越短越好。所以筆者設(shè)定了綠燈通行時間的上限為40秒。在非擁擠時段綠燈的通行吋 間的下限為20秒，當交叉路口雙方車輛較少時通行吋間設(shè)為20秒，這樣可以大大縮短車輛在紅 燈面祈的等待時間。當交叉路口雙方車輛較多時通行時間設(shè)為40秒。5、方案的可行性分析通過對智能交通燈控制系統(tǒng)的工作原理學習，在所學的單片機原理及接口技術(shù)、傳感器技術(shù)， 自動控制原理，電力電子技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，對設(shè)計題目進行了詳細分析，將所要設(shè)計的交通 燈系統(tǒng)分為車檢測電路，信號燈電路，時間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)等幾個部分，并對每個小

11、電 路進行了可行性分析，因此該設(shè)計方案可行，能夠完成設(shè)計要求，達到預期目標。6、該設(shè)計的創(chuàng)新之處智能控制交通系統(tǒng)實現(xiàn)是目祈研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，但傳統(tǒng)的定吋交通燈控制 仍然在一些地方廣泛應用，那是車流量不大，而且交通道路相對好的地方，傳統(tǒng)的定吋交通燈控 制還是是到了一定的作用。但隨看社會的鬲速發(fā)展，城市化日益完善，車的數(shù)董必然增多，給交 通的壓力也增大，這時候，智能交通燈控制將會起到疏導交通，改善城市交通環(huán)境，推動城市化 日益完基！基于Proteus智能交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計上有兩個主要特點 一方面是本設(shè)計采用 模糊控制方法實現(xiàn)交通的控制，由于模糊控制不需要建立被控對象精確的數(shù)學模型

12、，特別適用于 隨機的.復雜的城市交通控制，因此以多變少為例子，在通行時間方面控制設(shè)置為20sT25sT40s T45sT20s為一個循環(huán)，根據(jù)車流量，合理分配了通行吋間。另一方面，設(shè)計應急轉(zhuǎn)換開關(guān)，考 慮緊急車通過時，譬如，急救車或消防車執(zhí)行緊急任務(wù)通過時，兩車道的車都應停止，讓緊急車 通過。實驗測試結(jié)果證明用本系統(tǒng)PIC單片機能完成交通燈控制過程，有效地疏導交通，提鬲了交 通路口的通行能力.該系統(tǒng)應用了單片機實現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、披件設(shè)計方法，實 驗證明該系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，能夠有效地疏導交通,提爲交通路口的通行能力.7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應用領(lǐng)域智能交通燈不僅保特了傳統(tǒng)

13、交通燈結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運行可靠等特性，而且釆用單片機控制，可根據(jù)車流量大小自行改變交通燈時間長短.以達到不同吋期對道路交通燈的不同要求， 還具有緊急控制開關(guān)，應對各種究發(fā)事件，制造成本降低，維護性和可靠性提高。因此，智能交 通燈可以首先在全國一二級城市運用，憑借其優(yōu)良的性能，將來可以全國推廣，為中國道路安全 及道路建設(shè)提供保障。8、時間進程第1周：開題第1-2周：收集相關(guān)資料第3周：閱讀資料，撰寫開題報告第4周：開題報告答辯9、參考文獻11陳大欽電子技術(shù)基砂實驗M.北京：鬲等教育出版社2004陳梓城電子技術(shù)實訓M北京：機械工業(yè)出版社2003吳黎明單片機原理及應用技術(shù)M北京：科學出版社200

14、34李學海標準80C51單片機基礎(chǔ)教程M北京:北京航空航天大學出版社2006劉樂善微型計算機接口技術(shù)及應用M.北京:華中科技大學出版社2004陳炳權(quán)曾慶六EDA技術(shù)實用教程M北京:湘潭大學出版社 20107910先鋒工作室.單片機程序?qū)嵗齅北京：清華大學出版社,2002.李伯成基于MCS-51單片機的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計M北京：電子工業(yè)出版社.2004.吳洪潭，肖艷萍，趙偉國單片機原理及應用系統(tǒng)設(shè)計M北京：國防工業(yè)出版社，2005.吳黎明，王桂棠，洪添勝，等.單片機原理及應用技術(shù)M北京：科學出版社,2005.11 韓克，柳秀山，等.電子技能與EDA技術(shù)M 廣州：暨南大學出版社,2004.12 周潤

15、景.張麗娜.基于P R 0 T E U S的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真M 北京：航空航天大學出版社，200613 沙占友，孟志永，王彥朋.單片機外國電路設(shè)計，電子工業(yè)出版社14 張齊，杜群貴.單片機應用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，電子工業(yè)出版社15 and magnet and brushless,DC motors Tokyo:,9616 Jong Sun position control of brushless DC motor with dead beat load torquetransaction on industrial512520?指字教師意見：教師簽字：年月日畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導小組意見：組長簽字：年月日填表說明：1、題目：為選定的題目，不要把專題寫入此項2、專題：如果有專題，填此項，如果沒有專題不填此項：3、院（系）：按二級院系填寫（如資源與環(huán)境工程學院或外語系）4、指導教師：如果有兩個以上的教師指導，可填老師A/老師B （兩位老師必須都為講師以上職 稱，否則只填具有講師以上職稱的老師）5、教師職稱：是指指導教師職稱，如果有兩個以上的教師指導，可填職稱A/職稱B,老師與職 稱一定要對應上，前后順序不能顛倒；6、題目來源：可填教師科研.假想等，具體參考“畢業(yè)設(shè)計（論文）題目匯總表”：