基于單片機的交通信號燈控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計-學(xué)位論文范文模板參考資料(編輯修改稿)
2025-01-12 09:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 車輛較少，放行時間應(yīng)短些。 ，兩車道應(yīng)采用的措施，比如，消防車執(zhí)行緊急任務(wù)通過時，兩車道的車都應(yīng)停止，讓緊急車通過。 基于傳統(tǒng)信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計過于死板，紅綠燈交替時間過于程式化的缺點，智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計就更顯示出它的研究意義，它能根據(jù)道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)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。 3 第二 章 用 PLC實現(xiàn)智能交通燈控制 控制系統(tǒng)的組成 車流量的計量 車輛的流量記數(shù)、交通燈的時長控制可由可編程控制器 (PLC)來實現(xiàn)。當(dāng)然，也可選用其他種類的計算機作為控制器。本例選用 PLC 作為控制器件是因為可編程控制器核心是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機。它具有高可靠性豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力 。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程 。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡單，安裝簡單，維修方便 [3]。 利用 PLC，可使上述描敘的各傳感器以及各道口的信號燈與之直接相連，非常方便可靠。 本設(shè)計例中 ,PLC 選用 FX2N64，其輸入端接收來自各個路口的車輛探測器測得的輸出標(biāo)準(zhǔn)電脈沖，輸出接十字路口的紅綠信號交通燈。信號燈的選擇 :在本例中選用紅、黃、綠發(fā)光二極管作為信號燈 (箭頭方向型 )。 車流量的計量 方式 車流量的計量有多種方式 : (1) 每股行車道的車流量通過 PLC 分別統(tǒng)計。當(dāng)車輛進(jìn)入路口經(jīng)過第一個傳感器使統(tǒng)計數(shù)加 1，經(jīng)過第二個傳感器 2 出路口時，使統(tǒng)計數(shù)減 1，其差值為該股車道上車輛的滯留量 (動 態(tài)值 )，可以與其他道的值進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時長的依據(jù)。 (2) 先統(tǒng)計每股車道上車輛的滯留量，然后按大方向原則累加統(tǒng)計。如，將東西向的左行、直行、右行道上的車輛的滯留量相加，再與其它的 3 個方向的車流量進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時長的依據(jù)。 (3) 統(tǒng)計每股車道上車輛的滯留量后按通行最大化原則 (不影響行車安全的多道相向行駛 )累加統(tǒng)計。如，東、西相向的 2個左行、直行、右行道上的車輛的滯留量全部相加， 4 再與南北向的總車流量進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時長的依據(jù) (下面的例子就是按此種方式 )。 以上計算判別 全部由 PLC完成?？梢园岩陨喜煌嬃颗袆e方式編成不同的子程序，方便調(diào)用。 圖 1交通燈控制器系統(tǒng)框圖 程序流程與程序流程 程序流程 本例就上述所描述的車流量統(tǒng)計方式 ,就中的十字路口給出一例 PLC 自動調(diào)整紅綠燈時長的程序流程圖 ,其行車順序與現(xiàn)實生活中執(zhí)行的一樣 [4]，只是時間長短不一樣。 (1) 當(dāng)各路口的車輛滯留量達(dá)一定值溢滿時 (相當(dāng)于比較嚴(yán)重的堵車 )，紅綠燈切換采用現(xiàn)有的常規(guī)定時控制方式 。 (2) 當(dāng)東、西向路口的車輛滯留量比南 、北向路口的大時 (反之亦然 )，該方向的通行時間 =最小通行定時時間＋自適應(yīng)滯環(huán)比較增加的延時時間 (是變化的 )，但不大于允許的最大通行時間。其中最小定時時間是為了避免紅綠燈切換過快之弊 。最大通行時間是為了保障公平性，不能讓其它的車或行人過分久等。進(jìn)一步的說明在后面的注釋中。 (3) 自適應(yīng)滯環(huán)比較 (本例的核心控制規(guī)律 )增加的時間的確定若東、西向車輛滯留量 東西方向 LW 顯示器 顯示器 南北方向 NS 系統(tǒng)控制電路 車量檢測 緊急控制開關(guān) 5 ≥南、北向一個 偏差量σ (如 30 輛車或其它值 )時，先讓東、西向的左轉(zhuǎn)彎車左行 15s(定時控制，值可改 )，再讓直行車直行 30s(直行時間的最小值，值可改 )后再加一段延時保持，直至東、西向的車輛滯留量比南、北向的車輛滯留量還要少一個偏差量σ，才結(jié)束該方向的通行，切換到其它路上，否則一直延時繼續(xù)通行下去，直至到達(dá)最大通行時間而強制切換。實際應(yīng)用時σ的值需整定，過小則導(dǎo)致紅綠燈切換過頻，過大又不能實現(xiàn)適時控制。 流程注釋 (1) 車輛左轉(zhuǎn)彎是造成交通堵塞很重要的一個方面，應(yīng)加以適當(dāng)限制，故車輛左轉(zhuǎn)彎始終采用最小定時控 制，以減小系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高可靠性。 (2) 車輛通行的時間中包含綠、黃燈閃爍的時間，紅、黃、綠各燈的切換與現(xiàn)用的方式相同，不再贅述。 (3) 人行道的紅綠燈接線與現(xiàn)用的方式相同，其綠燈點亮的時刻與該方向車輛直行綠燈點亮的時刻同步一致，但要較車輛直行綠燈提前熄滅，采用定時控制，如綠燈定時亮 18s。其目的是不讓右轉(zhuǎn)彎車輛過分受人行道燈的限制。若人車分流，右轉(zhuǎn)彎車輛不受限制。較簡單， 流程圖略 。 (4) 車流量的計量是不間斷的，與控制呈并行關(guān)系，該系統(tǒng)屬多任務(wù)處理，編程尤其應(yīng)注意。 車輛的存在與通過 的檢測 (1) 感應(yīng)線圈 (電感式傳感器 ) 電感式傳感器其主要部件是埋設(shè)在公路下十幾厘米深處的環(huán)狀絕緣電線 (特別適合新鋪道路，可用混凝土直接預(yù)埋，老路則需開挖再埋 )。當(dāng)有高
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