基于單片機(jī)的交通信號(hào)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-31 09:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到，車(chē)輛較多，放行時(shí)間應(yīng)該長(zhǎng)些；另一車(chē)道為副干道，車(chē)輛較少，放行時(shí)間應(yīng)短些。 ，兩車(chē)道應(yīng)采用的措施，比如，消防車(chē)執(zhí)行緊急任務(wù)通過(guò)時(shí)，兩車(chē)道的車(chē)都應(yīng)停止，讓緊急車(chē)通過(guò)。 基于傳統(tǒng)信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)于死板，紅綠燈交替時(shí)間過(guò)于程式化的缺點(diǎn)，智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)控制技術(shù)， 提出了軟件和硬件設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)道路的最大通行效率。 3 第二 章 用 PLC 實(shí)現(xiàn)智能交通燈控制 控制系統(tǒng)的組成 車(chē)流量的計(jì)量 車(chē)輛的流量記數(shù)、交通燈的時(shí)長(zhǎng)控制可由可編程控制器 (PLC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可選用其他種類(lèi)的計(jì)算機(jī)作為控制器。本例選用 PLC 作為控制器件是因?yàn)榭删幊炭刂破骱诵氖且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有高可靠性豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力 。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的 指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)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(hào)燈與之直接相連，非常方便可靠。 本設(shè)計(jì)例中 ,PLC 選用 FX2N64，其輸入端接收來(lái)自各個(gè)路口的車(chē)輛探測(cè)器測(cè)得的輸出標(biāo)準(zhǔn)電脈沖，輸出接十字路口的紅綠信號(hào)交通燈。信號(hào)燈的選擇 :在本例中選用紅、黃、綠發(fā)光二極管作為信號(hào)燈 (箭頭方向型 )。 車(chē)流量的計(jì)量 方式 車(chē)流量的計(jì)量有多種方式 : (1) 每股行車(chē)道的車(chē)流量通過(guò) PLC 分別統(tǒng)計(jì)。當(dāng)車(chē) 輛進(jìn)入路口經(jīng)過(guò)第一個(gè)傳感器使統(tǒng)計(jì)數(shù)加 1，經(jīng)過(guò)第二個(gè)傳感器 2 出路口時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)減 1，其差值為該股車(chē)道上車(chē)輛的滯留量 (動(dòng)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(shí)長(zhǎng)的依據(jù)。 (2) 先統(tǒng)計(jì)每股車(chē)道上車(chē)輛的滯留量，然后按大方向原則累加統(tǒng)計(jì)。如，將東西向的左行、直行、右行道上的車(chē)輛的滯留量相加，再與其它的 3個(gè)方向的車(chē)流量進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)的依據(jù)。 (3) 統(tǒng)計(jì)每股車(chē)道上車(chē)輛的滯留量后按通行最大化原則 (不影響行車(chē)安全的多道相向行駛 )累加統(tǒng)計(jì)。如，東、西相向的 2個(gè)左行、直行、右行道上的車(chē)輛的滯 留量全部相加， 4 再與南北向的總車(chē)流量進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)的依據(jù) (下面的例子就是按此種方式 )。 以上計(jì)算判別全部由 PLC 完成。可以把以上不同計(jì)量判別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(chē)流量統(tǒng)計(jì)方式 ,就中的十字路口給出一例 PLC 自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)的程序流程圖 ,其行車(chē)順序與現(xiàn)實(shí)生活中執(zhí)行的一樣 [4]，只是時(shí)間長(zhǎng)短不一樣。 (1) 當(dāng)各路口的車(chē)輛滯留量達(dá) 一定值溢滿(mǎn)時(shí) (相當(dāng)于比較嚴(yán)重的堵車(chē) )，紅綠燈切換采用現(xiàn)有的常規(guī)定時(shí)控制方式 。 (2) 當(dāng)東、西向路口的車(chē)輛滯留量比南、北向路口的大時(shí) (反之亦然 )，該方向的通行時(shí)間 =最小通行定時(shí)時(shí)間＋自適應(yīng)滯環(huán)比較增加的延時(shí)時(shí)間 (是變化的 )，但不大于允許的最大通行時(shí)間。其中最小定時(shí)時(shí)間是為了避免紅綠燈切換過(guò)快之弊 。最大通行時(shí)間是為了保障公平性，不能讓其它的車(chē)或行人過(guò)分久等。進(jìn)一步的說(shuō)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(shí)間的確定若東、西向車(chē)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(chē)量檢測(cè) 緊急控制開(kāi)關(guān) 5 ≥南、北向一個(gè) 偏差量σ (如 30 輛車(chē)或其它值 )時(shí)，先讓東、西向的左轉(zhuǎn)彎車(chē)左行 15s(定時(shí)控制，值可改 )，再讓直行車(chē)直行 30s(直行時(shí)間的最小值，值可改 )后再加一段延時(shí)保持，直至東、西向的車(chē)輛滯留量比南、北向的車(chē)輛滯留量還要少一個(gè)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(shí)繼續(xù)通行下去，直至到達(dá)最大通行時(shí)間而強(qiáng)制切換。實(shí)際應(yīng)用時(shí)σ的值需整定，過(guò)小則導(dǎo)致紅綠燈切換過(guò)頻，過(guò)大又不能實(shí)現(xiàn)適時(shí)控制。 流程注釋 (1) 車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎是造成交通堵塞很重要的一個(gè)方面，應(yīng)加以適當(dāng)限制，故車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎始終采用最小定時(shí)控 制，以減小系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高可靠性。 (2) 車(chē)輛通行的時(shí)間中包含綠、黃燈閃爍的時(shí)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(xiàn)與現(xiàn)用的方式相同，其綠燈點(diǎn)亮的時(shí)刻與該方向車(chē)輛直行綠燈點(diǎn)亮的時(shí)刻同步一致，但要較車(chē)輛直行綠燈提前熄滅，采用定時(shí)控制，如綠燈定時(shí)亮 18s。其目的是不讓右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛過(guò)分受人行道燈的限制。若人車(chē)分流，右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛不受限制。較簡(jiǎn)單， 流程圖略 。 (4) 車(chē)流量的計(jì)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(chē)輛的存在與通過(guò) 的檢測(cè) (1) 感應(yīng)線(xiàn)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(xiàn) (特別適合新鋪道路，可用混凝土直接預(yù)埋，老路則需開(kāi)挖再埋 )。當(dāng)有高頻電流通過(guò)電感時(shí)，公路面上就會(huì)形成虛線(xiàn)所形成的高頻磁場(chǎng)。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入這一高頻磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，汽車(chē)就會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線(xiàn)的電感開(kāi)始減少。當(dāng)汽車(chē)正好在該感應(yīng)線(xiàn)圈的正上方時(shí)，該感應(yīng)線(xiàn)圈的電感減到最小值
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1