【正文】 通路口的車輛指揮工作是極為重要的一環(huán)，而疏導(dǎo)交通的主要工具 .交通信號燈的性能就更為重要。龍其在國際性大都市，擁擠的交通己經(jīng)造成了巨大的能源損失和環(huán)境污染，同時也給人們的生活帶來了巨大的困擾。 課題研究的目的意義 交通運(yùn)輸是城市功能活動的命脈，它直接影響社會經(jīng)濟(jì)與生活的各個方面。利用交通燈對車流進(jìn)行管理，無疑是最為便捷且最為行之有效的方法。 面對日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，想要僅僅依靠行政措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。從相關(guān)部門的事后查處的結(jié)果來看，造成這些現(xiàn)象其中的一個重要原因就是機(jī)動車駕駛員在交警視線外違法行駛的情況非常普遍，交通參與者的交通安全意識普遍偏低。特別是早晚行車流量高峰期，道路人流、車流量基本處于飽和或超飽和狀態(tài)，車輛行駛緩慢，加上小商販占道擺攤設(shè)點(diǎn)、車輛隨意停亂放，使得蠶食、侵占道路現(xiàn)象比較突出，而“行車難、停車難”已越來越成為中心城區(qū)內(nèi)的一種常態(tài)，是城市交通管理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。大多數(shù)人選擇汽車的初始動機(jī)主要是為了出行快捷和節(jié)省時間，然而由于交通堵塞所造成的出勤的低效率，往往使得人們的愿望與實(shí)際結(jié)果產(chǎn)生較大 的差異 。 在世界各大城市，交通堵塞尤為嚴(yán)重，盡管人們發(fā)明了紅綠燈，修建了立交橋，但是交通堵塞問題始終沒有解決，使之成為世界性的難題。 課題的背景 隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步以及人民生活水平的提高，上路的車輛越來越多，但相應(yīng)的公路設(shè)施卻沒有相應(yīng)的改善。 本課題通過深入地研究 PLC的硬件結(jié)構(gòu)與工作方式，成功地將 PLC與十字路口交通信號燈聯(lián)系起來，初步解決了交通擁堵問題。如何高效、快捷地出行，是關(guān)乎人們生產(chǎn)和日常生活的重要問題。無論是在古代還是現(xiàn)代，交通運(yùn)輸都具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。 交通問題是現(xiàn)代社會發(fā)展的一個重要表現(xiàn)，同時也是社會發(fā)展的重要依托。 PLC 以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制自動化裝置。由于其在最初功能上只可實(shí)現(xiàn)定時、計(jì)數(shù)以及邏輯控制等功能，故也被稱為可編程邏輯控制器，簡稱 PLC。根據(jù) PLC 的工作原理并結(jié)合城市交通的實(shí)際狀況，本文提出了以三菱公司生產(chǎn)的 FX2N128MT001型 PLC作為基本控制核心，安排了四個方向的直行、左轉(zhuǎn)紅黃綠燈，人行道紅綠燈以及倒計(jì)時數(shù)碼管的具體配置；設(shè)計(jì)完成了 PLC 的 I/O端口分配和控制程序；探索了基于紅外遙控的十字路口交通信號燈的無線強(qiáng)通控制方案并設(shè)計(jì) 了具體的硬件電路及軟件控制程序。 本文十字路口交通燈控制系統(tǒng)主要用于處理十字路口車輛及行人通過的問題，使其減少相互干擾，提高了十字路口的通行能力。 1 畢業(yè)論文 姓 名 ： 學(xué) 院 ： 機(jī) 電 與 汽 車 工 程 學(xué) 院 班 級 ： 自動化 1501 學(xué) 號 ： 指導(dǎo)教師 ： 機(jī)電與汽車工程學(xué)院 二○一七 年 五 月 2 目 錄 摘 要 ....................................................... Ⅰ Abstract ..................................................... Ⅱ 第 1 章 緒 論 ................................................ 1 引言 ................................................... 1 課題的背景 ............................................. 1 課題研究的目的意義 ..................................... 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢 ............................... 3 國外發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................... 3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................... 4 未來發(fā)展趨勢 ..................................... 4 課題研究的主要內(nèi)容 ...................................... 5 第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案與技術(shù)要求 ......................... 8 系統(tǒng)的基本要求 ......................................... 8 信號燈的基本構(gòu)成 .................................. 8 基本控制要求 ...................................... 9 PLC 的結(jié)構(gòu)及原理 ....................................... 12 PLC 的分類 ....................................... 12 PLC 的基本結(jié)構(gòu)及原理 ............................. 12 PLC 設(shè)計(jì)的基本原則 ............................... 13 PLC 的選用 ............................................. 14 本章小結(jié) .............................................. 15 第 3 章 信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................... 16 信號燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................ 16 工作時序圖 ....................................... 16 可編程控制器 I/O 端口 分配 ......................... 18 程序梯形圖 ....................................... 20 信號燈的 PLC 外部連線圖 ........................... 25 倒計(jì)時數(shù)碼管的設(shè)計(jì) .................................... 26 程序梯形圖 ....................................... 26 3 數(shù)碼管的 PLC 外部連線圖 ........................... 29 本章小結(jié) .............................................. 31 第 4 章 信號燈無線遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................... 32 信號燈無線遙控系統(tǒng)的原理 .............................. 32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理 ................................... 33 系統(tǒng)的組成 ....................................... 33 系統(tǒng)的工作方式 ................................... 35 器件選則 ......................................... 36 發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................ 36 按鍵系統(tǒng) ......................................... 36 時鐘電路 ......................................... 38 發(fā)射電路 ......................................... 38 接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................ 39 本章小結(jié) .............................................. 40 結(jié)論 .......................................................... 42 參考文獻(xiàn) ..................................................... 43 致謝 .......................................................... 46 附錄 .......................................................... 47 附錄 1 信號燈程序指令表 .................................... 47 附錄 2 數(shù)碼管顯示程序指令表 ................................ 49 附錄 3 紅外遙控程序 ........................................ 51 附錄 4 信號燈仿真程序 ...................................... 54 4 摘 要 隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步以及人民生活水平的提高，上路的車輛越來越多，但相應(yīng)的公路設(shè)施卻沒有相應(yīng)的改善，這就導(dǎo)致了城市交通擁堵問題突出，而且擁堵的地方多是十字路口等車輛匯集處。 如何改善交通燈控制系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為競相研究的課題，本文對該問題給予了深刻地研究。 本文總結(jié)了交通燈控制技術(shù)的發(fā)展，討論了基于 PLC 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可行性。 5 第 1 章 緒 論 引言 可編程控制器屬于微型計(jì)算機(jī)的一種，并且最早為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造。它具有 可靠性高，功能完善，抗干擾性好、結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，是一種專門用于工業(yè)環(huán)境及過程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)并且 主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，該裝置在功能及構(gòu)造上己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了早期的 PLC。交通運(yùn)輸是城市功能活動的命脈，它直接影響社會經(jīng)濟(jì)與生活的各個方面。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，交通問題己經(jīng)被許多國家和地區(qū)提上了日程。而與之相關(guān)的方 方面面也就自然而然地成為了人們所研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了基于 PLC的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)，對包括具體信號燈配置、硬件與軟件的設(shè)計(jì)在內(nèi)的控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了深刻研究，并且探索了手持式無線遙控裝置對于信號燈的控制。這就導(dǎo)致了城市交通擁堵問題突出，而且擁堵的地方多是十字路口等車輛匯集處。但城市中的交通堵塞狀況嚴(yán)重與否還是或多或少地反映出所在城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和所處的發(fā)展階段。 6 目前國內(nèi)城市人口密集區(qū)，機(jī)動車和非機(jī)動車數(shù)量訊速增長，嚴(yán)重匱乏且陳舊的道路交通設(shè)施、布局不盡合理的城市路網(wǎng)已經(jīng)不堪重負(fù)，這些都導(dǎo)致了城區(qū)交通擁堵頻繁、交通秩序混亂等問題。隨著城鎮(zhèn)人口不斷增長，機(jī)動車、非機(jī)動車擁有量還會逐年遞增，城市安全設(shè)施建設(shè)的滯后性凸顯，交通違法 事故、治安事件時有發(fā)生，城市安全防控已成為了整個社會所關(guān)注的焦點(diǎn)。隨意違法的問題也在很大程度上反映了我區(qū)交通秩序管理缺乏科技手段給予支撐的問題，這些都成為我區(qū)道路交通事故處在多發(fā)態(tài)勢的主要原因。解決交通問題還應(yīng)該利用科技力量對城市交通進(jìn)行有效的管理，如何對異常的交通擁堵等交通事件進(jìn)行有效的監(jiān)督管理 ，是城市實(shí)現(xiàn)智能交通時需要考慮的重點(diǎn)之一。眼下一個極為迫切的問題就是如何優(yōu)化目前的交通信號燈系統(tǒng)。在世界范圍內(nèi)，隨著人口密度高速增長，城市化的腳步不斷加快，交通問題日漸嚴(yán)重。在我國這個情況尤為突出。以往的交通燈大都采用繼電器或單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，雖然簡單可控成本低，但同時也存在著功能少，可靠性較差，維護(hù)量很大等缺點(diǎn)。該控制方式雖然簡單易行，但由于單片機(jī)工作穩(wěn)定性差、易受外界干擾、可實(shí)現(xiàn)功能少且聯(lián)網(wǎng)性差，己越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代化都市對于交通控制的需求。 PLC控制的信號燈的出現(xiàn)使得該問題迎刃而解。 PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制自動化裝置。 PLC對交通信號燈的控制，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源豐富，可實(shí)現(xiàn)精確控制，且具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，可以將相關(guān)路口統(tǒng)一調(diào)度管理。另外因?yàn)?PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，所以可以將同一條道路上的交通燈組成局域網(wǎng)進(jìn)行的統(tǒng)一調(diào)度管理，這樣就可以縮短車輛等候時間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。 也正是因?yàn)槿绱?，如何充分地利?PLC