【正文】 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號燈有條不紊工作的呢？交通信號燈控制方式很多，可以用電子電路來實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)編程控制來實(shí)現(xiàn)。有很多學(xué)者多年來一直探討舒緩這個難題(談不上解決)的方法。所以，出于這些問題本文采用合理的方案設(shè)計(jì)對十字路口交通燈進(jìn)行控制以及對路口的安全狀況的監(jiān)控。這樣必然產(chǎn)生如下弊端：當(dāng)某條道路的車流量很大卻要等待紅燈，而此時另一條空道或車流量相對少得多的道路卻依然按原定時間亮著綠燈，這種現(xiàn)象是未對道路的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控所造成的。因此，我們有必要尋求一種具有智能的交通控制系統(tǒng)。隨著我國人民生活水平的不斷提高，城市化的推進(jìn)與私家車數(shù)量的猛增，道路交通擁擠的問題日益突出，可以預(yù)見，智能交通控制系統(tǒng)將具有廣大的應(yīng)用前景。從而保證了車輛在城市道路各路口順暢通行以及安全。 單片機(jī)系統(tǒng)控制單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。使用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)采用MSC51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間。但是編程復(fù)雜，對環(huán)境的要求較高，出現(xiàn)故障時進(jìn)行調(diào)試不方便，可靠性不高。雖然這種系統(tǒng)也具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)容易、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但這種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是采用固定接線方式，接線多，靈活性差，工作頻率低，觸電易損壞，可靠性差。為與個人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在把可編程邏輯控制器簡稱為PLC?？删幊绦蚩刂破骺刂葡到y(tǒng)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。如果采用PLC作為十字路口交通燈控制系統(tǒng)作為控制核心，只需將程序下載到PLC內(nèi)即可。PLC適應(yīng)環(huán)境的能力非常強(qiáng)，抗干擾等方面能力都非常強(qiáng)大。 控制方案的確定可編程控制器控制技術(shù)與繼電接觸器控制技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)的異同點(diǎn)： 功能強(qiáng)，性能價格比高在實(shí)時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。PLC是可編程邏輯控制器，是用軟件來進(jìn)行邏輯控制的，而繼電器是用硬件結(jié)構(gòu)來控制的。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。而PLC的編程更比單片機(jī)通俗易懂。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。 編程方法簡單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖和單片機(jī)的電氣技術(shù)人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 維修工作量少，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。這些都是繼電器和單片機(jī)無法比擬的。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，可以減少大量費(fèi)用。目前大多品牌的PLC內(nèi)部均配有實(shí)時時鐘，通過編程控制可對信號燈實(shí)施全天候無人化管理。綜合以上優(yōu)點(diǎn)，所以，本設(shè)計(jì)采用可編程序控制器控制系統(tǒng)。，在東西南北兩個方向均安裝信號燈，兩個方向各6個燈，分為三個方向紅、黃、綠三種顏色。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北向主干道直行綠燈點(diǎn)亮3S后才允許點(diǎn)亮，然后接3S綠閃，其他時間為紅燈；同樣，東西人行道通行綠燈于東西向主干道直行綠燈點(diǎn)亮3S后才允許點(diǎn)亮，然后接3S綠閃，其它時間為紅燈。無急車時，按正常循環(huán)時序控制，有急車來時，將急車強(qiáng)通開關(guān)接通，不管原來信號狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮，直到急車通過為止，將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開，信號的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮3次。（2）急車強(qiáng)通信號只能響應(yīng)一路方向的來車，若兩個方向先后來急車，則響應(yīng)先來的一方，隨后再響應(yīng)另一方。 輸入點(diǎn)數(shù)分配序號輸入信號名稱電氣符號1啟動按鈕SB12停止按鈕SB23急車強(qiáng)通按鈕1SB34急車強(qiáng)通按鈕2SB4 輸出點(diǎn)數(shù)分配 序號輸出信號名稱電氣符號1南北左轉(zhuǎn)綠HL22南北左轉(zhuǎn)黃HL113南北左轉(zhuǎn)紅HL134東西左轉(zhuǎn)綠HL165東西左轉(zhuǎn)黃HL196東西左轉(zhuǎn)紅HL67南北直行綠HL98南北直行黃HL149南北直行紅HL310東西直行綠HL1811東西直行黃HL2212東西直行紅HL713南北右行綠HL1014南北右行黃HL2115南北右行紅HL416東西右行綠HL817東西右行黃HL1518東西右行紅HL1719南北人行綠HL1220南北人行紅HL521東西人行綠HL122東西人行紅HL20。在主機(jī)模塊中，常用的主機(jī)有CPU222，CPU224，CPU226三種。還需要擴(kuò)展16點(diǎn)數(shù)字量輸出。是使用的相對較多的S7200產(chǎn)品。和CPU224相比，CPU226增加了通訊口的數(shù)量，使得它的通信能力大大增強(qiáng)，可以用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或者中型控制系統(tǒng)。 CPU226端子連接圖 擴(kuò)展模塊的選擇S7200系列CPU提供一定數(shù)量的主機(jī)數(shù)字量I/O點(diǎn)，但在主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)不夠的情況下，就必須使用擴(kuò)展模塊的I/O點(diǎn)。需要擴(kuò)展6點(diǎn)輸出，EM222是8DC輸出，這樣擴(kuò)展一個EM222就滿足系統(tǒng)要求，且比較經(jīng)濟(jì)合理，所以，選擇EM222作為輸出擴(kuò)展模塊。上下兩部分其他8個端子均為數(shù)字量輸出端子。 CPU226與EM222的連接圖 I/O分配、優(yōu)先分配主機(jī)CPU226的地址，后分配擴(kuò)展模塊EM222（8輸出數(shù)字量模塊）的地址。 硬件電路圖本節(jié)簡單介紹了對道路十字路口的監(jiān)控，主要采用直接的攝像與錄象方式進(jìn)行監(jiān)控，之后將數(shù)據(jù)通過光纜傳回監(jiān)控中心進(jìn)行人工截取保存，以便對違章肇事事件進(jìn)行見證和查詢。它以用戶定義的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，通過使用相