基于单片机的交通信号的设计(编辑修改稿)

基于单片机的交通信号的设计(编辑修改稿)内容摘要：

到，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应短些。 ，两车道应采用的措施，比如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。 基于传统信号灯控制系统的设计过于死板，红绿灯交替时间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出它的研究意义，它能根据道路交通拥挤，交叉路口经常出现的情况。 利用单片机控制技术， 提出了软件和硬件设计方案能够实现道路的最大通行效率。 3 第二 章 用 PLC 实现智能交通灯控制 控制系统的组成 车流量的计量 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器 (PLC)来实现。 当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。 本例选用 PLC 作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。 它具有高可靠性丰富的输入 /输出接口，并且具有较强的驱动能力。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 ,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的 指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便 [3]。 利用 PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠。 本设计例中 ,PLC 选用 FX2N64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。 信号灯的选择 :在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯 (箭头方向型 )。 车流量的计量 方式 车流量的计量有多种方式 : (1) 每股行车道的车流量通过 PLC 分别统计。 当车 辆进入路口经过第一个传感器使统计数加 1，经过第二个传感器 2 出路口时，使统计数减 1，其差值为该股车道上车辆的滞留量 (动态值 )，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。 如，将东西向的左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的 3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则 (不影响行车安全的多道相向行驶 )累加统计。 如，东、西相向的 2个左行、直行、右行道上的车辆的滞 留量全部相加， 4 再与南北向的总车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据 (下面的例子就是按此种方式 )。 以上计算判别全部由 PLC 完成。 可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。 图 1 交通灯控制器系统框图 程序流程与程序流程 程序流程 本例就上述所描述的车流量统计方式 ,就中的十字路口给出一例 PLC 自动调整红绿灯时长的程序流程图 ,其行车顺序与现实生活中执行的一样 [4]，只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达 一定值溢满时 (相当于比较严重的堵车 )，红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式。 (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时 (反之亦然 )，该方向的通行时间 =最小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间 (是变化的 )，但不大于允许的最大通行时间。 其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊。 最大通行时间是为了保障公平性，不能让其它的车或行人过分久等。 进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较 (本例的核心控制规律 )增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量 东西方向 LW 显示器 显示器 南北方向 NS 系统控制电路 车量检测 紧急控制开关 5 ≥南、北向一个 偏差量σ (如 30 辆车或其它值 )时，先让东、西向的左转弯车左行 15s(定时控制，值可改 )，再让直行车直行 30s(直行时间的最小值，值可改 )后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达最大通行时间而强制切换。 实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。 流程注释 (1) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用最小定时控 制，以减小系统的复杂程度，提高可靠性。 (2) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。 (3) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮 18s。 其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。 若人车分流，右转弯车辆不受限制。 较简单， 流程图略。 (4) 车流量的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。 车辆的存在与通过 的检测 (1) 感应线圈 (电感式传感器 ) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线 (特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋 )。 当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成虚线所形成的高频磁场。 当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。 当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。