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單片機智能交通燈論文

時間:2023-07-04 11:41:11 其他類論文 我要投稿

單片機智能交通燈論文

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單片機智能交通燈論文

  摘要:本設(shè)計的目的在于設(shè)計出一個具有實用價值的、性價比較高的智能交通燈的控制系統(tǒng)。在對目前交通控制進行深入分析的基礎(chǔ)上,采用檢測傳感、實時調(diào)整智能化控制的實現(xiàn)技術(shù)。系統(tǒng)包括直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能,能夠根據(jù)十字路口雙車道車流量的情況控制交通信號燈按特定的規(guī)律變化。實現(xiàn)自動控制和在緊急情況下能夠手動切換信號燈讓特殊車輛優(yōu)先通行等。

  關(guān)鍵詞:單片機;智能交通燈;AT89C52;傳感器

  1單片機介紹

  1.1單片機的含義

  單片微型計算機簡稱單片機,又稱微控制器,嵌入式微控制器等,屬于第四代電子計算機。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器/計數(shù)器集成在一塊芯片上,適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。

  AT89C52系列單片機,40個引腳中,正電源和地線兩根,外置石英振蕩器的時鐘線兩根,4組8位共32個I/O口,其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起,特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。

  1.2單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求

  本設(shè)計能模擬基本的交通控制系統(tǒng),用紅綠黃燈表示禁行,通行和等待的信號發(fā)生,還能進行倒計時顯示,車流量檢測及調(diào)整,交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。

  ⑴倒計時顯示。倒計時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。

 、栖嚵髁繖z測及調(diào)整。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的蓬勃發(fā)展,交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴重,交通事故時有發(fā)生。一般車流量檢測器采用傳感器+單片機+外圍器件來實現(xiàn)。

 、菚r間手動設(shè)置。除系統(tǒng)根據(jù)車流量自動控制調(diào)整,也可以通過鍵盤進行手動設(shè)置,增加了人為的可控性,避免自動故障和意外發(fā)生,并再緊急狀態(tài)下,可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。

 、染o急處理。交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免,如特大事件發(fā)生,救護車等急行車通過等,時時刻刻關(guān)系著公共財產(chǎn)安全,我們都必須盡量允許其暢通無阻。由此在交通控制中增設(shè)禁停按鍵,就可達到想此目的。

  ⑸違規(guī)檢測。交通規(guī)則必須人人遵守,但是違反規(guī)則,如闖紅燈等,也時有發(fā)生,交警等交通管理人員雖然可以進行實時監(jiān)管,但是耗費精力,在路口設(shè)置檢測傳感器就可以進行自動的警報提示

  2工作原理

  2.1車流量檢測傳感器

  車流量檢測傳感器可對單片機控制系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù),系統(tǒng)對所獲數(shù)據(jù)進行模糊處理。實現(xiàn)紅綠燈模糊控制必須解決對當前十字路口的交通狀況的檢測,并完成如下工作:

  ⑴輸入量的采集,系統(tǒng)采集兩個輸入量,即兩個方向的車流量;⑵輸出量的確認,即紅綠燈時間值;⑶設(shè)計將輸入映照到輸出的模糊規(guī)則;⑷決定被激活模糊規(guī)則的組合方式和清晰處理,生成精確的輸出控制信號。

  為了采集上述數(shù)據(jù),在十字路口的四側(cè)共設(shè)置2個傳感器。分別檢測兩個方向的車流量,車流量檢測不是最終目的,在每半個循環(huán)周期,系統(tǒng)會檢測到兩個方向的車流量數(shù)據(jù),除以時間,那么就可以得到單位時間的車流量,然后比較兩個方向單位時間車流量多少,以確定下一次循環(huán)紅綠燈時間,達到調(diào)整的目的。

  2.2違規(guī)檢測電路及模擬

  在紅燈和黃燈期間,車輛是禁行的,為了對那些違反規(guī)則的車輛進行檢測,可使用超聲波車輛傳感器。設(shè)計思想:將光敏二極管放在停車線上,當車輛行駛過將光敏二極管遮住,這樣,光敏二極管就不導(dǎo)通,單片機檢測到這一信號執(zhí)行警報操作。

  3系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計及調(diào)試

  3.1程序主體設(shè)計流程

  全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊:鍵盤設(shè)置處理程序,狀態(tài)燈控制程序,LED顯示程序,消抖動延時程序,次狀態(tài)判斷及處理程序,緊;蜻`規(guī)判斷程序,中斷服務(wù)子程序,車流量計數(shù)程序,紅綠燈時間調(diào)整程序等。

  3.2特殊車輛通行時紅外線檢測電路的調(diào)試

  在模擬小車中放一塊紅外線發(fā)射模塊,將示波器輸入端接在交通燈控制的紅外接收模塊的輸出引腳上,當小車通過路口時,檢測紅外線是否被接受。若該腳輸出為低電平,則說明可以接收到信號,電路正常。

  4系統(tǒng)分析

  本系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心,程序調(diào)試階段采用W78E516B進行在線編程及修改,可大大加快調(diào)試進度。設(shè)計的交通燈可用于十字路口的車輛及行人的交通管理,顯示采用3位7段數(shù)碼管,可以直觀的顯示紅綠燈的開放和關(guān)閉的時間;設(shè)計中應(yīng)用了兩種倒計時顯示方式,100s倒計時適用于車流量較大的城市,50s倒計時可用于中小城市;功能完整與效果與正式道口管理紅綠燈完全一致。

  交通控制研究的發(fā)展,旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題,局限于道路建設(shè)的暫時不足和交通工具的快速增長,就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源,避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓。交通燈控制在交通運輸領(lǐng)域有著非常重要的作用,本文完成了基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。由于使用的是單片機作為核心的控制元件,使得電路的可靠性比較高,功能也比較強大,而且可以隨時的更新系統(tǒng),進行不同狀態(tài)的組合。

  [參考文獻]

  [1]謝自美.《電子線路設(shè)計實驗測試》(第三版)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006年.

  [2]謝維成,楊加國,主編.《單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計》[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006年.

  [3]楊立,鄧振杰,荊淑霞.《微型計算機原理與接口技術(shù)》[M].中國鐵道出版社,2006年.

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