基于流量监测的智能交通灯控制系统设计,修改后

基于流量监测的智能交通灯控制系统设计摘要本文设计了可监测车流量的智能交通灯控制设计，通过对现有各种方案的分析，采用了红外对管来实现对车流量的监测，以单片机作为核心器件来控制电路各部分的工作。电路主要包括：单片机主控模块、车流量监测模块、红绿灯及倒计时显示模块等。本系统具有对监测的车流量进行分析，从而自动调节交通灯的时间，使十字路口车辆穿梭自如，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。经过对该系统进行实验测试，达到了监测车流量并自动调节交通灯时间的技术指标，基本达到了任务书的要求。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键词单片机车流量交通灯倒计时目录引言...........................................................................................................................................1第一章系统设计与原理图...........................................................................................21.1方案的设计思路...............................................................................................................21.2系统的硬件设计...............................................................................................................21.2.1交通灯的工作原理..........................................................................................................31.2.2交通灯的系统总框图......................................................................................................31.3中央控制器AT89C52及其外围电路的设计与分析.............................................31.3.1芯片AT89C52的性能及其常用参数的分析................................................................31.3.2单片机时钟电路的设计..................................................................................................51.3.3单片机复位电路的设计..................................................................................................61.3.4单片机复位后的状态分析..............................................................................................61.4车流量监测电路的分析与设计....................................................................................71.5显示电路的设计................................................................................................................8第二章系统软件设计...................................................................................................102.1系统程序设计流程图....................................................................................................102.2控制器的软件设计.........................................................................................................102.3监测和显示原理设计....................................................................................................12第三章调试与分析...........................................................................................................133.1系统调试与分析.............................................................................................................13总结.........................................................................................................................................14参考文献...........................................................................................................................15致谢.........................................................................................................................................16附录1系统总原理图.....................................................................................................17附录2系统整体PCB板图........................................................................................18附录3元器件清单..........................................................................................................19附录4源程序.....................................................................................................................20附录5实物图.....................................................................................................................28-1-引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行[1]。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯[2]。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果[3]。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。我们生活中常见的是，只显示灯和倒计时时间，且倒计时时间是不会改变的。若某一方向上车流量大，待红灯跳转到绿灯时，一部分的车辆经过了十字路口，还有一部分由于绿灯时间短而，不得再等下一个绿灯[4]。这样就带来了很大的不便，若该方向上的车流量一直很大，使等候的车辆就越来越多。尤其在大城市的主干道路上，若不解决这类问题，对城市的交通通行是一个严峻的考验。本文设计的可监测车流量的十字路口交通灯，可实现对东西车道的车流量进行监测并通过双位数码的功能，这样就提高了效率，缓解了车流量大的一支路，也减少了不必要的堵车现象。-2-第一章系统设计与原理图在本章中，我们将对可监测车流量的十字路口交通灯的设计进行分析，并给出它的特点，实现的功能以及系统的操作。1.1方案的设计思路东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行[5]。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯点亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间，表1-1为指示灯点亮的方案，设东西道比南北道的车流量大。表1-1指示灯点亮的方案时间60S5S80S5S……东西道红灯亮黄灯亮绿灯亮黄灯亮……南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮黄灯亮……表1-1说明：（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行；南北道为绿灯，此道车辆通过。时间为60秒。（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆红、绿灯的状态即将切换。（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过。时间为80秒。东西方向车流大通行时间长。（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。南北道为绿灯时，监测车流量电路开始工作，若东西道上等候车辆大于或等于50辆，那么东西的绿灯时间就增加10秒；南北道为红灯，监测车流量电路不工作。该系统主要由以下功能模块组成：电源电路、复位电路、车流量监测电路、交通灯初始值设置电路、显示电路等。该系统的