基于单片机的交通灯控制系统开题报告

毕业论文（设计）开题报告论文题目：交通灯控制系统设计系部名称：信息工程系专业班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：2010年12月12日毕业论文（设计）开题报告一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写3000字左右的文献综述：文献综述一课题研究的背景及依据随着我国城市现代化进程的不断推进，交通问题成为影响我国社会经济发展的一个大问题，而城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号的控制。因此，国外一些发达国家把城市交通信号控制研究的重点放在城市交通干线和区域的控制上，可是控制效果并不明显。人们对十字路口交通信号的控制方法大致有如下两种方式：其一是建立城市交通流的数学模型，提出优化算法，但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，所以数学模型难以建立，控制策略中的最优目标也很难实现，且算法复杂、计算量大，实践证明控制效果不理想，实时性较差；二是根据模糊控制的方法，根据十字路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间，对交通灯的控制实现了一定的模糊化，但是在控制过程中相位转换的顺序不变，因而面对我国城市如此复杂的交通系统，难以保证其灵活性和实时性。因此，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统是当前的主要任务，以最大限度地减少了十字路口的车辆平均延误时间，提高了路口通行能力，从而达到缓解交通拥挤的目的。当前大量的信号灯电路正走向数字化、小功率、多样化和多值化方向发展以方便人、车、路三者关系的协调。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，随着社会的发展，城市规模的不断扩大，城市交通成为制约城市发展的一大因素，因此，有许多设计上作者为改善城市交通环境设计了许多方案，而大多数都为交通指挥灯，本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的。城市交通控制系统的发展是以城市交通控制技术为前导，与汽车工业并行发展的。在其各个发展阶段，由于交通的各种矛盾的不断出现，人们总是尽可能的把各个历史阶段当时最新科技成果应用到交通控制系统中来，从而促进了交通控制技术的不断发展。计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力，更是实现了一个城市或者更大领域，而非简单的一个路口交通控制系统。1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了对交通信号机网的配时方案自动选择式信号灯控制，而加拿大多伦多市于1964年完成了计算机控制信号灯的实用化，建立了一套有IBM650型计算机控制系统的城市。这是道路控制技术发展的里程碑。可以说在近百年的发展中，道路交通信号控制信号系统经历了手动到自动，从固定配时到灵活配时，从无感应控制到有感应控制，从单点控制到干线控制，从区域控制到网络控制的长远发展过程。二国内外研究现状及发展趋势当前世界广泛使用的最具代表性却有实施的城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT与SCOOTS交通控制系统和澳大利亚的SCATS系统。在信号机的发展过程中，自适应理论一直受到各研究机构的欢迎，比如上面所说的SCOOTS与SCATS系统。最近几年，国外仍偏向于引进自适应理论来对交通控制系统进行研制，特别是美国有十几个大学或研制机构正在研制自适应交通信号控制系统，具有代表性的有美国亚利桑那大学研制的RHODES.我国交通领域的发展起步比较晚，基本是从新中国建国之后，随着各方面的条件的成熟以及社会发展的要求，才建立及健全交通系统的。城市交通是一个高度综合而又复杂的问题，必须从政策，机构，体质，管理，收费价格，基础设施和投资各个方面同时入手解决。我国城市经济和社会的高速发展使得社会对交通的需求急剧增加，也对此提出了严峻的挑战。因此我国城市发展的规划，建设以及运行，在广泛借鉴和吸取国外先进经验的基础上应当建立并完善适合我国国情的城市交通系统。三课题研究的重要性交通控制研究的发展，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就要使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少适时调整和转移多条线路的分流也十分必要。交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。交通关系着人们对于财产，安全和时间的利益。具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们的出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位甚至是生命道路的延伸。单片机控制技术，是自动化控制中应用最为广泛的重要控制方法，是提高自动化控制水平和产品技术含量必备手段。单片机的大量应用，已经引发了自动控制领域的一场重大的革命。在当代自动化领域中，没有计算机、单片机的控制就是一种不完善的控制,因此研究和应用单片机控制技术，具有重要的实际意义。此外单片机具有其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等特点，在各个领域中都得到了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中都已取得了可喜的成果。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。由此可见，单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有利于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。更重要的意义在于单片机应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统软件技术为微机技术。是对传统控制技术的一次革命，是一种全新的概念。随着单片机应用的推广普及，微型控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。毕业论文（设计）开题报告二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）：本论文（设计）要研究或解决的问题：·系统软硬件总体方案的设计、优选、确定；·模拟交通信号灯的交替变换；·最大限度的提高交通的顺畅交替运行；·系统硬件设计与实现；·如何简单准确的进行车流量检测；·节省能源消耗；·系统软件设计；·系统软硬件综合调试；·编写设计说明书。本论文（设计）采用的研究手段和方法：本系统采用MSC-51系列单片机和可编程并行I／Ｏ接口芯片8255A为中心件来设计交通灯控制器，进行交通灯路口的管理。它用简单的硬件电路模拟交通灯信号灯的交替变换，实现红绿灯循环点亮。用LED数码管作为倒计时指示，通行指示灯采用发光二极管，LED显示动态扫描，以节省端口，特殊紧急车辆通行采用实时中断完成。本次设计中增加了车流量检测电路，车流量较大时可通过模糊控制结果来改变十字路口的各个方向的通车时间，使交通更顺畅，减少堵塞。运用模糊控制法来自动调整红绿灯时间，实是的控制当前交通灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通的顺畅交替运行，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，节省能源消耗。毕业论文（设计）开题报告指导教师意见：指导教师：2010年12月12日导师组审核意见：负责人：2010年月日系毕业论文领导小组审核意见：负责人：2010年月日