基于单片机的交通灯设计 文献综述

基于单片机的交通灯设计 文献综述

毕业论文设计文献综述 题目:基于单片机的交通灯设计 学生姓名 : 赵龙飞 学 院 : 衡水学院 专 业 : 电子信息工程 年 级 : 2008级 学 号 : 200840513048 本专科 : 本科 指导教师 : 霍聪颖 衡水学院教务处印制 第 1 页 毕业论文设计文献综述论文设计题目 基于单片机的交通灯设计 指导教师 霍聪颖 研究方向 参考文献情况 国内7篇国外1 篇共计8篇 收集参考文献时间 2012年1月1日至2012年3月8日 一、文献综述 1.交通控制系统的发展 城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号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不断出现人们总是尽可能地把各个历史阶段当时的最新科技成果应用到交通自动控制中来从而促进了交通自动控制技术的不断发展。 早在1850年城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。世界上第一台交通自动信号灯的诞生拉开了城市交通控制的序幕1868年英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照明灯用来控制交叉路口马车的通行但一次煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。1914年及稍晚一些时候美国的克利夫兰、纽约和芝加哥才重新出现了交通信号灯它们采用电力驱动与现在意义上的信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯这是城市交通自动控制的起点。

20世纪30年代初美国最早开始用车辆感应式信号控制器之后是英国当时使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器。车辆感应控制器的特点是它能根据检测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短使绿灯时间更有效地被利用减少车辆在交叉口的时间延误比定时控制方式有更大的灵活性。车辆感应控制的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展。继气动橡皮管式检测器之后雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红外以及环形线圈等检测器相继问世。当今在城市道路交通自动控制、交通监测和交通数据采集系统中应用最广的是环形线圈车辆检测器。超声波检测器主要在日本等少数国家得到广泛应用。 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以一个城市或者更大地域而非简单的一个路口的交通总体控制系统。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由IBM650型计算机控制的交通信号协调控制系统成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市。这是道路交通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过程。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 第 2 页 瘫痪另外针对整个交通线路车辆的多少实时调整和转移多条线路的分流也十分必要。 2.国内外交通控制技术研究现状 当前世界各国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 。 在信号机的发展历程中自适应理论一直受到各研究机构的欢迎比如上面所述的SCOOTS和SCATS系统。最近几年国外仍偏向于引进自适应理论来对交通信号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控制系统的主要引用国外的交通控制系统。各级交通管理部门通过技术引进和自主创新在中国部分大中城市里摒弃旧有的控制方式一些先进的控制技术得到应用。虽然在整体规模和层次上与世界发达国家还有不少差距但部分领域技术水平已处于世界先进位置。目前我国交通控制系统已不单单是对交叉口信号灯进行控制而是集交叉口信号的控制和干线控

制以及现代城市高速公路交通控制于一体的混合型交通 实现区域信号控制和城市高速公路集成控制。 3.交通控制系统的发展方向 综合分析国内外先进的城市交通控制系统结合我国城市道路及交通的实际情况同时也对今后城市交通与道路建设的发展的前瞻性考量我国道路智能交通控制系统的发展模式应具有如下功能 1多模式化。首先从系统结构上吸收集中式SCOOT、分布式SCAT等智能交通系统的长处在控制范围内各个区域采用灵活可转换的系统结构使系统结构根据交通流的区域变化而改变。此外充分根据不同地区实时交通情况对路口能力最大、延迟时间最短等作为遴选不同系统的参考标准。 2智能化。随着信息技术的高度发展作为道路交通控制系统所承担的工作不仅仅是 对交通流的引导更承担了诸如为车辆提供道路交通信息的职能利用对车辆的 CPS 诱导使 道路通行更加顺畅。 3最优化。随着计算机技术和优化理论的发展模型算法的求解和交通模型的建立就有可能获得最优解并建立最佳模型。当我们建立整个交通路网的动态交通分配模型和整体优化模型并求最优解从而达到对路口的控制参数进行调整进而实现某个地域范围内对交通流进行动态协调控制就成为可行。 4规整化。任何控制系统都是立足于具体的道路和交通条件所以采用道路的方法和疏导交通流的方法对控制系统会有很大的参考作用。我国在建立完整的道路交通控制系统之前必须针对道

路状况和交通流做出若干种交通疏导预案和道路使用预案从而使交通和道路更加规整。 5通用性和模块化。根据计算科学的发展我国在制定和实施智能交通控制系统时必须在硬件设计和软件编程上采用通用化和模块化有利于将来的逐步升级和换代。 4.基于单片机的交通灯控制系统方案和主要研究内容 单片计算机是将电子计算机的基本环节如:CPU存储器总线输入输出接口等采 第 3 页 用集成电路技术集成在一片硅基片上。由于单片计算机体积很小仅手指般大小功能强控制功能强 大、指令简单等它还具有抗干扰性强、可靠性高、电磁辐射小、更新换代速度慢等优点因而广泛用于电子设备中作控制器之用。 基于整个交通控制系统的发展情况本设计主要进行如下方面的研究用智能、集成且功能强大的单片机芯片为控制中心设计出一套十字路口的交通控制系统以指挥该路口的实时通行状态。本设计中将采用8051系列单片机交通控制系统实现多时段多相位的交通控制目的。 8051单片机的交通灯控制系统由8051单片机、交通灯显示、车流量检测及调整、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。系统除基本交通灯功能外还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量多时段调整、多相位、交通异常状况判别及处理等相关功能。 本设计主要做了以下几方面的工作 1确定系统交通控制的总体设计包括十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的

各项功能。本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能还增加了倒计时显示提示等。基于实际情况又要求了对车流量多时段调整模拟功能多相位紧急状况处理和键盘可设置等强大功能。 2控制系统硬件电路设计包括 CPU、存储器、显示电路等模块的选择及连接大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 3软件系统的设计对于本系统拟采用单片机汇编语言编写目前已对单片机内部 结构和工作情况做了充足的研究了解定时器中断以及延时原理。 5.结论 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、体制、管理、收费价格、基础设施建设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。要保证高效安全的交通秩序除了制定一系列的交通规则还必须通过一定的科技手段加以实现。本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上运用实时调整智能化控制的实现技术拟将实时调整车辆通行时间的算法与单片机控制作用相结合提出多时段多相位控制的单片机交通控制系统来实现基本交通灯功能、倒计时显示、车流量多时段调整、多相位、急车强行通过、通行时间手动设置等功能实现多时段多相位控制的以AT89C51为基础的单片机交通控制系统。 第 4 页 二、主要参考文献 1 杨佩昆等编交通管理与控制M.北京人民文通出版社1992. 2 沈红卫单片机应用系统设计实例与分析M北

京航空航天大学出版社2OO0. 3 馀吉万等编城市文通的计算机控制和管理M北京测绘出版杜1985 4 张辉8051单片机控制交通信号灯的方法研究J邵阳师范高等专科学校学报200123518-20 5 汪建等编MCS-96 系列单片机原理及应用技术M武汉华中理工大学出版社1999. 6Rogic S Mackworth AK Ouellette FB. Evaluation of gene-finding programs on mammalian sequencesJ. Genome Res 2001 115 : 817-832. 7 边海龙孙永奎. 单片机开发与典型工程项目实例详解J.电子工业出版社200810143-160. 8 潘永雄.新编单片机原理与应用M.西安西安电子科技大学出版社200719-22. 三、指导教师对文献综述的评价 指导教师签名 年 月 日 说明查阅文献资料篇数按《衡水学院毕业论文设计撰写规范》执行。文献综述一般本科不少于1000字。 第 1 页

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