交通信号控制机产品设计

基于单片机的交通灯控制系统研究

摘 要

近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的数量也在飞速增长，交通拥挤和阻塞的现象也频繁的出现。交通阻塞已经成为城市交通所迫切要解决的难题。而交通信号灯的出现对于解决这种问题产生了重要的意义。现在各个路口的路况都不是固定不变的，而是随着时间的变化而不断变化的，有些时候，可能还会发生各种意想不到的突发状况，所以设计出一个智能的交通控制系统意义深远。

交通信号灯的控制方式有很多，本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51和8255等来设计交通控制器，实现能根据实际车流量实时的改变红、黄、绿灯的持续时间，也可以手动的设置控制各方向红、黄、绿灯持续时间的智能交通控制系统。同时可以实现紧急情况处理，以及一路有车一路无车等特殊情况下的交通情况控制。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键词：交通灯,单片机,MSC-51,计时

I

基于单片机的交通灯控制系统研究

Abstract

In recent years, with the rapid economic development, the number of vehicle

很好

2008年11月

Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts

机电产品开发与创新

Vol．21,No．6·测试与控制Nov．,2008·

PLC控制交通信号灯的设计

刘刚，连智敏

（淮阴工学院机械工程系，江苏淮安223003）

摘要：就如何应用PLC实现十字路口交通信号灯自动控制的设计展开讨论，通过分析对交通信号灯的

控制要求，对PLC控制系统进行了软、硬件设计。同时将PLC的逻辑控制、数据运算、数据比较、数据传送通过程序有机的结合起来，既控制交通灯的变化，还有时间显示。

关键词：PLC；控制设计；时间显示中图分类号：TP21

文献标识码：A

文章编号：1002－6673（2008）06－165－02

0引言

交通灯的出现，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。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化，试用可编程控制器实现交通灯管制，以便使该系统简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度

第六章 交通信号控制理论基础

经过调查统计发现，将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。一般而言，交叉口的通行能力要低于路段的通行能力，因此如何利用交通信号控制保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行效率引起了人们的高度关注。 交通信号控制是指利用交通信号灯，对道路上运行的车辆和行人进行指挥。交通信号控制也可以描述为：以交通信号控制模型为基础，通过合理控制路口信号灯的灯色变化，以达到减少交通拥挤与堵塞、保证城市道路通畅和避免发生交通事故等目的。其中，交通信号控制模型是描述交通性能指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比和信号相位差），交通环境（车道饱和流量等），交通流状况（交通流量、车队离散性等）等因素变化的数学关系式，它是交通信号控制理论的研究对象，也是交通工程学科赖以生存和发展的基础。

本章主要针对建立交通信号控制模型所涉及到的基本概念、基本理论与基本方法，对交通信号控制的理论基础进行较为全面深入的阐述。

6．1交通信号控制的基本概念

城市道路平面交叉口是道路的集结点、交通流的疏散点，是实施交通信号控制的主要场所。根据交叉口的

课 程 设 计

课程名称 微机接口课程设计

题 目 交通灯实时控制系统设计

专 业 计算机应用 班 级 学 号 姓 名 成 绩 __________________ 指导教师

2012年6 月23日

1

课程设计任务书

设计题目：交通灯实时控制系统设计 设计目的：

1.巩固和加深课堂所学知识；

2.学习掌握计算机控制系统的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；

3.在TDN集成开发环境中实现对交通灯实时控制系统的设计与制作，综合运用8259、8253、8255芯片,深入了解与掌握利用可编程8255A进行控制的原理与方法。

设计任务：（在规定的时间内完成下列任务）

1．画出硬件原理图（接口芯片和外设部分、交通灯与路口对应关系）和实验连线图；

2．交通灯控制方式是四个路口轮流通行（无交叉点通行控制方式）；（步序见参考表B）； 各路口由允许通车到不允许通车黄灯闪烁5秒钟；

3．用2位7段LED数码管上显示路口当前通行时间的倒计

电气及自动化课程设计报告

题 目： 交通信号灯PLC控制系统设计

学生姓名： 学生学号：

年 级： 2014级 专 业： 自动化 班 级： 14自动化1班 指导教师：

机械与电气工程学院制

2017年5月

交通信号灯PLC控制系统设计

机械与电气工程学院自动化专业

1 前言

随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤，交通秩序混乱，出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府规划的一个重要问题。

通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的

武汉中科通达交通信号控制系统，是公司自行研发的实时自适用城市交通信号控制系统，经过近几年的实际应用和不断完善，取得了良好的效果和口碑，对改善湖北省的交通状况起到了积极的作用。目前我们的系统已经成功应用在武汉江夏、新洲、蔡甸、湖北枣阳、十堰、襄樊，咸宁等多个城市。

1.RTSC_1.0简易信号机

1.1适用范围：

适用范畴为两相位控制的过街请求，广泛的使用于超市、学校、医院等人流较多的非十字路口。该产品具有成本低、产品稳定可靠、操作简单、调试方便等特点。

1.2技术指标：

交流输入： 220(±20％)VAC，50±2HZ。

输入交流功耗≤50W (不包括信号灯功耗)。

额定电流：20A。

工作环境温度：－20℃～70℃

1.3功能特点：

两相位过街请求运行模式。

可运行黄闪、全红、全灭等降级模式。

操作简单，使用方便的上位机界面控制。

兼容3.0以上的信号机组网协议。

2.RTSC_1.1移动信号机

2.1适用范围：

是路口停电或者其他紧急情况下信号机的替代产品，该产品使用太阳能提供电源，续航能力达到72小时。另外，该产品具有两相位、四相位、黄闪等多种运行模式，完全满足目前十字路口信号灯车辆控制的需求。

2.2技术指标：

1

铜陵职业技术学院

毕业设计题目：十字路口智能控制系统 作者：徐立敏

班级：06级机电一体化（1）班 指导老师：陈圣涛

2009年3月6日

1

2

目录

前言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 第一章

车辆的存在与通过的检测。。。。。。。。。。。。。。。。。。 第二章

用PLC实现智能交通灯控制。。。。。。。。。。。。。。。。。 第三章

结束语。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

致谢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

作者简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

2

3

前言

据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。

智能控制

武汉理工大学《交通信号灯控制设计》课程设计说明书

交通信号灯控制器设计

1 方案设计意义及要求

1.1 方案设计意义

现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。

1.2 方案设计要求

运用模拟 电子技术和数字电子技术以及电路原理的相关知识设计出交通信号灯的控制电路，完成下列的要求：

1. 假设一路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯， 2. 然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯。

3. 过25s转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪烁5次，南北仍红灯。 4. 再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。

5. 过20s转状态4，南北绿灯灭，闪5次黄灯，东西仍是红灯。 6．最后循环至状态1，如此不断周期循环下去。

1.1选题的背景

1.1.1课题目的

通过对交通信号灯控制电路的设计、安装与调试，熟练掌握各种电子测量仪器、仪表的正确使用方法，熟悉掌握数字逻辑电路原理及各类型数字单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、整机电路统调技巧等方面知识；同时，通过对系统设计结果的理论分析，加强理论联系实际的工作能力，对加强数字逻辑电路原理与技术方法的掌握，得到全面的、系统的训练，为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。

1.1.2课题意义

在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。

2 总体方案

2.1系统任务

2.1.1 设计任务

设计一个十字路口交通信号灯控制系统，控制车辆安全快速的通过。 2.1.2 基本要求

为了确保车辆安全快

7 交通信号配时设计

1定时交通信号配时设计的内容与程序

1.1配时设计内容

单个交叉口定时交通信号配时设计内容应包括：确定多段式信号配时时段划分、配时时段内的设计交通量、初始试算周期时长和交通信号相位方案、信号周期时长、各相位信号配时绿信比、估评服务水平及绘制信号配时图。 1.2改建、治理交叉口配时设计程序示于图1.2。

确定多段式信号配时的时段划分

确定配时时段内各进口道各流向的设计交通量

确定各进口道车道渠化方案 确定信号相位方案 估算各相各类车道的设计饱和流量确定绿间隔时间(I) ?Sd?确定信号总损失时间(L) 各类车道设计交通量 ?qa?确定各相各类车道设计流量比(y)

计算各相最大设计流量比总和

否 Y≤0.9 是

计算最佳周期时间?C0?

计算总有效绿灯时间?Ge? 各相有效绿灯时间?ge? 各相绿信比???及显示绿灯时间g?各显示绿灯时间 满足最短绿灯时间 是 否 计算延误?D? 否 服务水平 满足要求 是 画出信号配时图 图 1.2 定时信号配时设计程序

1.3新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字交叉口，建议先按表1.3所列进口车道数与渠化方案选取初步试用方案；T形交叉口，建议先用三相位信