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长草的燕窝
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目录第一章 前言…………………………………………………………………………3第二章 单片机概述………………………………………………………………单片机的定义……………………………………………………………………单片机的发展方向………………………………………………………… 单片机的应用…………………………………………………………………… MCS-51简介………………………………………………………………………6第三章 单片机交通灯控制…………………………………………………………… 硬件电路……………………………………………………………………………芯片选用…………………………………………………………………………….2硬件电路图……………………………………………………73.1.3系统工作原理………………………………………………………………………软件设计……………………………………………………………….1 每秒钟的设定……………………………………………………….2 计数器初值计算……………………………………………………….3 综合计算……………………………………………………….4 设定一秒的方法……………………………………………………….5 程序设计……………………………………………………… 软件延时……………………………………………………… 时间及信号灯显示……………………………………………………… 程序………………………………………………………13第四章 总结……………………………………………………………………………12参考文献………………………………………………………………………………13致谢………………………………………………………………………………14第一章 前言城市交通是保持城市活力最主要的基础设施,是城市生活的动脉,制约着城市经济的发展。展望21世纪的城市交通事业,给我们提出了更高要求。发展多层次、立体化、智能化的交通体系,将是城市建设发展中普遍追求的目标。而发展大、中、低客运量相互匹配的多种形式相结合的客运交通工具,将是实现上述远景目标的一项重大技术决策措施。自改革开放以来,我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展7城市化进程在逐步加快,城市人口在急剧增加,大量流动人口涌进城市,人员出行和物资交流频繁,使城市交通面临着严峻的局势。当前,全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声。当今,红绿灯安装在各个交通要道上已经成为了缓解交通问题最常见、最根本、最有效的方法。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的效果。单片机是一种集成的微型计算机,与微处理器相比,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,它有唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统。红绿灯的控制有PLC控制,单片机控制等方法,随着近年来单片机控制交通灯技术的成熟,单片机给交通带来了很大的便利。第二章 单片机概述二十世纪七十年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段。1974年,美国研制出了世界第一台单片微型计算机F8,深受家用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视,从此拉开了研制单片机的序幕。单片机的定义所谓单片机,即把组成微型计算机的各个功能部件,如中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出接口电路(I/O口)、定时/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中,构成一个完整的微型计算机。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。与微处理器相比,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,它有唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统这是单片机最大的特征。现代单片机加上了中端单元、定时单元及A/D转换电路等更复杂、更完善的电路,使得单片机的功能越来越强大,应用更广泛。因此可以把单片机理解为一个单芯片形态的微控制器。单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机,它有唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统,加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠地运行的特点,因此单片机又称为嵌入式微控制器。单片机的发展方向单片机的发展趋势将是向着高性能化,大容量,小容量、低价格化及外围电路内装化等几个方面发展。(1)单片机的高性能化:主要是指进一步改进CPU的性能,加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性,并加强了位处理功能、中断和定时控制功能;采用流水线结构,指令以队列形式出现在CPU中,从而有很高的运算速度。(2)片内存储器大容量化:以往单片机的片内ROM为1到4KB,RAM为64到128B。因此在一些较复杂的应用系统中,存储器容量就显得不够,不得不外扩存储器。为了适应这种领域的要求,利用新工艺,将片内存储器的容量大幅度增加,不得不外扩存储器。为了适应这种领域的要求,利用新工艺,将片内存储器的容量大幅度增加,片内ROM可以达到12KB。(3)小容量、低价格化:与上述相反,小容量、低价格化的4位、8位单片机也是发展方向之一。这类单片机主要用于儿童玩具等较小规模的控制系统。(4)外围电路内装化:随着集成度的不断提高,有可能把众多的各种外围功能器件集成在片内。除了一般必须具备的CPU、RAM、ROM、定时/计数器等之外,片内集成的部件还有A/D、D/A转换器,DMA控制器,声音发生器,监视定时器,液晶显示驱动器,彩色电视机和录像机用的锁相电路等。(5)增强I/O接口功能:为了减少外部驱动芯片,进一步增加单片机并行口的驱动能力,现在有些单片机可直接输入大电流和高电压,以便直接驱动显示器。(6)加快I/O接口的传输速度:有些单片机设置了高速I/O接口,以便能以更快的速度触发外围设备,以更快的速度读取数据。单片机的应用单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分为如下几个:1.在计算机网络和通信领域中的应用;2.在工业控制中的营运;3.在家用电器中的应用;4.在智能仪器仪表上的应用;5.在医用设备领域的应用; MCS-51简介MCS-51系列单片机在结构上基本相同,只是在个别模块和功能上有些区别。MCS-51单片机是在一块芯片中集成了一个8位CPU、128B RAM、4KB ROM、两个16位定时/计数器、32个可编程I/O口和一个可编程的全双工串行接口、五个中断源、一个片内振荡器等。1.中央处理器(CPU):中央处理器是单片机的核心部分,是一个8位的中央处理单元,它对数据的处理是以字节为单位进行的,CPU主要由运算器、控制器和寄存器阵列组成。2.数据存储器(片内RAM):数据存储器用于存放变化的数据。在8051单片机中,通常把控制与管理寄存器(简称为“专用寄存器”)在逻辑上划分在片内RAM中,因为其地址与RAM是连续的。8051单片机数据存储器的地址空间为256个RAM单元,但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面128个,后128个被专用寄存器占用。3.程序存储器(片内ROM):程序存储器用于存放程序和固定不变的常数、表格等。通常采用只读存储器,且其有多种类型。4.定时/计数器:定时/计数器用于实现定时和计数功能。8051单片机共有两个16位定时/计数器,8052单片机共有三个16位定时/计数器。5.并行I/O口:8051单片机共有四个8位的并行I/O(P0、P1、P2、P3),每个口都由一个锁存器和一个驱动器组成。并行I/O口主要是用于实现与外部设备中数据的并行输入/输出,有些I/O口还具有其他功能。6.串行口:8051单片机有一个全双工异步串行口,用以实现单片机和其他具有相应接口的设备之间的异步串行数据传送。7.时钟电路:时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。8.中断系统:中断系统的主要作用是对外部或内部的中断请求进行管理与处理。8051单片机的中断系统可以满足一般控制应用的需要:共有五个中断源,其中有两个外部中断源INT0和INT1、三个内部中断源(两个定时/计数器中断和一个串行口中断);此外,8052单片机还增加了一个定时器2的中断源。第三章 交通灯单片机控制 硬件电路3,1.1芯片选用:选用设备8031单片机一片,8255并行通用接口芯片一片,74LS07,MAX692“看门狗”一片,共阴极的七段数码管两个,双向晶闸管若干,7805三端稳压电源一个,红、黄、绿交通灯各两个,开关键盘、连线若干。.2 硬件电路图:.3 系统工作原理:1.开关键盘输入交通灯初始时间,通过8051单片机P1输入到系统。2.由8051单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的数据口传送信息,由8255的PA口显示红、绿、黄等的燃亮情况;由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。通过设置各个信号等的燃亮时间,通过8031设置,绿、红时间分别为60秒,80秒循环由8051的P0口向8255的数据口输出。4.通过8051单片机的位来控制系统的工作或设置初值,当牌位0就对系统进行初始化,为1系统就开始工作。5.红灯倒计时时间,当有车辆闯红灯时,启动蜂鸣器进行报警,3S后恢复正常。6.增加每次绿灯时间车流量检测的功能,并且通过查询端口的电平是否为低,开关按下为低电平,双位数码管显示车流量,直到下一次绿灯时间重新记入。7.绿灯时间倒计时完毕,重新循环。 软件设计.1每秒钟的设定:利用MCS-51内部定时器材溢出中断来确定1秒的时间。.2 计数器初值计算:定时器工作时必须给计数器送计数器初值,这个值是送到TH和TL中的,他是以加法计数的,并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此,我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C和计数初值设定为TC,即:TC=M-C;式中,M为计数器模值,该值和计数器工作方式有关,在方式0时M为213;在方式1时M的值为216;在方式2和3时为28。.3 综合计算:T=(M-TC)T1 或者 TC=M-T/T1 式中T1是单片机时钟周期的12倍;TC为定时初值。这种方法在使用后悔超过计数器的最大定时间,所以再采用定时器和软件相结合的办法。.4 设定一秒的方法:我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使T0定时50毫秒,这样每当T0到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求,进入他的中断服务子程序,在中断子程序中,CPU先使软件计数器减1,然后判断它是否为零,为零表示1秒已到可以返回到输出时间显示程序。.5 程序设计:1.主程序:定时器定时50毫秒,故T0工作于方式1,初值:TC=M-T/T1=216-50ms/1us=3CBOHORG 1000HSTART:MOV TMOD, #01H; 令T0为定时器方式1MOV TH0, #3CH; 装入定时器初值MOV TL0, #BOH;MOV IE, #82H; 开T0中断SEBT TR0; 启动T0计数器MOV R0, #14H; 软件计数器赋初值LOOP: SJMP S; 等待中断2.中断服务子程序:ORG 000BHAJMP BRT0ORG 00BHBRT0:DJNZ R0,NEXT AJMP TIME; 跳转到时间及信号灯显示子程序DJNZ:MOV R0,#14H; 恢复R0值MOV TH0,#3CH; 重装入定时器初值MOV TL0,#BOH;MOV IE, # 软件延时MCS-51的工作频率为2-12MHZ,我们选用的8051单片机的工作频率为6MHX,机器周期与主频由关,机器周期是主频的12倍,所以一个机器周期的时间为12*(1/6M)=2us,我们可以知道具体每条指令的周期数,这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间。时间及信号灯显示当定时器定时为1秒时,程序跳转到时间显示及信号灯显示子程序,它将依次显示信号灯时间,同时一直显示信号灯的颜色,这时在返回定时子程序定时一秒,在显示黄灯的下一个时间,这样依次把所有的灯色的时间显示完后再重新给时间计数器赋初值,重新进入循环。由于发光二极管为共阳极接法,输出端口为低电平,对应的二极管发光,所以可以用复位方法点亮红,绿,黄发光二极管。 程序实现交通灯的交替控制及特殊情况(如急救车等)通过时 ,通过外中断实现:North_South_Red BIT BIT BIT BIT BIT BIT EQU 30H ;秒ORG 0000HJMP STARTORG 0003HJMP INIT0ORG 000BHJMP TIME0交通灯交替工作时,红绿黄交替点亮: 红灯亮33秒钟后绿灯亮27秒,然后闪烁3秒,最后黄灯点亮三秒 ,循环。TIME0:MOV TH0,#30HMOV TL0,#0B0HINC 31HMOV A,31HN: CJNE A,#20,EXIT ;判断是否到一秒MOV 31H,#0INC ScdMOV A,ScdCJNE A,#27,NEXT1 ;判断绿灯是否到27sSETB F0JMP EXITNEXT1: MOV A,ScdCJNE A,#30,NEXT2 ;判断绿灯是否亮30sCLR F0MOV P1,#0EEHJMP EXITNEXT2:MOV A,ScdCJNE A,#33,NEXT3MOV P1,#0F3H ;初始化NEXT3:MOV A,ScdCJNE A,#60,NEXT4SETB 00HJMP EXITNEXT4: MOV A,ScdCJNE A,#63,NEXT5CLR 00HMOV P1,#0F5HJMP EXITNEXT5: MOV A,ScdCJNE A,#66,EXITMOV P1,#0DEHMOV Scd,#0EXIT: RETI外中断:东西方向出现特殊情况 时南北红灯亮,东西绿灯亮,延时10s。INIT0:PUSH PSWPUSH ACCCLR EAMOV R2,P1 ;保存数据MOV P1,#0F6HCALL DELLAY10SMOV P1,R2 ;恢复SETB EAPOP ACCPOP PSWRETI主程序:START:MOV Scd, #00HMOV 31H, #00HMOV P1, #0FFHCLR 00HCLR F0MOV TMOD, #01H ;设定定时器1MOV IE, #83H ;设定中断使能 定时器中断0、外部中断0和1MOV SP, #60HMOV TH0, #30HMOV TL0, #0B0HSETB TR0LOOP:JNB F0,N0CPL East_West_Green ;绿灯闪三秒CALL DELAY500MSJMP N1N0:JNB 00H,N1CPL North_South_Green ;绿灯闪三秒CALL DELAY500MSN1:JMP LOOP第四章 总结本系统实现了红、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。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。系统不足之处不能控制车的左、右转、以及自动根据车流改变红绿灯时间等。这是由于本身地理位子以及车流量情况所定,如果有需要可以设计扩充原系统来实现。通过此次课题的研究,让我更加深入的了解了单片机的一些功能,对于单片机在日常生活中的运用有了更深层次的了解。在研究时也发现了自身对于单片机的不理解之处,并查看相关书籍等资料解决了不懂的问题。结合实际工作中的实践,和这次的毕业论文撰写,了解了很多也学到了很多。同时,对以前所学的专业知识,有了进一步的加深和巩固。参考文献[1] 张国锋.单片机原理及应用[J].高等教育研究,[2] 张毅坤.单片微型计算机原理及运用,西安电子科技大学出版社,1998[3] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,[4] 胡乾斌.单片机原理与应用[M].华中科技大学出版社.2006[5] 张毅刚.单片机原理及接口技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990[6] 雷丽文.微机原理与接口技术,北京:电子工业出版社,[7] 余锡存 曹国华.单片机原理及接口技术,陕西:西安电子科技大学出版社,致谢通过这段时间的研究设计学习,我学到了很多以前不知道的知识,并且在学习中培养了一种做事情一丝不苟的态度和耐心,为以后的工作打下了坚实的基础。在此我要向我们论文的指导老师表示衷心的感谢,可以让我通过这次机会系统学习了单片机的有关知识,并能具体结合实践生活完成交通灯的设计,他幽默,风趣,严谨的教学作风将是我学习的榜样。

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你的秋天

前言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。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分不同的城市有不同城市的问题,但共性就是混合交通流问题。在交叉口如何解决混合交通流中的相互影响或彼此的相互影响,就是解决问题的关键!随着我国城市化建设的发展,越来越多的新兴城市的出现,使得城市的交通成为了一个绝对主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展,随着城市机动车量的不断增加,人民的生活水平日渐提高,越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,再加上政府大力发展的道交、出租车,使得车辆越来越多,这不仅要求道路要越来越宽阔,而且要求有新的交通管理模式和交通规则的出台。因此,自80年代后期,很多城市纷纷扩建建城市道路,在道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制,加宽道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点,也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。于是,旧的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了矛盾,使原来不太突出的交通问题被提上了日程。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路,缓解城区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。由于交通路口的形状和规模不一,所采用的信号灯的数量、控制要求不一,控制的复杂程度也就不一样,为此、有关部门愈来愈多的注重在交通管理中引进自动化、智能化技术,比如“电子警察”、自适应交通信号灯以及耗资巨大的交通指挥控制系统等。随着经济的发展和社会的进步,道路交通已愈来愈成为社会活动的重要组成部分。对交通的管控能力,也就从一个侧面体现了这个国家对整个社会的管理控制能力,因此各国都很重视用各种高科技手段来强化对交通的管控能力。...... 简单介绍分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,本设计介绍了应用PLC实现十字路口交通信号灯的自动控制。通过对交通信号灯的控制要求分析,对PLC控制系统进行了软、硬件设计,并通过实验证明该系统简单、经济、运行可靠,具有很高的实用价值.

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annielove123

摘要:近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。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。 要吗?加237513901

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金凤吉祥如意

用PLC实现智能交通控制 1 引言 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。 智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可检测出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低。 2 车辆的存在与通过的检测 (1) 感应线圈(电感式传感器) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路,可用混凝土直接预埋,老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时,公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时,汽车就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时,该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时,该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化,因此,在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器,就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分,则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2×3m,电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在%以上[1,2]。 电感式传感器安装在公路下面,从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 (2) 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 (3) 传感器的铺设 车辆计数是智能控制的关键,为防止车辆出现漏检的现象,环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器,方案如图3(以典型的十子路口为例),同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 3用PLC实现智能交通灯控制 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然,也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口,并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构,编程简单,安装简单,维修方便[3]。 利用PLC,可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连,非常方便可靠。 本设计例中,PLC选用FX2N-64,其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲,输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。 车流量的计量 车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3)时,使统计数加1,经过第二个传感器2出路口时,使统计数减1,其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值),可以与其他道的值进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量,然后按大方向原则累加统计。如,将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加,再与其它的3个方向的车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如,东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加,再与南北向的总车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。 以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序,方便调用。 程序流程图 本例就上述所描述的车流量统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示,其行车顺序与现实生活中执行的一样[4],只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车),红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式; (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然),该方向的通行时间=最小通行定时时间+自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的),但不大于允许的最大通行时间。其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性,不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时,先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制,值可改),再让直行车直行30s(直行时间的最小值,值可改)后再加一段延时保持,直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ,才结束该方向的通行,切换到其它路上,否则一直延时继续通行下去,直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定,过小则导致红绿灯切换过频,过大又不能实现适时控制。 流程图注释 (1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改。 (2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面,应加以适当限制,故车辆左转弯始终采用最小定时控制,以减小系统的复杂程度,提高可靠性。 (3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间,红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同,不再赘述。 (4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同,其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致,但要较车辆直行绿灯提前熄灭,采用定时控制,如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流,右转弯车辆不受限制。较简单,流程图中略。 (5) 车流量的计量是不间断的,与控制呈并行关系,该系统属多任务处理,编程尤其应注意。 4 结束语 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低,特别适合繁忙的、未立交的交通路口,更适合于四个以上的路口,也可方便连网。 参考文献 [1] 黄继昌等. 传感器工作原理及应用实例[M]. 北京:人民邮电出版社,1998. [2 ]张万忠. 可编程控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2001. [3] 英.索尔特. 道路交通分析与设计[M]. 张佐周等译. 北京:中国建筑工业出版社,1982. 不是很完整,您可以拿去做借鉴, 希望对您有帮助。

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