交通燈智能網(wǎng)絡(luò)化控制的系統(tǒng)設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）交通燈智能網(wǎng)絡(luò)化控制的系統(tǒng)設(shè)計the design of intelligent traffic light controlsystem network學(xué) 院： 電子工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)生姓名：電氣工程及其自動化優(yōu)優(yōu)學(xué)號：指導(dǎo)教師：2011 年06 月畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要交通燈智能網(wǎng)絡(luò)化控制的系統(tǒng)設(shè)計摘要:近年來隨著科技的飛速發(fā)展，plc的應(yīng)用正在不斷的走向深入，已廣泛應(yīng) 用于工業(yè)過程和位置的口動控制中。它是已微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、 口動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。可編程控制器在工業(yè)口動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)，隨 著科

2、技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高, 在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用更加突岀。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通 行能力，減少交通事故冇明顯效果。城市交通燈控制采用的可編程控制器具冇可 靠性高、維護方便、用法簡單、通用性強等特點。分析了現(xiàn)代城市交通控制和管 理的狀況，結(jié)合交通燈實際情況和原理，木文用可編程控制器控制十字路口信號 燈來說明可編程控制器硬件，軟件的設(shè)計。解決好公路交通燈控制問題將是保障 交通有序、安全、快捷運行的垂耍環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：交通燈；可編程控制器；控制畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要the design of intelligent

3、traffic light control system networkabstract: in recent years, with the rapid development of science and technology, plc application to the deepening of the ongoing, has been widely used in industrial processes and position in the automatic control. it is already the microprocessor-based, integrated

4、 computer technology, automatic control technology and communication technology developed a new type of industrial control device.plc in the position is extremely important industrial automation, widely used in various industries, with the development of science and technology, programmable controll

5、er function is increasingly perfect, plus miniaturization, low price, high reliability, the application in modern industry is more outstanding.the emergence of the traffic lights, traffic to effectively control, for facilitating traffic flow, improve traffic capacity, reduce the number of traffic ac

6、cidents have obvious effect. urban traffic control adopts programmable controller has high reliability, easy maintenance, usage is simple, strong commonality etc. characteristics. analyzes modern urban traffic control and management, combining with the actual situation traffic condition, this paper

7、use principle and plc crossroads lights to illustrate programmable controller hardware, software design. solve highway traffic control problem will be safeguard traffic orderly and safe, quick run important segment.keywords: traffic lights programmable controller;control第1章緒論11.1交通燈國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 1

8、1.2交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和意義1第2章 交通燈控制系統(tǒng)方案論證22.1控制系統(tǒng)的方案22.2交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇2第3章交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計23.1控制系統(tǒng)的簡介23.2交通燈控制系統(tǒng)的控制過程33.3 系統(tǒng)輸入/輸岀點的分酉己53.4系統(tǒng)的硬件選擇6第4章 交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計74.1控制原理74.2控制系統(tǒng)的時序圖84.3控制系統(tǒng)的流程圖1()4.4控制系統(tǒng)的梯形圖144.5控制系統(tǒng)的仿真25第五章 關(guān)于plc智能化的討論285.1設(shè)計的構(gòu)思285.2設(shè)計的優(yōu)點29結(jié)論3()致謝31參考文獻(xiàn)321緒論1.1交通燈國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢隨著經(jīng)濟社會不斷的發(fā)展和人

9、們生活水平的提高，整個社會對交通運輸?shù)男?求口益增加。然而交通的發(fā)展卻跟不上城市的發(fā)展，所以城市交通問題口益顯著。 如何緩解城市及周帀地區(qū)的交通擁擠和堵塞的現(xiàn)彖幾乎成為一個最為棘手的難 題。交通燈的出現(xiàn)使得交通秩序井然有序，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行率、 減少交通事故冇明顯的效果。但是交通燈的控制卻是個不容忽視的問題。原交通 信號控制大都采用繼電器或單片機實現(xiàn)，存在著功能少、可靠性弟、維護量大等 缺點,越來越不能適應(yīng)城市道路交通高速發(fā)展的要求。另外，根據(jù)人車流量的多 少，可能會隨時增加路口的交通信號，比如壇加轉(zhuǎn)彎或人行道交通信號，原有系 統(tǒng)的制約性就更加明顯了。為了彌補原交通信號燈系統(tǒng)存在

10、以上的缺點，引入了 基于plc控制的交通信號燈控制系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模，超大規(guī)模，集成屯路等微屯子技術(shù)的迅 速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于plc屮，使plc得到迅速發(fā)展。plc不僅 控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測 更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示等功能，使plc真正 成為具冇邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名副其實的多功能 控制器。我國的plc研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。 在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、引進了不少國外的plc, 以后，在傳統(tǒng)設(shè)備的改造

11、和新設(shè)備設(shè)計屮，plc的應(yīng)用逐年增多，取得顯著的經(jīng) 濟效益，plc在我國應(yīng)用廣泛，對提高我國工業(yè)門動化水平起到了巨大作用。1.2交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和意義可編程控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)，隨 著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高, 在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用更加突出。城市交通燈控制采用的可編程控制器具有可靠性 高、維護方便、用法簡單、通用性強等特點。本文用可編程控制器控制十字路口 信號燈來說明可編程控制器硬件，軟件的設(shè)計。解決好公路交通燈控制問題將是 保障交通有序、安全、快捷運行的重要環(huán)節(jié)。由于交通流量是時變的、非線性的，具有較大的隨

12、機性，并且很難建立精確 的數(shù)學(xué)模型，所以應(yīng)根據(jù)前后相流量來決定信號燈配吋的智能控制系統(tǒng)，用plc 實現(xiàn)單個十字路口交通信號燈智能控制方法，以單個十字路口 4和位交通燈為 例，把plc作為一個模糊控制器，采用梯形圖編程，開發(fā)一種交通模糊控制系統(tǒng), 解決交通流量不均衡、不穩(wěn)定帶來的問題，根據(jù)交通狀況實時調(diào)整交通信號燈以 達(dá)到對交通實時控制的能力，緩解局部交通高峰問題。耍求把各個路口的實施情 況數(shù)據(jù)傳送到上位機，供上級部門及時調(diào)配與管理。2交通燈控制系統(tǒng)方案論證目前交通燈系統(tǒng)普遍使用的電氣控制方式主耍有：基于數(shù)字電路的交通燈控 制系統(tǒng)、基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)、基于plc的交通燈控制系統(tǒng)等。2.

13、1控制系統(tǒng)的方案1. 基于數(shù)字電路的交通燈控制系統(tǒng)數(shù)字電路是我們最常用的一種控制電路，但數(shù)字電路有很多弊端，首先就是 電路設(shè)計起來很復(fù)朵，其次就是電路一旦設(shè)計好后其參數(shù)就不能改變，工作起來 也不是很容易受到外界信號的干擾，所以其很顯然不利于現(xiàn)代交通燈智能控制的 發(fā)展。2. 基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)在單片機控制系統(tǒng)電路中需耍加入a/d, d/a轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還耍分配 大量的屮斷口地址。而且單片機控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。 另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時也需要高技術(shù)的 人員才能修復(fù)，所以基于單片機實現(xiàn)的交通燈控制系統(tǒng)也不是最理想的選擇。3. 基于p

14、lc的交通燈控制系統(tǒng)plc作為一種新型的自動控制設(shè)備，具有很高可靠性，通常平均無故障時間 都在30萬小時以上在安裝，操作和維護也較的容易；編程簡單，plc的基本指 令也不多，編程器使用比較方便；程序設(shè)計和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟 效應(yīng)。2.2交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇通過比較上述三種方案的異同點，我們發(fā)現(xiàn)plc具有：編程方法簡單；體積 小，能耗低；功能強，性能價格比高；可靠性高，抗干擾能力強；維修工作量 少，維修方便；系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少；硬件配套齊全，用戶使用方 便，適應(yīng)性強等優(yōu)點，所以方案三是我們最佳的選擇。3交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3. 1控制系統(tǒng)的簡介木系統(tǒng)是一個十字

15、路口 4相位交通燈為例，用plc實現(xiàn)單個十字路口交通信 號燈智能控制方法木設(shè)計是利用西門子公司的s7-200可編程邏輯控制器及其擴展模塊對十字路口的交通燈進行控制。本系統(tǒng)具有一定的智能性，它對交通路 口按正常期循環(huán)控制、高峰期及急車強通控制進行控制。交通燈控制的結(jié)構(gòu)圖如圖3. 1所示圖3. 1交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖3.2交通燈控制系統(tǒng)的控制過程3.2.1控制過程簡介交通信號燈受可編程控制器的控制；按下啟動按鈕吋，系統(tǒng)得屯首先讀取實 時時鐘的數(shù)值，并處理得出當(dāng)前的工作模式，然后交通燈得電并在此工作模式下 周而復(fù)始的循環(huán)工作；當(dāng)按下停止按鈕時，交通燈停止工作并全部熄滅，系統(tǒng)恢 復(fù)到初始狀態(tài)。交通燈

16、的示意圖如圖3. 2圖3.2交通燈的示意圖3. 2. 2交通燈的控制要求1. 正常時段工作方式：正常時段的交通燈工作一個周期為180s,工作方式如下：東西車行道：左轉(zhuǎn)綠燈亮28s,黃燈閃2,紅燈亮150s；直行綠燈亮28s,黃燈 閃2s,紅燈亮150s；右轉(zhuǎn)綠燈亮28s,黃燈閃2s,紅燈亮150s；東西人行道：綠燈亮30s,紅燈亮150s；南北車行道:左轉(zhuǎn)綠燈亮28s,黃燈閃2,紅燈亮150s；直行綠燈亮28s,黃燈 閃2s,紅燈亮150s；右轉(zhuǎn)綠燈亮28s,黃燈閃2s,紅燈亮150s；南北人行道：綠燈亮30s,紅燈亮150s；2. 高峰時段工作方式：高峰時段的交通燈工作一個周期為90s,工作

17、方式如下：東西車行道：左轉(zhuǎn)綠燈亮18s,黃燈閃2s,紅燈亮70s；直行綠燈亮18s,黃燈 閃2s,紅燈亮70s；右轉(zhuǎn)綠燈亮18s,黃2s,紅燈亮70s；東西人行道：綠燈亮20s,紅燈亮70s；南北車行道：左轉(zhuǎn)綠燈亮1%,黃燈閃2s,紅燈亮70s；直行綠燈亮18s,黃燈 閃2s,紅燈亮70s；右轉(zhuǎn)綠燈亮18s,黃2s,紅燈亮70s；南北人行道：綠燈亮20s,紅燈亮70s；3. 急車強通的工作方式：急車強通受急車強通啟動和停止按鈕控制。沒有急車強通的時候，交通燈按 上面的時間段循環(huán)控制，當(dāng)一方有急車來的時候，不管當(dāng)前的交通燈處于何種工 作狀態(tài)，急車通行的方向的所有綠燈亮起，此時另一個方向的所冇紅燈

18、亮起，直到所有急車通過并按下急車強通按鈕之后，所有方向均恢復(fù)正常的工作狀態(tài)；當(dāng) 兩個方向都冇急車需要強通的時候，首先響應(yīng)先來的一方，再響應(yīng)后來的一方。3.3系統(tǒng)輸入/輸出點的分配輸入點的分配如表3. 3. 1所示:序號名稱電氣符號按鈕1啟動按鈕10.0sb12停止按鈕ili 1sb 23急車強通啟動按鈕il usb 34急車強通停止按鈕11.1sb4表3. 3. 1輸入點的分配輸出點的分配如表3. 3. 2所示：序號電氣符號元件1東西左轉(zhuǎn)緑燈q1.0hl12東西左轉(zhuǎn)黃燈q2.0hl23東西左轉(zhuǎn)紅燈q0.0hl34東西直行綠燈q1hl45東西直行黃燈02.1hl56東西直行紅燈qu.1hl67東

19、西右轉(zhuǎn)綠燈q1.2hl78東西右轉(zhuǎn)黃燈q2.2hl89東西右轉(zhuǎn)紅燈q0.2hl910南北左轉(zhuǎn)緑燈q1.3hl1011南北左轉(zhuǎn)黃燈q2.3hl1112南北左轉(zhuǎn)紅燈q0.3hl1213南北直行綠燈q1.4hl1314南北直行黃燈q2.4hl1415南北直行紅燈q0.4hl1516南北右轉(zhuǎn)綠燈q1.5hl1617南北右轉(zhuǎn)黃燈q2.5hl1718南北右轉(zhuǎn)紅燈q0.5hl1819東西人行緑燈q1.6hl1920東西人行紅燈q0.6hl2021南北人行綠燈q1.7hl2122南北人行紅燈q0.7hl22表3. 3. 2輸出點分配3. 4系統(tǒng)的硬件選擇根據(jù)設(shè)計要求，木設(shè)計共需要i/o點數(shù)為4輸入/22輸出。

20、3.4. 1 cpu的選擇在主機模塊中，常用的主機有cpu222, cpu224, cpu226三種。如果選擇cpu222 作為主機，由于cpu222有8輸入/6輸出，與此設(shè)計的4輸入/22輸出相差16點 數(shù)字量輸出。還需要擴展16點數(shù)字量輸出；如果選擇cpu224作為主機，仍然缺 少8點數(shù)字量輸出，和前者相比，cpu224的存儲容量增大了一倍，它可以有7 個擴展模塊，并且有內(nèi)置時鐘，冇更強的模擬量和高速計數(shù)處理能力；如果選用 cpu226作為主機，cpu226主機為24輸入/16輸出，與4輸入/22輸出較為接近, 只需擴展一片8點數(shù)字量輸出的擴展模塊即可。和cpu224相比，cpu226增加

21、了 通訊口的數(shù)量，使得它的通信能力大大增強，所以cpu226是我們最佳的選擇。cpu226的端子連接圖如圖3. 4. 1所示。l+接24vdc, m接地。上部分0. 0到 1. 7為16點輸出端子，下部分0. 0到2. 7為24點輸入端子。圖3. 4. 1 cpu226端子連接圖3.4.2擴展模塊的選擇s7-200系列cpu提供一定數(shù)量的主機數(shù)字量i/o點，但在主機i/o點數(shù)不 夠的情況下，就必須使用擴展模塊的i/o點。木設(shè)計plc主機的輸入點足以滿足 要求。需要擴展6點輸出，em222是8點輸出，這樣擴展一個em222就滿足系統(tǒng) 要求。em222的端子連線圖如圖3.4.2所示，l+接24vd

22、c, m接地。上下兩部分其 他8個端子均為數(shù)字量輸入輸岀端子。圖3. 4. 2 em222的端子連接圖3.5 plc主機與擴展模塊以及交通燈的硬件連接輸入/輸出優(yōu)先分配主機cpu226的地址，后分配擴展模塊em222的地址。主機與em222及交通燈硬件的連接如圖3.5.1所示圖3. 5. 1系統(tǒng)的硬件連接圖4交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4. 1控制原理木設(shè)計的控制的原理是：根據(jù)實吋吋鐘值來判斷當(dāng)前信號燈的工作模式，此 plc程序由一個主程序和四個子程序構(gòu)成，放行的順序先東西方向再南北方向， 有急車吋讓急車先行。4.2控制系統(tǒng)的時序圖1. 止常時段的時序圖如圖4.2. 1所示,在一個循環(huán)周期(180

23、s)中,所有綠燈亮的時間為28s, 所有黃燈閃亮的時間為2s,剩卜的時間為紅燈亮的時間；2. 高峰時段的時序圖如圖4. 2.2所示，在一個循環(huán)周期(90s)中，所有綠燈亮的時間為18s, 所有黃燈亮的時間為2s,剩下的時間為紅燈亮的時間；3. 了程序工作時段圖如圖4.2.3所示，高峰時間段一般為2h,總有三段，剩下的為正常時間 段。左轉(zhuǎn)綠燈左轉(zhuǎn)黃燈28 spos180s東西方向左轉(zhuǎn)紅燈直行綠燈- 直行黃燈_ 直行紅燈" 右轉(zhuǎn)綠燈_ 右轉(zhuǎn)黃燈_ 右轉(zhuǎn)紅燈" 人行綠燈_ 人行紅燈,；m111i)® 左轉(zhuǎn)綠燈_ 左轉(zhuǎn)黃燈_ 左轉(zhuǎn)紅燈-直行綠燈_ 直行黃燈_ 直行紅燈&q

24、uot;右轉(zhuǎn)綠燈- 右轉(zhuǎn)黃燈_ 右轉(zhuǎn)紅燈" 人行綠燈180s東西方向90s 2snn人行紅燈i丄圖4. 2. 1正常時段的時序圖18s左轉(zhuǎn)綠燈左轉(zhuǎn)黃燈左轉(zhuǎn)紅燈直行綠燈直行黃燈直行紅燈右轉(zhuǎn)綠燈_ 右轉(zhuǎn)黃燈_ 右轉(zhuǎn)紅燈- 人行綠燈_ 人行紅燈占2s23s25s45s18s直行綠燈直行黃燈直行紅燈右轉(zhuǎn)綠燈左轉(zhuǎn)紅燈23 shi左轉(zhuǎn)黃燈南 左轉(zhuǎn)綠燈_右轉(zhuǎn)紅燈i25s 人行綠燈 i人行紅燈|圖4.2.2高峰時段的時序圖高峰時間|正常時間1|1|1|iiiiii;iiiiiiad7： 009： 0011 : 0013: 0017: 0019: 0024： 00圖4.2.3子程序工作時段圖4.3控制

25、系統(tǒng)的流程圖1.正常時段循環(huán)工作的交通燈系統(tǒng)流程圖如圖4. 3. 1所示開始nyny東西左嶽i燈亮東西左轉(zhuǎn)黃燈礙2snyny東西直行紅燈亮東ms仃黃燈礪2snyn東西右轉(zhuǎn)紅燈亮東西右轉(zhuǎn)綠燈亮徐東西右轉(zhuǎn)黃燈礪2sn南北左轉(zhuǎn)黃燈礪2s南北左轉(zhuǎn)綠燈兄28 sny圖4. 3. 1正常時段工作的流程圖2.高峰時段循環(huán)工作的交通燈系統(tǒng)流程圖如圖4. 3. 2所示圖4.3.2高峰時段工作的流程圖3.急車強通時工作的交通燈系統(tǒng)流程圖如圖4. 3. 3所示圖4. 3. 3急車強通的流程圖4.4控制系統(tǒng)的梯形圖本設(shè)計采用s7-200系列專用編程軟件step-mirco/win32編程軟件進行編 程。step-mi

26、rco/win32編程軟件是基于windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專 門為s7-200系列可編程控制器設(shè)計開發(fā)。它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程 序使用，同時也可實時監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子s7-200用戶不可缺 少的開發(fā)工具?，F(xiàn)在加上漢化程序后，可在全漢化的界面下進行操作，使中國的 用戶使用起來更加方便與實用。4. 4. 1主程序主程序首先是對實時時鐘值的讀取和處理，判斷控制系統(tǒng)的工作模式以及急 車強通模式的控制網(wǎng)絡(luò)1初始化狀態(tài)并讀職實時時鐘值read.rtcen enosm0.0iivbo-網(wǎng)絡(luò)2 根據(jù)讀岀的實時時鐘值判斷信號燈的工作模式然后調(diào)用相應(yīng)的子程序q2.710.0vb

27、3詬16#07vb3vb3t汨16#0916#11vb3vb3t汨詬16#1316#17vb3冋絡(luò)3 急車強通按鈕i0.2q2.7sbr_0envb3vb3sbr_1en16#0716#09vb3vb3卜日一<=bi16#1116#13vb3vb3卜日一<=0116#1716#19田16#19網(wǎng)絡(luò)4 調(diào)用東西方向的急車強通子程序i0.2sbr_2en網(wǎng)絡(luò)5 調(diào)用南北方向的急車強通子程序i0.3sbr_3en網(wǎng)絡(luò)6 程序停止按辺10.1ii end)4. 4. 2 子程序 sbr_o網(wǎng)絡(luò)1東西左轉(zhuǎn)紅燈殼283t37q1.0t y i()+ 2801 t iiii 一 | iiii 1

28、i 7 iiii歸iiii i東西左轉(zhuǎn)黃燈閃殼2st37t37sm0.5+ 280+ 300q2.0()網(wǎng)絡(luò)3東西左轉(zhuǎn)紅燈殼t37q0.0t >=' i()+ 300網(wǎng)絡(luò)4東西直行綠燈殼28st37>=|+ 300t37<=|+ 580q1.1()ms 東西直行螢燈閃殼生t37t37| >=! |1 -i 卜+580+600sm0.5q2.1()冋絡(luò)6東西人行綠燈殼t37>=|+300t37q1.6y()+ 600冋絡(luò)7 東酉直行紅燈殼 > 東西人行紅燈亮t37q0.1+600網(wǎng)絡(luò)8東西右轉(zhuǎn)綠燈283t37t37q1.2i>=| i1 u i(

29、 )+600+880網(wǎng)絡(luò)9東西右轉(zhuǎn)董燈閃亮鳥t37t37sm0.5q2.2t y i1 y i1 |()+880+900冋絡(luò)仙東西右轉(zhuǎn)紅燈亮t37q0.2+900rs11南北左轉(zhuǎn)綠燈藥st37t37q1.3)+ 900+ 1180rs12南北左轉(zhuǎn)黃燈閃殼xi iiii iiii ii _| iiii 一| iiii it37t37sm0.5+ 1180+ 1200q2.3()rs13南北左轉(zhuǎn)紅燈殼t37q0.3+ 900t37+ 1200ms 14 南北直行綠燈殼2%t37+ 1200t37i<=| + 1480q1.4()網(wǎng)絡(luò)15南北直行黃燈閃殼xi i iiii iiii ii _|

30、 iiii 一| iiii it37t37sm0.5q2.4()q2.5)網(wǎng)絡(luò)20南北右轉(zhuǎn)紅燈亮t37q0.5<=l i1_()+1500t37>=l|_i+1800網(wǎng)絡(luò)21t37計時器t37t37inton+1800-pt網(wǎng)絡(luò)22 返回t37(ret)4. 4.3 子程序 sbr_1 冋絡(luò)4東西左轉(zhuǎn)緑燈亮18合t38q1.01-'|()180冋絡(luò)2東西左轉(zhuǎn)董燈閃亮2st38-曰丨t80t38y+ 200sm0.5q2.0冋珞3東西左轉(zhuǎn)紅燈亮t38q0.0)200冋第4 東西直行綠燈和右轉(zhuǎn)綠燈殼2近t38t38q1.1)q1.2)冋絡(luò)5東西直行苗燈和右轉(zhuǎn)螢燈123t381-

31、1十430t39<=|+ 450網(wǎng)絡(luò)6東西直行紅燈和右轉(zhuǎn)紅燈殼t38<=|+ 200q0.1()t38q0.2>='|()+ 450阿緒7東西人行綠燈殼3kt38t38q1.6>=l+ 200i-i+ 450阿路8 東西人行紅燈殼t38q0.6i y i|<)+ 200t38h + 450阿路9南北左轉(zhuǎn)綠燈殼1 8st38t38q1.3>=li<=| i+ 630+ 450網(wǎng)絡(luò)仙南北左轉(zhuǎn)黃燈閃亮2sq2.3t38t38sm0.5t y i1 g i1 |+630+650網(wǎng)絡(luò)們南北左轉(zhuǎn)紅燈亮t38q0.3+650冋絡(luò)12南北直行綠燈和右轉(zhuǎn)綠燈亮2

32、2st38-h+650t38<=1+880q1.4()q1.5()網(wǎng)絡(luò)13南北直行黃燈和右轉(zhuǎn)黃燈閃亮鳥t38t38sm0.5十胡1 i+880+900q2.4t)q2.5t)阿絡(luò)q 4 南北直行紅燈和右轉(zhuǎn)紅燈殼t38+650t38|>=|+900q0.4()q0.5()冋絡(luò)佔南北人行綠燈25st38t38q1.7i>=| i1<=| i( )+650+900冋絡(luò)忖南北人行紅燈殼t38q0.7+650t38|>=|+900冋絡(luò)們t38計時器t38t38| / |lnton+900- pt網(wǎng)絡(luò)佃返回t38(時)4. 4. 4 子程序 sbr_2冋絡(luò)1 東西方向所有綠燈

33、都?xì)?南北方向所有紅燈都?xì)?1.0q0.0t r )3q0.3t s )3q0.6t r )1q0.7t呂)4q1.3t r )3q1.6t呂)1q1.7t r )74. 4.5 子程序 sbr_3網(wǎng)貉1東西方向所有紅燈都?xì)ぃ媳狈较蛩芯G燈都?xì)?1.1q0.0h 5)3q0.3(尺)3qo.b(s )1q0.7t r )4q1.3t § )3q1.6t r )1q1.7($ )1q2.0(尺)64.5控制系統(tǒng)的仿真1實物仿真：在實驗室中，以一個4和位的路口為例進行了簡單的仿真實驗 放行的順序：東西綠燈亮10s,南北紅燈亮10s；然后東西和南北黃燈閃3s； 然后東西紅燈亮10s,南北

34、綠燈亮10so10. 0為啟動按鈕，10. 1為停止按鈕；q0. 0, q1. 0分別為東西和南北的綠燈;q0. 1, ql1分別為東西和南北的黃燈；q0.2, q1.2分別為東西和南北的紅燈；實物仿真圖如圖4. 5. 1所示，實物仿真時梯形圖的界面如圖4. 5. 2所示圖4.5.1實物仿真圖圖4.5.2實物仿真時的梯形圖界面2.軟件仿真仿真軟件為西門子s7_200漢化仿真v2. 0版本軟件仿真圖如圖4. 5. 3和圖4. 5. 4所示q ffi mmm kot oei為苗梯siemenscpu 22esmatb：s72oorbo.rtc en圖4. 5. 3軟件仿真圖od obq q s m

35、m rar oei踴0藏苗訂悌形圖obi1subroutine.eiock sbr.o s8r0network 1 /network 4/|lqfl4?tttt 41 »i卩|l|l|l|l|l|l|>|l|l|l|l|l|li smb 28 i 1(0o-t370-q10i )012345670123456701234567i 0-d70-d7 0>qi 1h>-l_( > | 4300networks/jm5k4fmtt0»d7 uooo0-d70-d71-sw.50-02.1network2/$ hi(hd7 0»d71-smd.50

36、*02network 3/hqswattm10i蝕network 6/i：, fi 人斤 b 燈竟介*erum a圖4. 5.4軟件仿真圖5關(guān)于plc智能化的討論為了解決城市交通擁擠和堵塞等狀況，交通燈的控制是最為關(guān)鍵的一部分， 好的控制系統(tǒng)將更好的解決車流量的問題。在完成木設(shè)計之后，我乂有新的設(shè)計構(gòu)思和改進的方法，爭取努力構(gòu)思出一 個比較滿意并且實用的交通燈控制系統(tǒng)方案。5.1設(shè)計的構(gòu)思設(shè)計中關(guān)于高峰時段和正常時段的轉(zhuǎn)換和判定，是在實時的交通路口統(tǒng)計出 每個時間段的車流量，然后繪制成圖找出高峰時段和正常時段，最后在相應(yīng)的時 段中加以控制。所以，在智能化控制的層次上大打折扣，做不到實時的根據(jù)路

37、口 狀況來改變系統(tǒng)的控制狀況，現(xiàn)在我試圖引進一種方案可以改善這種弊端。方案的設(shè)計：以一個4相位的交通路口為例，在每個路口裝上車流量傳感器，然后統(tǒng)計出 車流量，處理并設(shè)定相應(yīng)的程序加以執(zhí)行1.車流量傳感器傳感器原理：主要是鋪設(shè)在路面下的感應(yīng)線圈，當(dāng)有高頻電流通過電感時， 路面上會形成一個高頻磁場。當(dāng)冇汽車通過磁場時會產(chǎn)生渦流損耗，線圈的屯感 開始減少，當(dāng)汽車正好在感應(yīng)線圈的正上方時此時的電感為最小值。當(dāng)汽車離開 時，感應(yīng)線圈的電感慢慢的恢復(fù)到初始狀態(tài)。所以在線圈上連接檢測相位或是振 幅變化的儀器就能知道上方是否有汽車的存在。以一個路口為例，設(shè)置一個傳感器，廿的是檢測這一段距離的車流量設(shè)為&

38、;。 其他三個路口以同樣的檢測方法檢測車流量，統(tǒng)計之后設(shè)東西方向的車流量為&1, 南北方向的車流量為&2.2. plc的控制設(shè)一個車流量的閾值&3,閾值的冃的是通過東曲南北的車流量與閾值比較判 斷當(dāng)前plc是調(diào)用高峰時段的子程序述是正常時段的子程序。當(dāng)&1+&2>&3時，則主程序調(diào)用高峰時段的了程序；當(dāng)&1+&2二&3時，則主程 序調(diào)用正常時段的子程序。5.2設(shè)計的優(yōu)點跟傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)比較，本設(shè)計可以緩解交通滯留現(xiàn)象，緩解成一方 沒車可行卻是綠燈，另一方很多車需要通行卻是紅燈的局面，降低空道占時的概 率，減少交

39、通擁堵的狀況，提高了交通的通行率。時光如梭，一個多月的時間不知不覺就過去了，看著自己的畢業(yè)設(shè)計真是感 慨萬千。設(shè)計雖然做的不是很完美，但是卻是查閱很多資料，經(jīng)過自己的思考一 步一步自己做出來的，凝聚著自己的辛勤的汗水，但也不是我一個人努力的智慧 結(jié)晶；沒有導(dǎo)師的指點和教導(dǎo)，沒有朋友的幫助和關(guān)心，我的畢業(yè)設(shè)計肯定是很 不精彩的。這次我做的的課題是交通燈的智能網(wǎng)絡(luò)化控制。交通系統(tǒng)是一個具有隨機 性、模糊性和不確定性的復(fù)朵系統(tǒng)。建立數(shù)學(xué)模型非常困難，有吋其至無法用現(xiàn) 有的數(shù)學(xué)方法加以描述，經(jīng)典控制法很難得到滿意的效果。所以必須采用智能控 制理論技術(shù)以不同的思路對單個交叉口、交通干線的控制進行研究。將plc用于對交通信號燈的控制，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的 特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈 進行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。目前大多品牌的plc內(nèi)部 均配有實時時鐘，通過編程控制可對信號燈實施全天候無人化管理。由于plc本 身具有通訊聯(lián)網(wǎng)