基于單機(jī)片的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、    基于單機(jī)片的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    曹競(jìng)豪+徐天偉+鄭鵬摘 要：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，交通行業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在城市交通中，交通紅綠燈控制系統(tǒng)非常重要，只有提高交通控制系統(tǒng)的智能水平，才能疏散交通，解決城市道路擁堵的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，將單機(jī)片應(yīng)用于交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常必要。文章將具體探討基于單機(jī)片的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。關(guān)鍵詞：?jiǎn)螜C(jī)片；智能交通紅綠燈；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的城市化水平不斷提升，城市交通規(guī)模不斷擴(kuò)大，在一定程度上加大了城市管理的難度。在城市交通管理中，交

2、通紅綠燈發(fā)揮著重要作用，只有發(fā)揮交通紅綠燈的實(shí)用價(jià)值，對(duì)路面交通進(jìn)行精準(zhǔn)控制，才能實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其與社會(huì)各個(gè)行業(yè)的融合更加緊密，智能化成為城市交通的發(fā)展趨勢(shì)。在此背景下，以單機(jī)片為基礎(chǔ)，進(jìn)行智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。1 單機(jī)片概述1.1 含義所謂的單機(jī)片，就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐之下，把各種電路集中在一種芯片上，賦予單機(jī)片數(shù)據(jù)傳輸和電流輸送的功能。在單機(jī)片上有大量的串行電路，這些電路可以把系統(tǒng)中的不同結(jié)構(gòu)要素組成起來(lái)，形成動(dòng)態(tài)操作系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)1。1.2 結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)，單機(jī)片是和其他電控設(shè)備聯(lián)合使用的。在智能交通紅綠燈設(shè)計(jì)中，需要構(gòu)建

3、智能交通系統(tǒng)，系統(tǒng)中的硬件組成要素包括單機(jī)片、芯片、數(shù)碼管、二極管、電阻、電源等等。不同組成部分承擔(dān)著不同的職能。以單機(jī)片為例，單機(jī)片可以儲(chǔ)存不同的控制電路。以芯片為例，芯片可以記錄智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵信息。以數(shù)碼管為例，數(shù)碼管可以儲(chǔ)存大量系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸。以二極管為例，二極管可以賦予交通信號(hào)燈顏色，提高交通控制的效率。以電阻為例，電阻可以控制智能交通系統(tǒng)的過(guò)電流，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.3 型號(hào)在交通紅綠燈控制系統(tǒng)中，經(jīng)常選用at89s51型號(hào)的單機(jī)片。該型號(hào)的單機(jī)片具有極強(qiáng)的實(shí)用功能，一方面，at89s51單機(jī)片可以優(yōu)化智能交通系統(tǒng)的編程，另一方面，at89s51單機(jī)片可以實(shí)現(xiàn)i

4、o接口的獨(dú)立控制。在應(yīng)用這一型號(hào)的單機(jī)片之后，程序儲(chǔ)存器可以擴(kuò)大和升級(jí)，為交通紅綠燈控制系統(tǒng)提供更多的功能信息2。2 基于單機(jī)片的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求在以單機(jī)片為基礎(chǔ)，對(duì)智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該滿足如下的幾個(gè)功能要求：第一，應(yīng)該保證東南西北四個(gè)方向交通信號(hào)燈的正常運(yùn)行，當(dāng)東南方向的道路開(kāi)啟時(shí)，西北方向交通流應(yīng)該暫時(shí)停轉(zhuǎn)。第二，應(yīng)該把準(zhǔn)行時(shí)間控制在一分鐘或兩分鐘。如果道路的車流量過(guò)大，可以設(shè)置準(zhǔn)行時(shí)間為兩分鐘，如果道路的車流量過(guò)小，可以設(shè)置準(zhǔn)行時(shí)間為一分鐘。第三，應(yīng)該明確不同交通信號(hào)燈的功能。在準(zhǔn)行車輛通過(guò)時(shí)，應(yīng)該在綠燈亮起之前，讓四個(gè)路口的黃燈同時(shí)閃爍

5、，以此為駕駛員提供提示，說(shuō)明行車方向即將發(fā)生改變。第四，應(yīng)該在不同的路口安裝交通提示牌，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支撐下，交通提示牌可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)碼化和智能化，駕駛員和行人通過(guò)觀看交通提示牌，可以知曉道路準(zhǔn)行或禁止通行的時(shí)間。第五，應(yīng)該以單機(jī)片的基本參數(shù)作為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)單機(jī)片的電路集合功能，同時(shí)要把單機(jī)片和數(shù)碼管結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能交通信號(hào)燈的快速轉(zhuǎn)換。在以單機(jī)片為基礎(chǔ)，對(duì)智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該遵循如下的設(shè)計(jì)思路：智能交通信號(hào)燈的最主要功能就是穩(wěn)定城市交通運(yùn)行，因此可以將智能交通信號(hào)燈分為三個(gè)不同的組成部分，第一個(gè)組成部分是剩余時(shí)間顯示，駕駛員和行人需要知曉變道剩余時(shí)間。第二個(gè)組成部分是

6、交通燈顯示，當(dāng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值后，交通信號(hào)燈要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換變色。第三個(gè)組成部分是按鍵停止運(yùn)行，當(dāng)?shù)缆方煌ǔ霈F(xiàn)重大事故，應(yīng)該中斷該段道路的車輛運(yùn)行，對(duì)安全事故采取應(yīng)急措施3。2.2 設(shè)計(jì)實(shí)際首先是智能交通紅綠燈系統(tǒng)中的led剩余時(shí)間顯示設(shè)計(jì)。在進(jìn)行l(wèi)ed顯示設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該做到如下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)該依靠網(wǎng)路信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和led顯示屏的連接。第二，在選擇交通紅綠燈的過(guò)程中，應(yīng)該讓不同燈光的位選線先后處在選通的狀態(tài)，同時(shí)讓其他燈光的位選線處在關(guān)閉的狀態(tài)，根據(jù)位選線的數(shù)碼對(duì)應(yīng)值，在顯示屏上進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼。第三，應(yīng)該對(duì)led顯示屏的顯示效果進(jìn)行檢驗(yàn)。如果字符段碼與實(shí)際信號(hào)燈相符，可以將led顯示屏投入到城

7、市交通之中。其次是智能交通紅綠燈系統(tǒng)中的紅綠黃燈光轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。在城市交通中，不同顏色的信號(hào)燈代表了不同的交通指示，紅燈代表停止同行，綠燈代表準(zhǔn)許通行，而黃燈代表等待。在進(jìn)行信號(hào)燈轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該做到如下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)該以東西方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，進(jìn)行初始狀態(tài)的設(shè)置。東西方向的初始時(shí)間可以限制為五十五秒，黃燈的持續(xù)時(shí)間可以限制為五秒。第二，應(yīng)該以南北方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，進(jìn)行初始狀態(tài)的設(shè)置，南北方向的初試時(shí)間和黃燈持續(xù)時(shí)間與東西方向相同。第三，在時(shí)間設(shè)置完畢之后，要應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行初始循環(huán)。再次是智能交通紅綠燈系統(tǒng)中的緊急中斷設(shè)計(jì)。在城市交通中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)重大緊急事故，阻礙交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行緊急中斷設(shè)計(jì)中，應(yīng)該做到

8、以下幾點(diǎn)：第一，建立一個(gè)仿真系統(tǒng)，模擬事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)模擬事故進(jìn)行程序編制，把編制之后的程序記錄在交通系統(tǒng)之中。第二，應(yīng)該根據(jù)仿真事故制定相應(yīng)的應(yīng)急方案，測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果，直至測(cè)試數(shù)據(jù)能滿足交通正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求4。3 結(jié)束語(yǔ)綜上所述，隨著城市化水平的不斷提升，交通行業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)，為了保障交通的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，以單機(jī)片為基礎(chǔ)進(jìn)行智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。參考文獻(xiàn)1劉德新，周志文，張衛(wèi)豐.基于stc89s52單片機(jī)智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作及應(yīng)用j.深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，03：38-41.2史振江，劉佳，李靖，等.智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)a.美國(guó)james madison大學(xué)、武漢大學(xué)高科技研究與發(fā)展中心、美國(guó)科研出版社.proceedings of international conference on engineering and business management（ebm2011）c.美國(guó)james madison大學(xué)、武漢大學(xué)高科技研究與發(fā)展中心、美國(guó)科研出版社，2011：4.3莫有印，王少杰，陽(yáng)泳.基于嵌入式系統(tǒng)的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與論述j.電子世界，2015，18：107-108.4呂冠艷，王高，吳翠紅.智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬j.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，01：5+7. 科技創(chuàng)