十字路口交通燈控制設計

新疆大學實習（實訓）報告實習（實訓）名稱：十字路口交通燈控制學院：電氣工程學院專業(yè)、班級：自動化12-3指導教師：魏霞老師報告人：季孟飛學號：時間：2023年1月實訓重要內(nèi)容：運用亞當5000及組態(tài)軟件組合實現(xiàn)對十字路口交通燈的控制（紅燈，綠燈，黃燈各四個），實現(xiàn)十字路口交通有序無阻，路口通暢。重要收獲體會與存在的問題：通過本次課程設計，在設計過程中雖然碰到了一些問題，但通過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了因素所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗局限性。實踐出真知，通過自己親手實踐，是我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，自身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完畢了，在設計中碰到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在此后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能碰到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決只有這樣，才干成功的做成想做的事，才干在此后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不也許收獲成功，收獲喜悅，也永遠不也許得到社會極大人的認可。通過本次課程設計，在設計過程中雖然碰到了一些問題，但通過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了因素所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗局限性。課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提高，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的結識。通過這次課程設計，我掌握了組態(tài)王軟件的使用方法，了解了紅綠燈的實際的控制過程。指導教師意見：指導教師簽字：年月日十字路口交通燈控制設計1設計背景交通是城市經(jīng)濟活動的命脈，對城市經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。城市交通問題自人類進入21世紀以來，道路交通一直是困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟建設的重要因素。而使用合理的\o"交通燈"交通燈可以合理的規(guī)劃城市交通，從而為城市的快速運送和發(fā)展提供最優(yōu)化的交通解決方案。在十字路口設立交通燈可以對交通進行有效的疏通,并為交通參與者的安全。提供了強有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)。已經(jīng)不能適應現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。隨著經(jīng)濟的增長和人口的增長，人們生活方式不斷變化，人們對交通的需求不斷增長。城市中交通擁擠、堵塞現(xiàn)象日趨嚴重，由此導致巨大的經(jīng)濟與時間損失。資料顯示，對日本東京268個重要交叉路口的調(diào)查估計表白：每年在交叉路口的時間延誤，折成經(jīng)濟報失為20億美元；而在我國北京市，當早晚交通高峰時，交叉路口處的排隊長度竟達1000多米，有的阻車車隊從一個交叉路口延伸到另一個交叉路口，這時一輛車為通過一交叉路口，往往需要半個小時以上，時間損失相稱可觀。我國是一個歷史悠久、人口眾多的國家，城市數(shù)量隨著社會的發(fā)展不斷增多。隨著城市化進程的大大加快，誘發(fā)的交通需求急劇增長，供需矛盾不斷激化，嚴重的交通問題也隨之而來。人、車、路三者關系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊，這一切要歸功于城市交通控制系統(tǒng)中的交通燈控制系統(tǒng)。本次設計是基于亞當5000系列模塊和組態(tài)王進行控制及監(jiān)控，來完畢十字路口的交通燈的控制，運用本組合進行的交通燈系統(tǒng)設計具有可實現(xiàn)，可監(jiān)控，成本低，可靠性高扥特點。3硬件設計3.1硬件選擇本次設計選擇亞當5000系列的5060模塊（此為繼電器輸出模），電源選用直流穩(wěn)壓電源。亞當5000系列5060模塊特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強。通用性強，使用方便。編程簡樸，容易掌握。維護方便，容易改造。體積小，重量輕，功耗低。3.2硬件連接Adam5000接24V直流電源;模擬用小燈接5V直流電源;通信連接選取RS232接口與計算機進行連接；硬件連接如圖（硬件連接圖1-1）硬件連接圖1-14軟件設計4.1程序選擇選擇組態(tài)軟件《組態(tài)王》進行組態(tài)和控制程序設計4.2設計思緒：（1）先初始化所有輸入輸出模塊。開始時運營一次；（2）按下開始按鈕南北紅燈亮，東西綠燈亮延時50秒；（3）之后南北紅燈亮，東西黃燈亮，延時10秒；（4）再而南北綠燈亮，東西紅燈亮延時50秒；（5）然后南北黃燈亮，東西綠燈亮延時10秒；（6）初始化所有輸入輸出模塊。結束時運營一次；運營狀態(tài)下循環(huán)2~~5環(huán)節(jié)5組態(tài)王工程的設計5.1組態(tài)王工程的建立打開組態(tài)王“工程管理器”，選擇“新建”進入新建工程向導按照提醒進行設立，工程命名及畫面命名如圖（組態(tài)王工程建立1-2）組態(tài)王工程建立1-2點擊完畢，就建立了一個新工程交通燈控制。5.2組態(tài)王畫面的設計及編程5.2.1畫面設計進入工程瀏覽器----交通燈控制，單擊“畫面”后，再雙擊右側的新建畫面，進入新建畫面向導，建立畫面。過程如圖“組態(tài)王工程畫面建立1-3”組態(tài)王工程畫面建立1-3 點擊擬定新畫面建立完畢建立如“交通燈畫面1-4”圖交通燈畫面1-45.2.2畫面介紹左上角開關為開始停止開關，左右小車為東西小車，上下小車為南北小車，上下燈為南北紅綠燈，左右燈為東西紅綠燈。開始后東西綠燈亮，南北紅燈亮南北小車停，東西小車行，南北綠燈亮，東西紅燈亮始南北小車行，東西小車停，有黃燈亮時，所有小車都停。依次循環(huán)。5.2.3變量設計新建設備進入工程管理器—交通燈“系統(tǒng)”“設備”“COM1”雙擊新建設備，按照硬件的連接進行如圖交通燈設備1-5設立。交通燈設備1-5單擊完畢。完畢設備添加。進入工程管理器—交通燈選擇“變量”“變量組”點擊“新建變量”依次建立如下變量：變量名變量類型連接設備東西紅燈內(nèi)存離散東西黃燈內(nèi)存離散東西綠燈內(nèi)存離散南北紅燈內(nèi)存離散南北黃燈內(nèi)存離散南北綠燈內(nèi)存離散開關內(nèi)存離散東西小車1內(nèi)存整型東西小車2內(nèi)存整型南北小車1內(nèi)存整型南北小車2內(nèi)存整型東西紅燈1I/O離散交通燈輸出東西黃燈1I/O離散交通燈輸出東西綠燈1I/O離散交通燈輸出南北紅燈1I/O離散交通燈輸出南北黃燈1I/O離散交通燈輸出南北綠燈1I/O離散交通燈輸出t內(nèi)存整型5.2.4對畫面中元器件進行變量定義交通燈的變量定義交通燈變量定義小車變量定義南北小車設立東西小車設立開關變量定義開關變量定義5.2.5程序的設計（1）進入編譯器：依次“命令語言”“應用程序命令語言”進入編輯。（2）編輯程序：1.對個輸入輸出進行初始化，將此段程序編輯在“啟動時時”程序框中，此段程序只在開始時運營一次。\\本站點\開關=0;\\本站點\東西紅燈=1;\\本站點\南北紅燈=1;\\本站點\東西黃燈=1;\\本站點\南北黃燈=1;\\本站點\東西綠燈=1;\\本站點\南北綠燈=1;\\本站點\開關=0;\\本站點\東西紅燈1=0;\\本站點\南北紅燈1=0;\\本站點\東西黃燈1=0;\\本站點\南北黃燈1=0;\\本站點\東西綠燈1=0;\\本站點\南北綠燈1=0;\\本站點\東西小車1=0;\\本站點\南北小車1=0;\\本站點\t=0;運營時的程序即循環(huán)程序，一方面設立循環(huán)一次的時間為1000毫秒，即為1秒，依照設計的邏輯順序可以編寫以下循環(huán)程序：if(\\本站點\開關==1){if(\\本站點\t<140){\\本站點\t=\\本站點\t+1;}else{\\本站點\t=0;}if(\\本站點\t<70){if(\\本站點\t<=60){\\本站點\南北綠燈=1;\\本站點\東西紅燈=1;\\本站點\南北紅燈=0;\\本站點\東西黃燈=1;\\本站點\南北黃燈=1;\\本站點\東西綠燈=0;\\本站點\東西紅燈1=0;\\本站點\南北紅燈1=1;\\本站點\東西黃燈1=0;\\本站點\南北黃燈1=0;\\本站點\東西綠燈1=1;\\本站點\南北綠燈1=0;\\本站點\南北小車1=0;\\本站點\南北小車2=0;\\本站點\東西小車1=\\本站點\東西小車1+10;\\本站點\東西小車2=\\本站點\東西小車2+10;\\本站點\南北小車1=0;}else{\\本站點\南北綠燈=1;\\本站點\東西紅燈=1;\\本站點\南北紅燈=0;\\本站點\東西黃燈=0;\\本站點\南北黃燈=1;\\本站點\東西綠燈=1;\\本站點\東西紅燈1=0;\\本站點\南北紅燈1=1;\\本站點\東西黃燈1=1;\\本站點\南北黃燈1=0;\\本站點\東西綠燈1=0;\\本站點\南北綠燈1=0;\\本站點\南北小車2=0;\\本站點\東西小車1=0;\\本站點\東西小車2=0;\\本站點\南北小車1=0;}}else{if(\\本站點\t<=130){\\本站點\南北綠燈=0;\\本站點\東西紅燈=0;\\本站點\南北紅燈=1;\\本站點\東西黃燈=1;\\本站點\南北黃燈=1;\\本站點\東西綠燈=1;\\本站點\東西紅燈1=1;\\本站點\南北紅燈1=0;\\本站點\東西黃燈1=0;\\本站點\南北黃燈1=0;\\本站點\東西綠燈1=0;\\本站點\南北綠燈1=1;\\本站點\南北小車2=\\本站點\南北小車2+10;\\本站點\東西小車1=0;\\本站點\東西小車2=0;\\本站點\南北小車1=\\本站點\南北小車1+10;}else{\\本站點\南北綠燈=1;\\本站點\東西紅燈=0;\\本站點\南北紅燈=1;\\本站點\東西黃燈=1;\\本站點\南北黃燈=0;\\本站點\東西綠燈=1;\\本站點\東西紅燈1=1;\\本站點\南北紅燈1=0;\\本站點\東西黃燈1=0;\\本站點\南北黃燈1=1;\\本站點\東西綠燈1=0;\\本站點\南北綠燈1=0;\\本站點\南北小車2=0;\\本站點\東西小車1=0;\\本站點\東西小車2=0;\\本站點\南北小車1=0;}}}else{\\本站點\南北綠燈=1;\\本站點\東西紅燈=1;\\本站點\南北紅燈=1;\\本站點\東西黃燈=1;\\本站點\南北黃燈=1;\\本站點\東西綠燈=1;\\本站點\東西紅燈1=0;\\本站點\南北紅燈1=0;\\本站點\東西黃燈1=0;\\本站點\南北黃燈1=0;\\本站點\東西綠燈1=0;\\本站點\南北綠燈1=0;\\本站點\南北小車2=0;\\本站點\東西小車1=0;\\本站點\東西小車2=0;\\本站點\南北小車1=0;}6運營結果6.1組態(tài)王畫面運營結果如圖6.2與硬件通訊后運營結果如圖7體會通過本次課程設計，在設計過程中雖然碰到了一些問題，但通過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了因素所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗局限性。實踐出真知，通過自己親手實踐，是我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，自身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完畢了，在設計中碰到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在此后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能碰到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決只有這樣，才干成功的