智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單個(gè)十字路口交通信號(hào)燈模糊控制的方法，以單個(gè)十字路口4相位交通燈為例，把a(bǔ)ndmedium-sizedcitiesinrandomnessanduncertainty.Itisverydifficulttoestablishamathematicmathematicalmodel.Itcanintelligentlyimitatethetrainofthoughtofexperiencedtrafficpolicemenwhendirectingtraffic,andachievegoodcontroldecisionscanbemadeaccordtimingofsignallightscanbeoptimized.Thus,thetrafficproblemscaused目錄 1.4本文主要研究?jī)?nèi)容 3 4 5 5(1)石英晶體 7(2)壓電陶瓷 (3)高分子壓電材料 2.2感應(yīng)控制的實(shí)現(xiàn) 8 9 9 3.1控制要求(系統(tǒng)示意圖，控制要求表) 第4章PLC選型及輸入輸出地址定義 4.1選型 4.2輸入輸出定義 4.3輸入輸出接線圖 5.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 5.2梯形圖 圖5-4邏輯指令梯形圖 6.1輸入程序 6.2系統(tǒng)安裝 6.2.1元件表 表6-1元件器材 6.2.2安裝接線 a)元器件布局圖 圖6-2元器件布局圖 圖6-3完整的系統(tǒng)圖 6.3系統(tǒng)調(diào)試 圖6-4系統(tǒng)調(diào)試圖 第1章緒論1.1交通燈系統(tǒng)的現(xiàn)狀路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問(wèn)題之一。自80年代后決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制根據(jù)車流量的變化情況而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方案是十分現(xiàn)實(shí)而又必要的。基于智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，最早可以追溯到20世紀(jì)七八十年代的一系列車輛導(dǎo)流歐洲、日本等也相繼加入了這一行列。經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，美國(guó)、歐洲、日本成為美國(guó)是當(dāng)今世界在ITS開發(fā)領(lǐng)域發(fā)展最快的國(guó)家，它從上個(gè)世紀(jì)80年代開1995年3月美國(guó)交通部正是出版了“國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”,明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個(gè)用戶服務(wù)功能。目前7大領(lǐng)域包括：出行和交通進(jìn)行了一些ITS或類ITS基礎(chǔ)項(xiàng)目的研究和應(yīng)用。70年代中至80年代初，主要是進(jìn)行城市交通信號(hào)控制試驗(yàn)研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引進(jìn)和消化城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一些(高速)公路監(jiān)控系統(tǒng)、高等級(jí)公路電子收智能交通系統(tǒng)(ITS——IntelligentTrans1.4本文主要研究?jī)?nèi)容流量圖如圖1.1。制南第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)樣常常會(huì)造成綠燈時(shí)間的利用率下降，造成某些方向進(jìn)口引道上車輛的不必要延傳感器是一種以測(cè)量為目的，以一定的精度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系裝置稱為傳感器，而被測(cè)的力學(xué)量(如位移、力、速度等)轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)(與金屬是否塊狀無(wú)關(guān)，且切割不變化的磁場(chǎng)時(shí)無(wú)渦流),導(dǎo)體內(nèi)將換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸端接合成回路時(shí)，當(dāng)兩接合點(diǎn)熱電偶溫度不同時(shí)，就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流。如壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)而制成的傳感器。所謂(1)石英晶體石英晶體是一種性能良好的壓電晶體，它的突出優(yōu)點(diǎn)是性能非常穩(wěn)定。在20-200℃的范圍內(nèi)壓電常數(shù)的變化率只有一種—0.0001/℃。此外，它還具有自(2)壓電陶瓷(3)高分子壓電材料偏二氟乙烯(PVDF或者PVF2)、聚氟乙烯(PVF)、改壓電傳感器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量累世、功耗小、壽命長(zhǎng)，特別(1)力測(cè)量：壓電式傳感器主要利用石英晶體的縱向和剪切的壓電效應(yīng)，因傳感器除可測(cè)單向作用力外還可利用不同切割方向的多片晶體依靠其不同的壓電效應(yīng)測(cè)量多方向力，如空間作用力3個(gè)方向的分力F(2)壓力測(cè)量：壓電式壓力傳感器主要利用彈性元件(膜片、活塞等)收集(3)加速度測(cè)量：壓電式加速度傳感器是利用質(zhì)量塊m由預(yù)緊力壓在晶體片上，當(dāng)被測(cè)加速度a作用時(shí)，晶體處會(huì)受到慣性力F=ma,由此產(chǎn)生壓電效應(yīng)，因2.2感應(yīng)控制的實(shí)現(xiàn)壓電傳感器檢測(cè)十字路口各方向的車流。在距離各個(gè)十字路口160米處地下和埋入的鋪設(shè)我們?cè)O(shè)采取在每個(gè)車行道上中的出口地(停車線處)以及在離出口地一定遠(yuǎn)的進(jìn)口的地方各鋪設(shè)一個(gè)相同的檢測(cè)器，方案如圖1.1,同一股道上的兩傳感器相距的以南向?yàn)槔?，每?dāng)車輛進(jìn)入十字路口必先經(jīng)過(guò)檢測(cè)器1,檢測(cè)器1就會(huì)發(fā)生一個(gè)脈沖給PLC,PLC對(duì)檢測(cè)器1的計(jì)數(shù)就可得到南向車輛進(jìn)入的總數(shù)。車輛繼續(xù)往前就會(huì)經(jīng)過(guò)檢測(cè)器2,同樣檢測(cè)器2也會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖給PLC,PLC對(duì)檢測(cè)器2脈沖的計(jì)控制看成是輸出參量，這種控制就是車輛感應(yīng)控制。如圖2.1。確定各路口綠燈時(shí)長(zhǎng)控制信號(hào)各路口交項(xiàng)信琴燈按控制原則交通流圖2.1車輛感應(yīng)控制則每一個(gè)方向的2個(gè)檢測(cè)器的距離為160m。當(dāng)發(fā)生堵車時(shí)，車輛靠的比較緊湊，此時(shí)2輛車之間的距離定為6m。此時(shí)在2個(gè)檢測(cè)器之間?？康能囕v為26,大于了滿溢值20,因此需要延長(zhǎng)通行的時(shí)間。多出來(lái)的6輛車的總長(zhǎng)為36m。按照車輛通過(guò)十字路口的速度為27km/h,約7.5m/s計(jì)算，若延長(zhǎng)時(shí)間為5s,則可以挪出37.5m2.3可編程控制器的工作原理與選型可編程控制器(ProgrammableController)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 結(jié)構(gòu)，主要有處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、電源等組成。如圖2.2所示。地坩總線地坩總線控制總線繼電器觸點(diǎn)行程開關(guān)地址總線控制總線電源單元照明或接觸器中央處理單元輸出接口編程單兒毒人接存儲(chǔ)游的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，是其運(yùn)行速度及可靠性和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來(lái)講，需要第3章控制任務(wù)分析表3-1控制要求信號(hào)燈控制要求表東西方向信號(hào)亮亮爍亮紅燈亮?xí)r間25秒2秒30秒南北方向信號(hào)紅燈亮亮亮綠燈閃爍亮亮?xí)r間30秒25秒2秒(1)、我們假設(shè)依據(jù)車流量得出的信號(hào)控制輸入如上表(3-1)所示來(lái)進(jìn)行實(shí)號(hào)燈都熄滅。信號(hào)燈控制的具體要求如上表(3-1)所示。北北南圖3-1交通燈示意圖3.2控制任務(wù)分析而不是對(duì)南、北方向車輛總和與東、西方向的車輛總和進(jìn)行比較。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室十字路口交通信號(hào)燈的控制要求，可作出信號(hào)燈的控制時(shí)序圖如下圖(3-2)所示：uu東西紅燈Y2東西綠燈Y0東西黃燈Y1南北綠燈Y4南北黃燈Y5南北紅燈Y6圖3-2交通信號(hào)燈控制的時(shí)序圖4.1選型化，并實(shí)現(xiàn)了具有2點(diǎn)-7點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成，為了節(jié)省節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，它們4.2輸入輸出定義根據(jù)對(duì)控制任務(wù)的分析，我們將輸入輸出定義如下表(4-1)啟動(dòng)按鈕停止按鈕東西主干道綠燈東西主干道黃燈東西主干道紅燈南北主干道綠燈南北主干道黃燈南北主干道紅燈起動(dòng)按鈕SBl接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端；4.3輸入輸出接線圖輸入/輸出端口接線如下圖所示：東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈南北紅燈6Tr圖4.1輸入/輸出端口接線第5章程序設(shè)計(jì)結(jié)束圖5-1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖說(shuō)明：5.2梯形圖T11組成脈沖發(fā)生器的梯形圖。圖5-2周期為1秒的脈沖發(fā)生器時(shí)器T11得電，延時(shí)0.5秒后，其常閉觸點(diǎn)T11斷開，T10線圈失電，其觸點(diǎn)T10斷開，而定時(shí)器T10再次得電，0.5秒后，T10再次閉合，,如此周而復(fù)始，即可得到T10觸發(fā)的工作波形如下圖(5-3)所示圖5-3T10觸電的脈沖波形圖5-4邏輯指令梯形圖L [OIT第6章系統(tǒng)安裝與調(diào)試6.1輸入程序圖6-1程序輸入6.2系統(tǒng)安裝實(shí)驗(yàn)室安裝所需元件器材如下表(6-1)所示：表6-1元件器材序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位備注1安裝版1塊木板或鐵板21臺(tái)3導(dǎo)軌米4斷路器1只5熔斷器4只6指示燈4只率74只紅84只黃9轉(zhuǎn)換開關(guān)1只控制變壓器1只按鈕1只端子只銅塑線BV1/1.5m2米米緊固件M4*20螺桿若干只M4*12螺桿若干只&4平墊圈若干只女彈簧墊圈及44螺母若干只號(hào)碼管若干米記號(hào)筆1支出端子描50南圖6-2元器件布局圖b)安裝接線T5東兩2排3料擢擢7東西紅燈現(xiàn)9現(xiàn)9南北黃燈南