城市智能交通灯系统毕业设计论文.docx

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城市智能交通灯系统毕业设计论文

毕业论文（设计）

题目：

智能交通灯控制系统

（Title）：

Intelligenttrafficlightcontrolsystem

智能交通灯控制系统

摘要

本设计就是以单片机为架构的智能交通灯系统。

本系统由单片机系统、LED显示、交通灯演示系统组成。

系统包括直行、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。

系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

目前的交通灯闪烁周期固定，导致上下班高峰期主干道路等待时间长。

本设计增加高峰期模式，进入高峰期时间段，通过调节闪烁时间缓解车流量大的道路压力。

同时还增加了交通灯系统的人行道盲人提示功能、急车紧急通过功能，可有效防止上下班时交通堵塞和车辆、人员滞留。

比起普通交通灯控制系统，此系统提高了交通灯控制的效率，保证交通有序进行。

关键词：

AT89S52；交通灯；LED显示

Intelligentrafficlightcontrolsystem

Abstract

ThisdesignisbasedonSCMforintelligenttrafficlightsystemarchitecture.ThissystemconsistsofSCMsystem,LEDdisplay,trafficlightsdemonstrationsystem.Thesystemcomprisesastraightline,turnleft,turnright,andthebasictrafficlightsfunction.Inadditiontothebasictrafficlightsfunction,alsohasthelighttimecountdown,timesetting,emergencyhandling,sub-periodadjustmentofsignalandmanualcontrolfunctionsaccordingtothespecificcircumstances.

Atpresent,thetrafficlightsfixedperiod,resultingintherushhouroftrunkroadtowaitforalongtime.Increasethepeakpatterndesign,enterthepeakperiodoftime,byregulatingtheflashingtimerelievethepressurelargeflowofcar.Atthesametimealsoincreasedthetrafficlightsystemsidewalkblindpromptfunction,acuteemergencyvehiclesthroughthefunction,caneffectivelypreventthecommutingtrafficandvehicles,staffretention.Comparedwithordinarytrafficlightcontrolsystem,thesystemimprovestheefficiencyoftrafficlightcontrol,ensuretheorderlytraffic.

Keywords:

AT89S52；TRAFFICLIGHT；LEDDISPLAY

一、绪论

1.1城市交通的作用

城市是人类从事各类社会、政治、经济和文化的活动中心，在社会发展中起了重要的作用。

汽车是这一时代文明的产物，在给人们带来巨大便利的同时，也使人们面临交通拥挤的困惑和道路交通安全事故的烦恼。

在我国，随着改革开放政策的贯彻实施，国民经济得到了迅猛发展，道路交通也得到了迅速得法展。

与此同时，由于城市化进程的加速，城市规模不断膨胀，城市的经济贸易和社会的活动日益频繁，人员流动与社会交往日益增多，使得城市交通拥挤和交通安全事故问题更加透突出。

城市交通作为城市基础设施重要组成部分，如何改善、完善和发展城市交通，越来越被人们所重视。

城市交通作为支撑城市活动的主要基础设施，是城市的枢纽和命脉，如不及早实施综合治理，将严重的影响城市居民生活的提高和城市的经济发展。

由于我国城市基础设施的发展滞后于城市建设的发展，严重影响了城市及周边地区的经济发展。

因此，城市交通问题的解决，不但可以使人们的生命财产有保障，而且可以加快经济的发展和社会的进步。

城市交通系统是城市大系统中非常重要的子系统之一。

它与整个城市国民经济的发展和人民生活水平的提高密切相关，它连同社会生产的每个环节，维系着千家万户的日常生活。

城市交通一方面受城市结构、经济状况、生产布局、人口分布等因素的制约；另一方面，它的有效性、安全性、可靠性、经济性又影响着城市的工作效率、经济效益和居民生活水平。

城市交通系统的运行状况又可以从另一个侧面反映出城市的经济建设、科学技术和城市管理水平。

因此，在交通管理中应用先进的科学技术和管理方法保证道路的安全畅通，是经济发展的需要。

交叉路口是城市交通系统重要的组成部分，是城市道路网的咽喉，其通行能力制约着城市道路的通达，是影响道路畅通的瓶颈。

众所周知，提高交叉路口通行能力的最有效办法是修建立交桥。

鉴于我国道路基础设施现状以及从各个城市的经济水平情况，立交桥尚不能推广普及。

因此，人们更多的采用交通控制这一方式来充分利用交叉路口的时空资源，按照现实的交通流给予相应的最适宜的交通控制，最大程度的提高交叉路口的通行能力，不但能提高车辆通过交叉路口的速度、减少延误、节约人们的出行时间，同时能避免该交叉路口发生堵车，影响交叉路口临近路段及更远路段的顺利通行。

据有关的资料显示，机动车辆在其减速制动和起动期间所排放的有害物质是其正常行驶时的7倍左右。

因此，解决好城市交叉路口通行问题，减少机动车辆在交叉路口附近停车延误对提高社会的经济效益和环境保护都是具有重大意义的。

1.2国内外交通系统发展现状

随着现代社会对交通运输的日趋依赖，交通系统的控制越来越受到普遍的重视。

近年来，英国、美国等西方国家均在某些城市建立智能交通控制系统。

由各路口的控制设备或工作人员将交通控制参数通过电话线、电缆、光纤或是无线网络等方式输入到微处理器，用小型计算机控制。

尤其是伴随着信息技术的发展，交通控制的概念已从交通管理者的行为改变为交通管理者和道路使用者共同的行为，从而使得交通的最优化向全局最优发展。

在这些发展中，除了新设备的应用外，数据的采集、传输、处理、存储与发送等技术的发展也起了关键的作用。

新型的监测器，包括用摄像机采集图像信息和进行图像处理技术，为人们提供了大量的时变数据；新的通信技术，包括光纤通信、无线通信等技术，能使人们更快的传送数据。

而计算机技术的发展，使交通控制系统的发展又向前进了一大步。

这些控制技术与现代控制理论、现代的管理方法相结合，使交通控制系统日趋完善。

与国外相比，我国目前的交通控制很落后，目前中国城市的问题呈现如下些问题：

管理不力，秩序混乱；没有科学、合理、有效的城市交通监控系统。

由此带来的后果表现为道路的通行能力明显低于设计要求且波动性大、出行难，交通事故发生率高，交通环境恶化，出行者易疲劳等问题。

1.3我国交通中存在的主要问题

交通的发展，促进了人类社会的不断进步。

社会的进步，又促进了交通设施的建设、交通工具的改进。

然而，随着机动车辆的迅速增加，人们在专区由机动车辆所带来的巨大利润以及充分享受汽车巨大便利的同时，也越来越受到交通拥挤、交通事故频发、环境污染加剧和燃油量上升所带来的困惑。

我国是一个发展中国家，经济还不是很发达，因而产生了具有中国特色的城市交通局面。

由于先天的不足，城市交通控制系统存在很多问题，如系统应用环境的变数大、系统适应性差等一些棘手的问题，这些问题可以说是我国城市交通系统的特点。

具体表现在如下几个方面：

（1）车型种类繁杂，混合交通严重。

为了适应不同人群和不同消费需求，各种车辆大量混杂在道路中。

目前世界上广泛使用的交通控制系统均对路网和流量有一定的要求，对于适应小汽车交通的效果不是很好。

（2）交通事故频发，对人类生命安全构成极大的威胁。

自从汽车问世以来，交通事故就伴随而来。

交通事故的产生与道路状况、环境、驾驶员素质等因素有关。

车辆多，道路窄，机动车辆和非机动车辆混行，部分司机和行人不遵守交通规则，构成了城市交通事故主要原因。

据统计，每年10万人中就有9人死于车祸，这个数字是和战争中死亡的人数差不多。

就西安来说，每年都有很多人死于车祸。

（3）交通拥挤严重，导致出行时间增加，能源消耗增大。

据报纸显示，全国城市的车速非常的低，形势非常的严峻。

我国国内百万人口以上的大城市，每年由于交通拥挤带来的直接经济损失多达1600亿，相当于国民生产总值的3.2%。

（4）空气污染和噪声污染严重，且日益加剧。

汽车尾气排放、噪声是当今世界上最严重的环境污染之一。

发达国家的调查表明：

汽车排放的污染物占大气污染物总量的60%以上；交通噪声占城市环境噪声的70%以上，这种污染物在车辆制动和起动的过程中更为严重。

以上这四个方面的问题集中体现了现阶段我国城市交通系统的突出问题，具体表现在车辆混杂、事故频发、拥挤严重、污染加重。

这要求我们找出根本原因，分析问题，找出解决的办法，采用积极的措施，以期彻底改善城市的交通问题。

1.4城市交通解决的主要途径

针对城市交通拥挤，有人提出修建新的城市道路或是修建新的立交桥。

可是，过不了多长的时间，道路又恢复到原来的拥挤状态。

一般来说修建新的道路不会改变原来的拥挤，诱发的交通量将很快占据新增的道路设施，这部分潜在的交通量是由于以前受道路供给短缺的制约而未能得到实现的。

由于修建道路并不能从根本上解决城市交通拥挤的问题，人们开始寻求新的解决途径。

随着人们对控制理论的认识和利用的不断深入以及计算机技术的发展，利用控制理论和计算机技术来解决交通问题显得越来越重要了。

各国相继开发了不同的交通控制系统，为缓解交通问题做出了很大的贡献。

随着人工智能这一新兴的科学的兴起，人们开始将其引入到城市交通控制中来。

经过大量的探索和研究实践，人们相信智能控制是解决城市交通问题的强有力的工具。

[1]

1.5论文研究的主要内容

目前城市十字路口的红绿灯，一般根据路口车辆的多少预设固定的红绿灯转换周期。

但固定配会导致有些方向车辆早已通行完，而另外方向车辆排长队等待绿灯，致使交通效率大大降低。

该设计是一种新型交通灯智能控制系统。

该系统依据车多通行时间长及同时通行两车道不冲突的原则，在软硬件方面对现行交通灯控制进行改进，从而动态调节各方向的通行时间，大大提高了交通灯配时的灵活性和实时性。

[1]

二、单片机控制交通系统总体设计

2.1单片机交通控制系统通行方案设计

2.1.1设计路线

智能交通灯系统的设计路线主要分为：

LED的选择、数码管显示控制、计时控制和软件总体的设计。

交通灯由12个带指示箭头的LED灯来作为四个方向的车行指示灯，各人行路口的指示灯为红绿灯来指示通行禁行。

数码管受I/O口等因素的限制，故采用四个两位共阴数码管，以74ls245芯片来控制数码管与I/O端口的连接和74ls138芯片控制个位十位显示，这样差不多占用1组I/O口。

交通灯的计时控制是利用单片机内部的定时器/计数器进行定时，配合软件延时实现到计时。

[2]

2.1.2方案比较、设计与论证

（1）电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。

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