开题报告完整版2.docx

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开题报告完整版2

中北大学

毕业论文开题报告

学生姓名：

于莉婷

学号：

0921040808

学院、系：

软件学院

专业：

软件工程（机电一体化软件开发与应用）

设计题目：

交通灯PLC控制与仿真研究

指导教师:

原霞

2013年3月20日

开题报告填写要求

1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；

2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。

文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；

4．学生的“学号”要写全号（如020*******），不能只写最后2位或1位数字；

5.有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；

6.指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。

毕业论文开题报告

1．结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1.研究目的和意义

在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。

但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。

如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。

传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：

事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。

然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。

即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：

绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。

这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯

目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。

由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。

为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。

另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足

当前高度自动化的需要。

可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、

新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产

过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统

的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

毕业论文开题报告

2.研究现状

1）交通灯的发展史

当今，红绿灯安装在各个十字路口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。

红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应具有可靠性。

2）我国的城市交通的发展现状

毕业论文开题报告

随着我国社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，交通问题成为制约我国社会经济发展的一个大问题，我国的人口众多，现在大多数城市都经常会出现交通拥堵现象，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。

随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标，目前，我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象，特别是那些大城市，随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。

如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

因此选择一个最优的放行时间是解决交通拥堵问题的根本，现在也有很多城市开始考虑用GPS定位系统来检测路口的车流量从而实现交通灯的智能控制即根据路口的车流量来控制交通，这种方法虽说能很大程度上缓解交通压力，但以目前的经济条件还不能完全实现。

那么，我觉得最经济最实用的做法就是根据现今路口的实际车流量来确定好放行时间，本论文就是通过对路口车流量的实际考察然后确定最优循环时间，运用PLC原理来完成多交通灯的最优控制。

而且，近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在工业控制和自动控制的PLC应用系统中，PLC具有很强的抗干扰性，PLC往往是作为一个核心部件来使用。

3）PLC概述

可编程序控制器（ProgrammableLogicController,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。

可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种小批量生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置。

PLC从1969年问世以来，虽然至今还不到40年，但由于其具有通用灵活的控制性能、简单方便的使用性能，可以适应各种工业环境的可靠性，因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。

有人将它与数控技术、

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CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。

可编程序控制

器在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。

随着全球一体化经济的发展，努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术，应该是广大技术人员努力的方向。

PLC的特点：

高可靠性、丰富的I/O接口模块、采用模块化结构、编程简单易学、安装简单，维修方便。

PLC可实现的功能：

逻辑控制、定时控制、计数控制、步进（顺序）控制、PID控制、数据控制：

PLC具有数据处理能力、通信和联网，PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：

定位控制模块，CRT模块。

3.本课题主要内容

根据交通信号灯系统的要求与特点，我们采用了德国西门子公司S7-300型PLC。

西

门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-300系列中最高档次的超小型程序装置。

西门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。

本系统就是应用可编程序控制器（PLC）对十字路口交通控制灯实现控制。

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华南理工大学出版社.2003:

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

1.本课题要研究的问题:

利用PLC和组态软件对交通灯进行设计和模拟仿真

2.拟采用的研究手段:

智能交通灯不仅保持了传统交通灯结构简单，操作方便，运行可靠等特性，而且采用PLC控制，可根据车流量大小自行改变交通灯时间长短，以达到不同时期对道路交通灯的不同要求，还具有紧急控制开关，应对各种突发事件，制造成本降低，维护性和可靠性提高。

因此，智能交通灯可以首先在全国一二级城市运用，凭借其优良的性能，将来可以全国推广，为中国道路安全及道路建设提供保障。

1）拟选择西门子PLC，进行程序设计

2）拟选择组态软件STEP7，对交通灯进行模拟控制

第一部分是PLC交通等控制系统的硬件设备的要求，如下:

1.要选择PLC系统设备

2.PLC外部接线图。

3.要设计I/O配线表。

4.PLC电源和地的选择。

第二部分是设计PLC流程图。

1.设计系统控制总体结构。

2.设计信号传送系统。

3.紧急控制系统。

第三部分是对PLC交通灯的编程器的选择和系统调试。

1.顺序功能流程图SFR。

2.用编程器输入指令并检查。

3.系统调试仿真。

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指导教师意见：

指导教师：

年月日

所在系审查意见：

系主任：

年月日

附件：

参考文献格式

学术期刊作者﹒论文题目﹒期刊名称，出版年份，卷（期）：

页次

如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。

例如：

[1]李峰，胡征，景苏等.纳米粒子的控制生长和自组装研究进展.无机化学学报，2001,17（3）:

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学术会议论文集作者﹒论文题目﹒文集编者姓名﹒学术会议文集名称，出版地：

出版者，出版年份：

页次

例如：

[3]司宗国，谢去病，王群﹒重子湮没快度关联的研究﹒见赵维勤，高崇寿编﹒第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：

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105

图书著者﹒书名﹒版本﹒出版地：

出版者，出版年﹒页次

如果该书是第一版则可以略去版次。

例如：

[4]韩其智，孙洪洲﹒群论﹒北京：

北京大学出版社，1987﹒101

预印本作者﹒论文题目﹒预印本编号（出版年份）

例如：

[5]XiaofengGuoandJianweiQiu﹒Theleadingpowercorrectionstothestructurefunctions﹒hep—ph/9810548（1998）

学位论文作者﹒论文题目﹒学士（或硕士、博士）学位论文.出版地：

出版者，出版年份

例如：

[6]陈异.纳米粒子形貌控制研究.硕士学位论文.北京：

中国科学院,2002

电子文献主要责任者.电子文献题名﹒电子文献的出处或可获地址.发表或更新日期

例如：

[7]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展.1998-08-16

专利专利所有者.专利名称.专利国别：

专利号，日期.

例如：

[8]姜锡洲.一种温热外敷药制备方案.中国专利：

881056073，1989-07-26.