PLC交通信号灯设计.docx
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PLC交通信号灯设计.docx
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PLC交通信号灯设计
摘要
交通信号灯是人们生活中必不可少的基础设施,伴随城市范畴的持续扩张,之前的交通灯控制系统出现众多问题:
通行时间相对程式化,无法凭借车流量现实情况来调节红绿灯显示。
本设计将STC15F2K60S2单片机当做中央控制器,采用发光二极管来模拟交通灯信号,并且采用LED数码管倒计时显示红绿灯还需亮的时间。
通过红外传感器检测车流量,车检测电路将得到的车流量信息传给单片机系统,单片机系统根据车流量的多少而选定红绿灯转换的时间程序,再将信息传给时间显示电路和信号灯电路,通过上位机软件远程监控车流量与现场状态,进而实现交通信号灯的智能化,提高了十字路口的通行效果。
关键词:
交通灯;STC15F2K60S2单片机;倒计时显示;车流量检测
Abstract
Thetrafficlightsaretheessentialinfrastructureinpeople'slife,withthecontinuousexpansionofcityscale,thetraditionaltrafficcontrolsystemhasobviousshortcomings:
thepassageoftimeisrelativelystylized,notdependingonhowmuchtrafficandadjustthetrafficlightsdisplaytime.
ThisdesignusesSTC15F2K60S2microcontrollerasthecentralcontroller,usingLEDstosimulatethetrafficlightsignal,andtheuseofLEDdigitaltubecountdowntrafficlightsisbrighttime.Throughinfraredsensorstodetectvehicleflow,vehicledetectioncircuitwillgettrafficinformationtothemicrocontrollersystem,MCUThesystemselectedredlightconversiontimeprogramaccordingtohowmuchtraffic,andthensendtheinformationtothetimedisplaycircuitandsignalcircuit,throughthePCsoftwareofremotemonitoringandtrafficcondition,andthenrealizetheintelligenttrafficlights,improvethetrafficeffectatthecrossroads.
Keywords:
trafficlights;STC15F2K60S2SCM;countdowndisplay;trafficflowdetection
1绪论
1.1课题研究背景与意义
二十一世纪作为一个高科技的时期,汽车产业的持续扩张,小轿车数目持续增加,道路拥堵的负担也越来越大,特别是十字路口的交通非常耽误时间。
交通发展促进经济进步,大众生活水平提升。
但是城市的交通现状也长期以来困扰着城市的成长、城市经济的发展在很大程度上受其制约。
而致使交通问题的主要原因是:
在有限的城市道路上无尽增添的车辆这一情况。
随着都市街道上的可容纳的汽车数量的不断加多,车辆对道路容量的需求也愈来愈高,但是还不太可能在短期内得到改善。
在此情况下,交通灯智能化是将来发展的必要趋向。
之前的交通灯控制系统设计非常固化,红绿灯交替时间一样的弊端,智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的探究意义,在十字路口经常出现拥堵这一现状下,利用单片机控制原理,提出了软件和硬件设计方法,可以达到道路的通行无阻这一目标。
1.2研究现状
1.2.1城市交通的作用
人类进行各种活动的中心是城市,它在社会的成长征程中起到了关键的作用。
汽车在给大众提供便利的时候,也造成道路堵塞以及交通安全事故多次出现。
在国内,对外开放方针的全面实施,导致经济发展得到全面提高,城市交通出现良好的进步。
然而,由于城市化进展过快,城市面积扩大,商业和社会活动越来越多的城市,人们日益增加的相互交往,使交通拥堵和事故越也来越多和越来越重要。
交通是城市基础设施的一个重要步骤,因此怎样改进城市交通问题,也愈来愈得到人们的注重。
城市交通是城市的关键设施,它是城市活动得以进行的支柱,是城市的“中枢神经”系统,若得不到及时有效的治理,城市居民生活水平和城市经济都会受到严重的影响。
因为国内城市主要设备的发展明显不如城市发展,城市内部以及四周区域的经济进步在特定层面上受到影响。
所以,解决城市的交通问题,不只可以促进经济以及国家的综合发展,此外还可以确保大众生命财产安全。
城市经济的进步以及大众生活质量的提升和交通情况有紧密的关系,现实生产和其有紧密关系,还贯串着家家户户的生活起居。
城市交通有效、安全、可靠、经济的同时又拉动了城市的经济效益、提高了工作效率,和改善了人民的生活水平。
城市交通体系的运转情况的优劣同时也影响着城市发展的快慢。
十字交叉路口是城市道路网络的中心,是交通体系中的关键一步,城市道路的通畅程度受它通行能力的影响。
而修筑立交桥是提高十字路口通行能力的最佳举措。
但依据我国道路建设情况和各城市经济差异等原因,还不能普及立交桥的修建。
人们更多的是通过交通控制来更好的治理十字路口的车辆,根据交通现状予以它们最合适的交通控制,进而减少十字路口的道路拥堵。
这使得车辆通过十字路口的速度得到了提升,还可以减少因交通延误而浪费的人们出行的时间。
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七倍左右。
所以,如何实现城市十字路口畅通无阻、削减机动车辆在十字交叉路口周围泊车误时对发展社会经济和保护环境都是至关重要的。
1.2.2国内外交通系统发展现状
(1)国外研究现状
最初在1850年,城市交叉口处持续增加的交通就导致大众对安全以及堵塞的重视。
全球首个交通信号灯由此出现,开启了城市交通控制的浪潮,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由那时的英国机械师德·哈设计、建造的灯柱高七米,身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯,这是城市道路的第一盏信号灯。
在灯的脚下,一位手拿着长杆的警员随性地转动皮带转改变提灯的颜色。
一段时间后,在信号灯中间放置了一个气体灯罩。
有两个红色和绿色的玻璃覆盖在它的前面。
悲惨的的是只面世23天的煤气灯忽然爆炸自灭,让一名正在当班的警员也为此葬送了生命。
然而上述煤气爆炸问题导致此类交通信号灯直接消失将近五十年。
1914年之后,美国克利夫兰、纽约以及芝加哥再一次出现了此类信号灯,其选择电力驱动,和现在的信号灯相差无几。
1926年英国人首次安装以及使用自动化控制器来管控此类信号灯,其是城市交通自动管控的开端。
1930年,最初采用车辆感应式信号控制器的是美国,之后是英国,此时采用的车辆检测器是气动橡皮管类型的。
此类控制器的特征就是其可以根据检测的交通流量来调整绿灯时间的长短,全面使用绿灯时段,减少车辆在交叉路口的等待时间,和定时管控模式相比机动性更高。
此类控制的上述特点刺激了车辆检测器科技的使用。
在气动橡皮管式检测器之后,雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红以及环形线圈等类型逐渐出现。
而今各国普遍使用的最能代表城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT与SCOOTS交通控制系统和澳大利亚的SCATS系统。
(2)国内研究现状
我国交通范畴的发展起点与国外相比较晚,差不多是从新中国成立以后,因为各方面的条目成熟以及应社会发展的需求,才创立及完善交通体系的。
城市交通是一个十分全面而又繁杂的问题,需要从政策,机构,体质,管理,收费价格,基础设施和投资等方方面面一起着手办理。
我国城市经济和社会的蓬勃发展致使社会对交通的需要快速增长,也使其面临更严酷的挑战。
交通灯日常安设在十字路口,在显眼的位置用红、绿、黄三种色彩的信号灯,并添加倒计时显示器控制汽车的行驶。
相对一般情况下的安全行车,车辆分流还能发挥作用,但依据现实行车过程当中发生的情形,还有如下弊端和不足:
通行时间比较固化,无法依照车流情况调节具体的显示时间。
这会使车流辆多的时候发生道路拥堵,车流辆少的时候耽误时间。
所以我国城市发展的谋划,建造以及运转,在广泛参考和汲取国际杰出经验的根源上还应创建并健全适应我国国情的城市交通体系。
随着当今社会的发展日益依附于交通运输,交通控制受到了广泛关注。
最近几年,欧美国家都在一些城市创建智能交通控制系统。
在上述体系中,大部分都位于交叉路口周围,在此部分装置探测器,且利用交叉口的控制设施或人员把交通控制参数通过电话线、电缆、光纤或者是无线网络等方式传送到微处理器,通过计算机管控。
尤其是伴随信息科技的使用,交通控制观点逐渐从交通管理者的活动发展成为交通管理者以及道路使用者相同的活动,然后促使交通的改善以及发展。
在上述发展中,去除全新设施的使用以外,数据筹集、传播、整合、存储和发送等技术的发展具备显著的作用。
由于计算机科技的进步,促使交通控制系统得到显著发展。
上述控制科技利用和现代控制观点、现代管理模式相融合,持续促进交通控制系统的完善。
我国的交通控制技术较国外的还是非常落后的。
目前,我国缺乏科学、适宜、行之有效的城市交通控制体系;道路交通治理不善,无序。
所以产生的结果就是道路通行水平不高且变化明显、出行不方便,交通问题多次出现,交通环境差,驾驶者会出现疲劳等。
1.2.3我国交通中存在的主要问题
交通的进步,加快了大众社会的进步。
其中社会进步,也加快了了交通设备以及工具的发展。
但是,伴随汽车数目的持续增加,人们在享用着机动车辆所提供的方便的同时,也将面对由汽车所引发的一些问题。
我国经济发展水平并不高,因此产生了展现我国特点的城市交通情况。
由于自身问题,国内城市交通控制系统依旧有大量问题没有得到全面的解决,例如系统应用环境容易改变,导致系统适应性不好等问题,上述问题就是国内交通系统的特点。
而它具体表现在以下几个方面:
(1)车辆种类繁杂,混合交通严重。
因为各种人消费需求的差异,致使街道马路上不同类型的车辆大量涌现。
但是现在全球常见的交通控制系统对道路规划以及流量都有清楚的要求,本质上不符合小汽车交通。
(2)交通问题多次出现,不利于大众生命以及财产安全的维护。
在汽车出现中以后,交通问题就随之出现。
道路情况、环境、驾驶员素养等原因都会造成交通问题。
汽车数目多,道路不宽阔,车辆混合,和部分司机以及行人不遵照规则,导致城市交通问题多次出现。
(3)交通堵塞明显,造成行车时间延长,资源损耗增加。
我国城市的车辆行驶速度很慢,形势不太乐观。
国内人数超出百万的都市,每年因为交通堵塞造成的直接经济损失超出1600亿。
(4)城市污染明显,此处空气以及噪音类型最明显,并且情况每况愈下。
目前国际上最严峻的环境污染当中就包含因汽车尾气排放和噪音所致的空气、噪音污染。
发达国家通过调查研究发现:
城市空气污染和噪声污染中占非常大的比例的为汽车尾气产生的污染物和交通噪声,分别占到了60%和70%,车辆制动和停止这两步最易产生这类污染。
上述众多部分展现出国内目前城市交通系统需要处理的众多问题,详细展现在车辆混合、事故多次出现、交通堵塞以及污染更加明显。
因此就需要我们寻找本质因素,探究问题,寻找合适的处理方式,选择正面的方式,让城市交通问题得以全面处理。
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