虚拟仪器课程设计报告交通灯设计改.docx
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虚拟仪器课程设计报告交通灯设计改.docx
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虚拟仪器课程设计报告交通灯设计改
虚拟仪器课程设计报告
专业班级:
测控技术与仪器
姓名:
化明明
学号:
131130123
指导老师:
王雪晴
设计日期:
2016—5—23
摘要:
交通灯通常指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯。
在道路十字路口,每条道路上有一组红,黄,绿灯和倒计时显示器,用以指挥车辆和行人有序地同行。
基于虚拟仪器技术,利用labview而设计的交通灯,可以用来模拟真实交通灯而进行工作。
使用虚拟仪器技术,工程师可以利用图形化开发软件labview方便、高效的创建完全自定义的解决方案,以满足灵活多变的需求趋势。
利用虚拟仪器技术labview设计的交通灯,可以完成用于自动控制十字路口交通灯的明暗和倒计时器的状态,指挥各种车辆和行人安全通行。
关键词:
交通灯;虚拟仪器技术;labview
Abstract:
Red,yellow,andgreentrafficlightsusuallyreferstothethreekindsofcoloroflightusedtodirecttrafficsignallamp.Inroadintersection,everyroadhasasetofred,yellow,greenandcountdowndisplay,tocommandvehiclesandpedestriansinanorderlyfashion.Basedonvirtualinstrumenttechnology,theuseoflabviewandthedesignoftrafficlights,whichcanbeusedtosimulatetherealtrafficlightstowork.Usingvirtualinstrumenttechnology,softwareengineerscanusegraphicallabviewisconvenientandefficienttocreatefullycustomizablesolutions,inordertomeettheneedsofflexibletrend.Usingthelabviewvirtualinstrumentdesignoftrafficlights,canbefinishedforautomaticcontrolofintersectiontrafficlightshadeandstateofthetimer,commandvehiclesandpedestrianssafepassage.
Keyword:
trafficlight;virtualinstrument;labview
1.设计目的
(1)掌握LabVIEW软件编程方法;
(2)培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
2设计思路与方案
本次我们是通过采用基于虚拟仪器的交通灯控制系统的设计,自动控制十字路口四组红、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
绿灯亮时,准许车辆通行,行人通行。
红灯亮时,禁止车辆通行,为交通安全提供保障。
同时还提供人行横道的指示和时间显示。
使这个虚拟的交通灯程序更好用。
原理框图如2.1所示。
图2.1交通灯逻辑图
3.前面板的设计
前面板是VI的用户界面。
创建VI时,通常应先设计前面板,然后在前面板上创建输入/输出任务。
本课程设计中前面板比较简单,需要用28盏灯、4个时间显示器、一个停止按键、一个加速时间旋钮即可。
前面板如图3.1所示。
图3.1交通灯前面板
其中的28盏灯,包括:
东西直行红绿灯和黄灯4个,东西左转红绿灯和黄灯4个,东西右转红绿灯2个;南北直行红绿灯和黄灯4个,南北左转红绿灯和黄灯4个,南北右转红绿灯2个;东西人行横道红绿灯2个,南北人行横道红绿灯2个。
4程序设计
4.1定时信号的产生
由上面分析可知,交通灯毎工作一个周期的时间为100秒。
获取定时信号的方法有两种:
1、毫秒计时器在LabVIEW中的一个计时单元,它的图标与用途如图3.2所示。
在函数选板的【编程】→【定时】子选板中选择时间计数器选定该单元。
毫秒计数器对时间信号计数,要产生一个一秒为单位的时间信号,所以还得用毫秒计数值除以1000,取商得到以秒为单位的时间信号。
2、用一个“编程-定时”中的“获取时间/日期”的控件及“等待时间”控件来实现的。
计时以秒为单位,每完成一个循环后又从零开始计时。
4.2时间信号的分段
将得到的时间信号除以每个循环所用的时间100s,取余数。
得到的余数x的范围为0<=x<100,当0<=x<30时,条件满足,执行第一个条件结构里面的程序。
当30<=x<50时,条件满足,执行第二个条件结构里的程序。
当50<=x<80时,条件满足,执行第三个条件结构里的程序。
当80<=x<100时,条件满足,执行第四个条件结构里的程序。
图3.2时间分段程序
4.3各组时间信号的动作
第一阶段:
余数在0至27秒之间,东西直行绿灯(27秒),东西左转红灯;南北直行红灯,南北左转红灯;东西人行道为绿灯(27秒),南北人行道为红灯;
图3.3第一阶段
第二阶段:
余数在27至30秒之间,东西直行黄灯(3秒),东西左转红灯;南北直行红灯,南北左转红灯;东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.4第二阶段
第三阶段:
余数在30至47秒之间,东西直行红灯,东西左转绿灯(17秒);南北直行红灯,南北左转红灯;东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.5第三阶段
第四阶段:
余数在47至50秒之间,东西直行红灯,东西左转黄灯(3秒);南北直行红灯,南北左转红灯;东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.6第四阶段
第五阶段:
余数在50至77秒之间,东西直行红灯,东西左转红灯;南北直行绿灯(27秒),南北左转红灯;东西人行道为红灯,南北人行道为绿灯(27秒);
图3.7第五阶段
第六阶段:
余数在77至80秒之间,东西直行红灯,东西左转红灯;南北直行黄灯(3秒),南北左转红灯;东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.8第六阶段
第七阶段:
余数在80至97秒之间,东西直行红灯,东西左转红灯;南北直行红灯,南北左转绿灯(17秒);东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.9第七阶段
第八阶段:
余数在97至100秒之间,东西直行红灯,东西左转红灯;南北直行红灯,南北左转黄灯(3秒);东西人行道为红灯,南北人行道为红灯;
图3.10第八阶段
4.4循环的设计
图3.11while循环
4.5实验电路图
图5.1电路接线图
5心得体会
通过本次课程设计我基本学会了虚拟仪器设计的步骤和基本方法,提高了动手能力,增强了理论联系实际的能力。
由于本次课程设计必须由本人完成,全班共同一个题目,所以我们能够共享资料。
遇到难题时我们彼此共同交流,解决问题的同时,我们都获得了知识的积累,对此我感到非常欣慰。
总之在这次课程设计中我受益匪浅。
指导老师布置题目后,我就开始课程设计的准备工作。
刚开始我查阅了一些网上的资料,详细了解了交通灯的运作方式。
这些前期准备完成后,我便着手分析范例中的原理控制和时间循环的原理,经过几天的实验,计算和分析,最后终于弄明白了运用条件结构来实现顺序控制的原理,并成功试运行。
一开始运行时,设计中存在许多问题,大都由于考虑不全造成的。
后来,我把四个方向分成四块,一块一块分析错误,并一一解决。
最后终于完整实现交通信号灯的各项功能,满足题目的各个要求。
经过这次课程设计,我觉得,不管做什么都要有付出,全身心的付出,否则就不可能有收获。
这次课程设计中,遇到很多难题,每一个困难的解决,我的自信心就变得更强。
随着课程设计的完成,我不但收获了知识,也收获了自信与喜悦。
参考文献:
[1]黄松岭.虚拟仪器设计基础教程[M].北京:
清华大学出版社,2008
(2).
[2]侯国屏.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京:
清华大学出版社,2005
(2).
[3]周求湛.虚拟仪器基础技术[M].北京:
北京航空航天大学出版社,20011(6).
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- 关 键 词:
- 虚拟仪器 课程设计 报告 交通灯 设计