智能交通燈控制系統(tǒng)開題報(bào)告

1、涼科早地殺計(jì)打甌報(bào)告題目:基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題：院（系）:電氣與信息工程學(xué)院班級：自動化08-4姓名：李鑫學(xué)號：15指導(dǎo)教師：葉瑰旳黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來源自擬題目K研究目的和意狡自從1858年英國人，發(fā)明了原始的機(jī)械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通 路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車數(shù)童 急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對于交 通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著的效果。近年來，隨若科技的飛速發(fā)展，電子器件

2、也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生 活當(dāng)中。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89C51作為核心元件，實(shí)現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的 智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時(shí)間不合理、急車強(qiáng)通等問題。系 統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。國內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏邑的指示燈。加上一個(gè)倒 計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來控制行車。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實(shí) 際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點(diǎn)：1 兩車道的車輛輪流放行吋間相同且固定，在十 字路口，經(jīng)常一個(gè)車道為主千道，車輛較多，

3、放行時(shí)間應(yīng)該長些：另一車道為副干道，車輛較少， 放行時(shí)間應(yīng)該短些。2.沒有考慮緊急車通過時(shí)，兩車道應(yīng)采取的措施，臂如，消防車執(zhí)行緊急任 務(wù)通過時(shí)，兩車道的車都應(yīng)停止讓緊急車通過?；趥鹘y(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過于死板，紅綠燈交替是間過于程式化的缺點(diǎn).智能交通燈控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就更顯示出了它的研究意艾，它能根據(jù)道路交通擁護(hù)，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情 況。利用單片機(jī)控制技術(shù).提出了軟件和硬件設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)道路的最大通行效率。2、國內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）在今天，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和罠有效的手段。但這 一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以

4、燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用 以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏 斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩邑旋轉(zhuǎn)式方形玻璃 提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷， 遂被取消。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三邑圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座爲(wèi)塔上。紅燈亮表示“停止綠燈亮表示“通行而中國最早的 馬路交通燈卻是誕生于1928年的上海英租界。從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制， 從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代

5、化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號燈在科學(xué)化、自動化上不斷地更新、發(fā)展 和完基。但是，隨著社會的不斷進(jìn)步傳統(tǒng)的交通燈的缺陷也日益出現(xiàn)，其中設(shè)計(jì)過于死板，達(dá) 不到道路的最大通行效率是最明顯的問題，紅綠燈交替變換時(shí)間過于程式化。隨著我國經(jīng)濟(jì)的爲(wèi)速發(fā)展，人們對各種交通車輛的需求董不斷增大，城市的交通擁護(hù)問題日 益嚴(yán)電，目祈，大部分城市的十字路口的交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查, 利用傳統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)好紅綠燈的延時(shí)然而，實(shí)際上的車流量是不斷變化的，有的路口在不同的 時(shí)間段車流量的大小甚至有很大的差異，所以說，統(tǒng)計(jì)的方法己不能適應(yīng)迅速發(fā)展的交通現(xiàn)狀。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)出一個(gè)

6、具有實(shí)用價(jià)值、性價(jià)比較高的智能交通燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)性 能較好，且穩(wěn)定性高，可實(shí)現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通自動控制和緊急情況下能夠手動切換信號燈讓特 殊車輛優(yōu)先通行。設(shè)計(jì)一種以AT89C51單片機(jī)為核心芯片，并外加輸入和輸出電路.由四部分組 成：車檢測電路，信號燈電路，時(shí)間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。在此交通燈系統(tǒng)中設(shè)計(jì)出最佳的 檢測車流量大小的硬件電路，并對其主要部分進(jìn)行詳細(xì)分析，完成主電路和控制電路的設(shè)計(jì)，并 對智能交通燈的運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行分析，得到可行性方案。4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步探等）1、設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個(gè)交叉路

7、口的車輛交替 運(yùn)行，兩個(gè)方向能根據(jù)車流董大小自動調(diào)節(jié)通行時(shí)間，車流董大，通行時(shí)間長，車流量小，通 行時(shí)間短。2、每次綠燈變紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5S,才能變換運(yùn)行車輛。3、東西方向、南北方向車道除了有紅.黃.綠燈指示外.毎一種燈亮的吋間都用數(shù)碼管顯示 器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。4、考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開頭。針對道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況。我準(zhǔn)備利用單片機(jī)控制技術(shù)來設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)方案及兩點(diǎn)改進(jìn)措施：1、根據(jù)各道路路口車流量的大小自動調(diào)節(jié)通行時(shí)間。2、考慮特殊車 輛通行情況，設(shè)計(jì)緊急切換開關(guān)。由于AT89C51單片機(jī)自單帶有2計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。用

8、單片機(jī)設(shè)計(jì) 不但設(shè)計(jì)簡單.而且成本低，用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈,系統(tǒng)構(gòu)圖如圖1所示:圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，可畫出該控制器的原理框圖，為確保十字路口的交通安全，往往都釆用 交通燈自動控制系統(tǒng)來控制交通信號。其中紅燈（R）亮，表示禁止通行；黃燈（Y）亮表示暫停; 綠燈（G）亮表示允許通行。1）控制器的系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖2交通燈控制器系統(tǒng)框圖工作原理大家都明白，綠燈的放行吋間與車輛通過數(shù)量不成正比。比如說20秒內(nèi)每車道可以通過20輛車， 40秒內(nèi)每車道卻可以通過45輛車。因?yàn)檫@有一個(gè)是步的問題，還有一個(gè)黃燈等待問題。也就是說, 綠燈放行時(shí)間越長，單

9、位時(shí)間通過車輛的數(shù)量就越多。我們來計(jì)算一下，毎車道通行20秒內(nèi)可以 通過20輛車，一個(gè)紅綠燈循環(huán)是40秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一個(gè)循環(huán) 要兩次轉(zhuǎn)換），即一個(gè)紅綠黃燈循環(huán)要50秒.即50秒內(nèi)通行的車輛為40輛。通過一輛車的平均 時(shí)間是秒。如果每次車輛通行的時(shí)間改為40秒，40秒內(nèi)每車道可以通過45輛，一個(gè)紅綠燈循環(huán) 是80秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一個(gè)循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即一個(gè)紅綠黃燈 循環(huán)要90秒，即90秒內(nèi)通行的車輛為90輛。通過一輛車的平均時(shí)間只需1秒。顯然在車輛擁擠 的情況下綠燈的通行時(shí)間越長，單位時(shí)間內(nèi)通行的車輛越多，可以有效緩解車輛擁堵問題。當(dāng)

10、然 綠燈時(shí)間也不可能無限長，要考慮到讓另一路口的等待時(shí)間不能過長。人們總是希望在交通燈前 等候的時(shí)間越短越好。所以筆者設(shè)定了綠燈通行時(shí)間的上限為40秒。在非擁擠時(shí)段綠燈的通行吋 間的下限為20秒，當(dāng)交叉路口雙方車輛較少時(shí)通行吋間設(shè)為20秒，這樣可以大大縮短車輛在紅 燈面祈的等待時(shí)間。當(dāng)交叉路口雙方車輛較多時(shí)通行時(shí)間設(shè)為40秒。5、方案的可行性分析通過對智能交通燈控制系統(tǒng)的工作原理學(xué)習(xí)，在所學(xué)的單片機(jī)原理及接口技術(shù)、傳感器技術(shù)， 自動控制原理，電力電子技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，對設(shè)計(jì)題目進(jìn)行了詳細(xì)分析，將所要設(shè)計(jì)的交通 燈系統(tǒng)分為車檢測電路，信號燈電路，時(shí)間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)等幾個(gè)部分，并對每個(gè)小

11、電 路進(jìn)行了可行性分析，因此該設(shè)計(jì)方案可行，能夠完成設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處智能控制交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)是目祈研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，但傳統(tǒng)的定吋交通燈控制 仍然在一些地方廣泛應(yīng)用，那是車流量不大，而且交通道路相對好的地方，傳統(tǒng)的定吋交通燈控 制還是是到了一定的作用。但隨看社會的鬲速發(fā)展，城市化日益完善，車的數(shù)董必然增多，給交 通的壓力也增大，這時(shí)候，智能交通燈控制將會起到疏導(dǎo)交通，改善城市交通環(huán)境，推動城市化 日益完基！基于Proteus智能交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上有兩個(gè)主要特點(diǎn) 一方面是本設(shè)計(jì)采用 模糊控制方法實(shí)現(xiàn)交通的控制，由于模糊控制不需要建立被控對象精確的數(shù)學(xué)模型

12、，特別適用于 隨機(jī)的.復(fù)雜的城市交通控制，因此以多變少為例子，在通行時(shí)間方面控制設(shè)置為20sT25sT40s T45sT20s為一個(gè)循環(huán)，根據(jù)車流量，合理分配了通行吋間。另一方面，設(shè)計(jì)應(yīng)急轉(zhuǎn)換開關(guān)，考 慮緊急車通過時(shí)，譬如，急救車或消防車執(zhí)行緊急任務(wù)通過時(shí)，兩車道的車都應(yīng)停止，讓緊急車 通過。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果證明用本系統(tǒng)PIC單片機(jī)能完成交通燈控制過程，有效地疏導(dǎo)交通，提鬲了交 通路口的通行能力.該系統(tǒng)應(yīng)用了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、披件設(shè)計(jì)方法，實(shí) 驗(yàn)證明該系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通,提爲(wèi)交通路口的通行能力.7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域智能交通燈不僅保特了傳統(tǒng)

13、交通燈結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運(yùn)行可靠等特性，而且釆用單片機(jī)控制，可根據(jù)車流量大小自行改變交通燈時(shí)間長短.以達(dá)到不同吋期對道路交通燈的不同要求， 還具有緊急控制開關(guān)，應(yīng)對各種究發(fā)事件，制造成本降低，維護(hù)性和可靠性提高。因此，智能交 通燈可以首先在全國一二級城市運(yùn)用，憑借其優(yōu)良的性能，將來可以全國推廣，為中國道路安全 及道路建設(shè)提供保障。8、時(shí)間進(jìn)程第1周：開題第1-2周：收集相關(guān)資料第3周：閱讀資料，撰寫開題報(bào)告第4周：開題報(bào)告答辯9、參考文獻(xiàn)11陳大欽電子技術(shù)基砂實(shí)驗(yàn)M.北京：鬲等教育出版社2004陳梓城電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社2003吳黎明單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M北京：科學(xué)出版社200

14、34李學(xué)海標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)基礎(chǔ)教程M北京:北京航空航天大學(xué)出版社2006劉樂善微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M.北京:華中科技大學(xué)出版社2004陳炳權(quán)曾慶六EDA技術(shù)實(shí)用教程M北京:湘潭大學(xué)出版社 20107910先鋒工作室.單片機(jī)程序?qū)嵗齅北京：清華大學(xué)出版社,2002.李伯成基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)M北京：電子工業(yè)出版社.2004.吳洪潭，肖艷萍，趙偉國單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京：國防工業(yè)出版社，2005.吳黎明，王桂棠，洪添勝，等.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M北京：科學(xué)出版社,2005.11 韓克，柳秀山，等.電子技能與EDA技術(shù)M 廣州：暨南大學(xué)出版社,2004.12 周潤

15、景.張麗娜.基于P R 0 T E U S的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真M 北京：航空航天大學(xué)出版社，200613 沙占友，孟志永，王彥朋.單片機(jī)外國電路設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社14 張齊，杜群貴.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，電子工業(yè)出版社15 and magnet and brushless,DC motors Tokyo:,9616 Jong Sun position control of brushless DC motor with dead beat load torquetransaction on industrial512520?指字教師意見：教師簽字：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組意見：組長簽字：年月日填表說明：1、題目：為選定的題目，不要把專題寫入此項(xiàng)2、專題：如果有專題，填此項(xiàng)，如果沒有專題不填此項(xiàng)：3、院（系）：按二級院系填寫（如資源與環(huán)境工程學(xué)院或外語系）4、指導(dǎo)教師：如果有兩個(gè)以上的教師指導(dǎo)，可填老師A/老師B （兩位老師必須都為講師以上職 稱，否則只填具有講師以上職稱的老師）5、教師職稱：是指指導(dǎo)教師職稱，如果有兩個(gè)以上的教師指導(dǎo)，可填職稱A/職稱B,老師與職 稱一定要對應(yīng)上，前后順序不能顛倒；6、題目來源：可填教師科研.假想等，具體參考“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目匯總表”：