第一篇：十字路口交通信號燈PLC控制系統摘要

摘 要

隨著社會的發展和進步以及人民生活水平的提高，上路的車輛越來越多，但相應的公路設施卻沒有相應的改善，這就導致了城市交通擁堵問題突出，而且擁堵的地方多是十字路口等車輛匯集處。如何改善交通燈控制系統，以適應現在的交通狀況，成為競相研究的課題，本文對該問題給予了深刻地研究。本文十字路口交通燈控制系統主要用于處理十字路口車輛及行人通過的問題，使其減少相互干擾，提高了十字路口的通行能力。

本文總結了交通燈控制技術的發展，討論了基于PLC的十字路口交通信號燈控制系統的設計可行性。根據PLC的工作原理并結合城市交通的實際狀況，本文提出了以三菱公司生產的FX2N-128MT-001型PLC作為基本控制核心，安排了四個方向的直行、左轉紅黃綠燈，人行道紅綠燈以及倒計時數碼管的具體配置；設計完成了PLC的I/O端口分配和控制程序；探索了基于紅外遙控的十字路口交通信號燈的無線強通控制方案并設計了具體的硬件電路及軟件控制程序。

關鍵詞：十字路口；信號燈；PLC；三菱；無線控制器

ABSTRACT

As the development of society and the advance in people’s living standard, More and more vehicles drive on road, meanwhile, road facilities corresponding haven’t got improved, which leads to the prominent of traffic jam.What’s more, traffic jams appear mainly at the gathering area of vehicles such as crossroad.How to improve the current traffic system becomes a hot point to research, and the paper revealed it deeply.Traffic light control system is mainly used to process passing of vehicles and pedestrians, reducing interference between vehicles and to promote the traffic capacity.The paper summarized the development of traffic light control technology and discussed the feasibility of crossroad traffic signal light control system based on PLC.According to the PLC work principle and practical situation of crossroad, the paper presents FX2N-128MT-001 of Mitsubishi Corporation as control core, making arrangements of red, yellow, green light for straight going and for left-face;red，green light on sidewalk and figure manifestation of count down.Completed I/O port-settings and control procedure of PLC.The paper also searched the project of crossroad traffic signal light based on infrared remote control and designed the specific hardware circuit and software control programs.Keywords: crossroad;traffic light;PLC;Mitsubishi Corporation;remote controller

第二篇：PLC控制十字路口交通信號燈實驗

PLC控制十字路口交通信號燈 一、十字路口交通信號燈設計控制要求

1、系統工作受開關控制，起動開關ON時則系統開始工作；停止開關ON時則系統停止工作。

2、控制對象有六個：

東西方向紅燈兩個，南北方向紅燈兩個； 東西方向黃燈兩個，南北方向黃燈兩個； 東西方向綠燈兩個，南北方向綠燈兩個。

圖1所示是十字路口交通信號燈示意圖。信號燈的動作受開關總體控制，按一下起動按鈕，信號燈系統開始工作，并周而復始地循環動作；按一下停止按鈕，所有信號燈都熄滅。信號燈控制的具體要求如表1所示。

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電工電子中心 1

二、控制思路設計步驟

1、觀察十字路口交通燈的工作時序

2、設計I／O口。（輸入／輸出端口接線如圖2所示，只接PLC輸入端）

3、用專用軟件編程（用指令，或畫梯形圖）。

4、調試運行。

5、寫出實驗報告

實驗報告中要包括的內容：（要交打印版）

①、封面（實驗的題目，班號，學號，姓名，實驗日期）

②、在工業控制方面，可以使用傳統的繼電器控制方式，單片機控制方式和PLC控制方式，對它們進行比較。（簡述）③、畫出“十字路口交通信號燈”示意圖（圖1）；

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電工電子中心 2 ④、畫出交通燈控制要求表（上面的表格）

⑤、畫出“十字路口交通燈”的工作時序圖（自己分析后畫出來）⑥、設計I／O口。（輸入／輸出端口接線如圖2所示，實際接線時只接PLC輸入端）

⑦、寫出程序（畫梯形圖，或用指令）。⑧、小結（實驗的體會和收獲）

三、硬件及外圍元器件

根據信號燈的控制要求，本模塊所用的器件有：起動按鈕SB1，停止按鈕SB2，紅黃綠色信號燈各六只（共12只），輸入／輸出端口接線如圖2所示。

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電工電子中心 由圖可見：起動按鈕SBl接于輸入繼電器XO端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y0端，東西方向黃燈接于輸入繼電器Y1端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y4，南北方向紅接于輸出繼電器Y5。

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電工電子中心 4

第三篇：十字路口交通信號燈控制系統設計文獻綜述

石河子大學信息科學與技術學院

畢業設計(論文)開題報告

課題名稱： 十字路口交通信號燈控制系統設計 學生姓名： 孔森 學 號： 2009082362 學 院： 信息科學與技術學院 專業年級： 電子信息工程09級（1）班 指導教師： 裘祖旗 職 稱： 副教授

完成日期： 二○一三年一月八日

信息科學與技術學院本科生畢業設計（論文）文獻綜述

文 獻 綜 述

前言

交通是當今世界上一大熱門課題，也是世界上多發性災害中發生頻率較高的一種災害，它給人們帶來便捷服務同時，也威脅著人們的生命安全，是世界各國人民所面臨的一個共同的問題。隨著社會的日益進步，人民的生活質量也有很大的提高，人們出行的安全問題也成了重要話題。因此，如何防止交通事故，保護人們的出行安全，減少傷亡，已成了當今至關重要的問題，而十字路口是交通事故最多發生的地點。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統。因此本課題設計基于stc-89c52的十字路口交通燈控制器，以使城市交通安全暢通。

正文

1.國內外對十字路口交通信號燈的研究現狀及存在問題 1.1 國外研究現狀

早在1850年，城市交叉口處不斷增長的交通就引發了人們對安全和擁堵的關注。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕，1868年12月10日，信號燈家族的第一個成員就在倫敦議會大廈的廣場上誕生了，由當時英國機械師德·哈設計、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈--煤氣交通信號燈，這是城市街道的第一盞信號燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動皮帶轉換提燈的顏色。后來在信號燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面世23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命，這一次的煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀。1914年及稍晚一些時候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現了交通信號燈，它們采用電力驅動，與現在意義上的信號燈已經相差無幾。1926年英國人第一次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自動控制的起點。

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20世紀30年代初，美國最早開始用車輛感應式信號控制器，之后是英國，當時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。車輛感應控制器的特點是它能根據檢測器測量的交通流量來調整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。車輛感應控制的這一特點刺激了車輛檢測器技術的發展。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環形線圈等檢測器相繼問世。

當前世界廣泛使用的最具代表性卻有實施的城市道路交通信號控制系統有英國的TRANSYT與SCOOTS交通控制系統和澳大利亞的SCATS系統。在信號機的發展過程中，自適應理論一直受到各研究機構的歡迎，比如上面所說的SCOOTS與SCATS系統。最近幾年，國外仍偏向與引進自適應理論來對交通控制系統進行研究，特別是美國有十幾個大學或研制機構正在研制自適應交通信號控制系統，具有代表性的有美國亞利桑那大學研制的RHODES.1.2 國內研究現狀

我國交通領域的發展起步比較晚，基本是從新中國建國之后，隨著各方面的條件的成熟以及社會發展的要求，才建立及健全的交通系統。城市交通是一個高度綜合而又復雜的問題，必須從政策，機構，體制，管理，收費價格，基礎設施和投資各個方面同時入手解決。我國城市經濟和社會告訴發展使得社會對交通的需求急劇增加，也對此提出了嚴峻的挑戰。

目前國內設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計實現交通信號燈控制器方法；有應用PLC實現對交通燈控制系統的設計；有應用單片機實現對交通信號燈設計的方法。交通燈一般設在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發揮作用，但根據實際行車過程中出現的情況，還存在以下缺點：1．兩車道的車輛輪流放行時間相同，在十字路口，經常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些。2．兩條干道的紅綠時間不能隨時間的改變而修改。

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1.3 存在問題

我國是一個文明古國，許多城市已有上千年的歷史，城市布局和道路結構是在漫長的歷史進程中逐步形成的，近幾年雖然作了些改建和擴建，但畢竟還難以沖破原來的基本格局。

目前我國城市道路普遍存在以下三個弊端：①路網密度低；②交通干道少；③路口平面交叉。

道路狀況與車輛狀況的綜合作用形成了我國城市交通的特殊性，主要有以下表現：

城市路網稀，干道少，間距大，市區人口稠密，出行需求集中，迫使車輛集中于少數干道上行駛。尤其是一些中小城市，干道特征更為明顯，往往只有一兩條干道貫穿全市，而其他支路上交通量極小。從流量變化情況來看，除外圍過境干道外，都是有一定規律的，高峰小時基本上都集中在幾個時段內。

我國城市機動車車種繁雜，從50年代的老式車到80年代的新型車，從大貨車到小轎車都在一個平面上行駛，不少城市拖拉機還是一種主要運輸工具，前面一輛舊車擋道，尾隨的新型車只能跟著爬行，過交叉口時經常出現啟動慢的車擋住啟動快的車，嚴重影響了人們的生活節奏和出行效率。1.4 發展前景

綜合分析國內外先進的城市交通控制系統，結合我國城市道路及交通的實際情況，同時也對今后城市交通與道路建設的發展的前瞻性考量，我國道路智能交通控制系統的發展模式應具有如下功能：

（1）多模式化。首先從系統結構上吸收集中式SCOOT、分布式SCAT等智能交通系統的長處，在控制范圍內各個區域采用靈活可轉換的系統結構，使系統結構根據交通流的區域變化而改變。此外，充分根據不同地區實時交通情況，對路口能力最大、延遲時間最短等作為遴選不同系統的參考標準。

（2）智能化。隨著信息技術的高度發展，作為道路交通控制系統所承擔

信息科學與技術學院本科生畢業設計（論文）文獻綜述 的工作不僅僅是對交通流的引導，更承擔了諸如為車輛提供道路交通信息的職能，利用對車輛的GPS 誘導，使道路通行更加順暢。

（3）最優化。隨著計算機技術和優化理論的發展，模型算法的求解和交通模型的建立就有可能獲得最優解并建立最佳模型。當我們建立整個交通路網的動態交通分配模型和整體優化模型并求最優解，從而達到對路口的控制參數進行調整進而實現某個地域范圍內對交通流進行動態協調控制就成為可行。

（4）規整化。任何控制系統都是立足于具體的道路和交通條件，所以采用道路的方法和疏導交通流的方法對控制系統會有很大的參考作用。我國在建立完整的道路交通控制系統之前，必須針對道路狀況和交通流做出若干種交通疏導預案和道路使用預案，從而使交通和道路更加規整。

（5）通用性和模塊化。根據計算科學的發展，我國在制定和實施智能交通控制系統時必須在硬件設計和軟件編程上采用通用化和模塊化，有利于將來的逐步升級和換代。1.5 stc89-c52單片機：

STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能： 8k字節Flash，512字節RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，內置4KB EEPROM，MAX810復位電路，2個16 位 定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。其工作參數為：

（1）6 時鐘/機器周期和12 時鐘/機器周期可以任意 選擇。

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（2）工作電壓：5.5V～3.3V。

（3）工作頻率范圍：0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz。

（4）用戶應用程序空間為8K字節。

（5）片上集成512字節RAM。

（6）通用I/O 口（32 個），復位后為：P0/P1/P2/P3 是準雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。

（7）ISP（在系統可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數秒即可完成一片。

（8）具有EEPROM功能。

（9）具有看門狗功能。

（10）共3 個16位定時器/計數器。即定時器T0、T1、T2。

(11)外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發中斷方式喚醒。

(12)通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現多個UART。(13)工作溫度范圍：-40～+85℃（工業級）/0～75℃（商業級）。(14)PDIP封裝。

結論

城市交通是一個高度綜合而又復雜的問題，必須從政策、機構、體制、管理、收費價格、基礎設施建設和投資各個方面同時入手解決。我國城市經濟和社會的高速發展使得社會對交通的需求急劇增加，也對此提出了嚴峻的挑戰。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規則，還必須通過一定的科技手段加以實現。本文在對目前交通控制進行深入分析的基礎上，運用使用stc89-c52單片機作為中央控制器，STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得STC89C52為

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眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。編程語言采用單片機c語言設計主要功能，時間采用兩位七段共陰數碼管來顯示，采用發光二極管來模擬交通燈信號。

參考文獻：

[1]余發山,單片機原理及應用技術.中國礦業大學出版社,2003.[2]陳權昌,李興富.單片機原理及應用.華南理工大學出版社,2004.[3]沈鴻星.LED交通信號燈系統的硬件設計[J].電子工程師,2004.[4]胡漢才.單片機原理及其接口技術[M].清華大學出版社,2000年第一版.[5]孫惠琴.單片機項目設計教程 電子工業出版社,2009-6.[6]周潤景,袁偉亭,景嘵松.Proteus在MCS-51&ARM7系統中的應用百例[M].北京:電子工業出版社,2006.10.[7]吳黎明,王桂棠,洪添勝,等.單片機原理及應用技術.科學出版社,2005.[8]何立民.單片機技術的現狀與未來[J].中國計算機報,1995.No.30.[9]張毅鋼.單片機原理及應用[M].高等教育出版社,2008.11.[10]李朝青.單片機原理及接口技術（第三版）[M].北京航空航天大學出版社,2005.[11]徐晨,陳繼紅等.微機原理及應用[M].高等教育出版社,2004.8.[12]劉建軍,冀常鵬.單片機智能控制技術[M].北京：國防工業出版社,2007.[13]馬忠梅,籍順心,張凱,馬巖.單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社,2003.11.[14]查振亞,葉向陽.智能交通燈控制系統[J].華中理工大學學報, 1997, 25(2): 63~65.[15]譚浩強.C 程序設計[M].清華大學出版社,1999 年12月.[16]張云龍.交通信號控制器的設計[J].兵工自動化 ,2003,(04).[17]何立民.單片機高級教程[M].北京航空航天大學出版社,2000年5月第一版.[18]陳汝全.電子技術常用器件應用手冊[M].第二版，機械工業出版社,2002年5月第一版.[19]李廣弟.單片機基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社,1992.[20]謝自美.電子線路設計實驗測試[M].武漢:華中理工大出版社,1992.62-64.信息科學與技術學院本科生畢業設計（論文）文獻綜述

[21]彭志剛.利用單片機改進交通燈控制系統[J].湖南工業職業技術學院學報,2003,2(2):25-27.

第四篇：交通信號燈控制系統

交通信號燈控制系統(紅綠燈系統)

1、概述

近年來，隨著經濟發展，營運車輛擁有量的增加使道路市場必須規范有序，交通安全管理必須上一新臺階。按照“高起點規劃，高標準建設，高效能管理”的思路，堅持把城市化作為城市經濟的一大戰略來抓，積極建設城區交通基礎設施工程，建立交通安全管理網絡。嚴格抓好交通管理，以加強交通隊伍建設和行業文明建設。

對****信號控制系統進行升級改造，在*****新建設一套信號控制系統

2、設計依據

? 《道路交通信號控制機》（GB25280-2010）? 《道路交通信號燈》（GB14887-2011）

? 《道路交通信號燈設置與安裝規范》（GB14886-2006）? 《道路交通信號倒計時顯示器》（GA/T508-2004）

? 《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》（GA/T832-2009）? 《交通信號機技術要求與測試方法》（GA/T47-93）? 《道路交通信號機標準》（GA47-2002）? 《道路交通信號燈安裝規范》（GB14866-94）

3、設計原則

本期工程按“國內領先、國際先進”的原則設計方案，提供完整、最新而成熟的產品，并保證各項技術和設備的先進性、實用性和擴展性。提高交通道路口的車輛通行速度，保證道路暢通。因此該系統是建設暢通工程中的重要措施之一。

信號控制系統的設置應充分結合本路段的工程自身特點，在達到適時、適量地提供交通信息，確保行車安全目的的同時，盡可能與道路的整體效果相結合。

1）設計思路

以有效地管理道路交通，達到安全、經濟、合理、美觀為目的，嚴格按照國家有關規定設置信號燈等交通設施。交通擁擠情況主要發生在車流人流相對集中的主要繁華城區路口和路段，根據現有主要交通干道路面寬度劃分車道，基本可以滿足城區車輛通行的需要。

2）預期實現目標

完善城區交通安全設施布局，規范行車和行人秩序，減少交通事故，一定程度上改善城市形象。

4、交通信號控制系統功能

（1）圖形與界面

系統界面中文化、圖形化、菜單化。命令操作方式靈活多樣，并對錯誤操作發出警告或禁止執行。

能多用戶、多窗口顯示，顯示窗口可縮放、移動。

具有圖形編輯工具，可以對圖形的區域背景、路口背景等進行用戶化編輯。背景地圖可按管理區域和路口進行縮放和漫游顯示。

能夠實時顯示路口設備、路口設備工作狀態及信號控制模式等信息。系統可動態、實時地顯示路口信號燈的運行狀況，并可對某一路口的信號燈變化進行實時顯示；還可以根據需要直接對信號機進行手動操作功能。

能夠用圖表顯示交通流量、占有率等統計分析數據。（2）用戶管理

系統能夠支持至少50個用戶的使用和管理，對用戶的名稱、密碼和訪問角色等相關內容進行設置。

能夠設立訪問角色，能夠定義相應的訪問權限，每個用戶可以對應多個角色。組管理：每個組可以有多個用戶，所有用戶不能重名，不同的組可以管理不同的路口設備。

記錄用戶登錄和退出系統的時間及用戶使用過的操作命令，顯示用戶是否在線。

禁止多用戶對同一對象同時進行控制操作，并給出提示信息。（3）日志管理

操作員記錄：操作員登錄/退出時間、部分重要操作命令記錄。記錄保存時間：系統至少保留最近12個月的綜合日志記錄。記錄查詢：可根據日期范圍、時間范圍、用戶等各種限定，方便快捷地查詢各類日志記錄。（4）系統數據庫

總體要求：支持Oracle數據庫，具有系統參數設置、交通數據存儲、數據管理功能。

參數設置：每個數據項均附有數據定義和有效值范圍的在線說明；系統自動檢測所有數據項輸入數據的合理性，提示并拒絕不合理及非法的數據輸入；易于數據修改和更新。

交通數據存儲：能夠對采集的交通實時數據和歷史數據進行儲存和管理，保證數據的快速存取、編輯和刪除。

數據庫管理：

禁止未授權使用者進入數據庫操作界面。

多用戶同時對不同數據對象的修改、刪除無沖突，禁止同時修改同一數據對象并有沖突報警顯示。

詳細記錄數據修改人員、修改內容和時間。支持多用戶數據庫查詢、訪問。（5）數據采集存儲

中心計算機從現場設備實時（秒級）采集以下交通數據： 路口到達方向分流向（左、直、右）的車流量 路口到達方向分流向（左、直、右）的車輛占有率 路口到達方向分流向（左、直、右）的放行時間 路口到達方向分流向（左、直、右）的斷流次數 路口到達方向分流向（左、直、右）的最大斷流間隔 以上數據保存15日。

流量、占有率的實時統計數據隨時向交通信號控制系統管理平臺開放性提供。（6）數據統計分析

中心計算機對采集的交通數據進行各種統計分析，形成設定時間、區域范圍的交通統計分析報告，內容包括：路口的交通流量、路口交通占有率； 中心計算機對采集的交通數據進行統計處理，分別形成15分鐘和1小時時間段的交通統計數據，并按15分鐘數據保存半年、1小時數據保存一年進行存儲，并隨時向交通信號控制系統管理平臺開放性提供。（7）系統狀態監視

中心計算機能夠實時監視：

系統中心設備、傳輸設備及路口設備工作狀態

路口信號控制模式、控制方案、信號狀態等交通控制狀態

交通信號狀態信息在信號燈色變化時向交通信號控制系統管理平臺實時開放性傳送。（8）系統故障報警

中心計算機監視以下各類故障： 系統中心軟/硬件故障 傳輸單元故障

信號控制器、車輛檢測器等路口設備故障

上述故障均有詳細的分類故障代碼；故障發生時通過異常信息顯示進行報警并生成故障記錄；故障消除后或操作員確認后取消報警。（9）時鐘校準功能

中心計算機具有如下時鐘校準功能：

接受交通信號控制系統管理平臺的時鐘校準。

對路口信號控制器進行自動時鐘校準，校時命令每天執行1次,校時時間可設置。

時鐘格式為：年、月、周、日、時、分、秒，校時誤差小于1秒。（10）時間表功能

系統具有時間表控制功能

設置時間包括年、月、周、日、時、分、秒。日時段劃分不得低于16個，方案數不得少于32個。設置內容應包括事件、控制模式、控制方案等。

系統可分別設置工作日、周末、節日或特別指定日的時間表，系統根據日期自動改變執行時間表。（11）系統優化

根據路口檢測的交通流信息自動進行交通控制參數的優化并執行優化配時方案，提高路口通行能力。（12）動態方案選擇控制

根據實時交通流檢測信息，從預設方案庫中調用適宜方案。（13）線協調控制

按照系統時間表設置進行線協調控制。（14）感應式控制

系統能夠響應沖突方向的車輛感應請求，進行半感應或全感應控制。（15）行人控制

路口行人過街控制應具有請求式控制方式和預案式控制方式。

系統能夠在線協調或區域協調控制的條件下及時響應或等待響應路段行人過街請求，使行人利用交通流間隙過街通行。（16）緊急車輛優先控制

系統能夠按預定時間和預定路線進行綠波信號推進，以滿足各種重大活動、重大事件及特殊警務的通行需求。

系統對路口信號機強行控制，指定某一階段放行、黃閃或者全紅。能響應特殊情況下的警務、消防、救護、搶險等特種車輛的緊急請求，使車輛迅速通過沿線路口。

（17）方案模擬演示

設置好的配時方案，模擬演示路口信號燈的變化情況，查看運行效果以便于分析配時方案中存在的潛在影響。（18）強制控制

允許系統中心操作員直接控制系統內設置的相位組信號。（19）上下載功能

中心計算機能選擇性地上載和動態存儲路口信號控制器的基本配置、時間表以及各種控制方案。

中心計算機能選擇性地下載基本配置、系統時間表和各種控制方案給路口信號控制器。

5、交通信號控制機

信號機

信號機符合行標《GA47－2002道路交通信號控制機》的標準、國標《GB-25280-2010集中協調式信號機》的標準，并兼容國標GB－T20999的通訊協議。本信號機采用多智能節點分布式架構，各節點以32位微處理器作為控制核心，通過CAN總線進行內部通訊。32路環型線圈車輛檢測或視頻車輛檢測器（可選）本信號機具有獨立硬黃閃功能，可以在不關燈的情況下進行現場維護，給現場維護帶來方便。支持無線遙控、點動等現場人工控制功能；持GPS模塊對本地進行校時；支持多達32組的獨立燈組通道輸出；支持視頻和線圈車流輛檢測；具有單燈組輸出回路檢測功能，對紅綠沖突等各種嚴重故障有著完善的降級處理。本機有著多種人機交互接口，通過本地信號機內的液晶模塊、設置終端、指揮中心都可以實現完整的方案設置和信號機運行狀態監測。對于各用戶的不同控燈需求，方案設置方便、靈活、易于操作。軟件系統設計中，有著完善的事務管理機制并能對信號機發生事件、故障等信息進行存儲及顯示。信號機內具有加熱和排風的裝置，可根據外界的溫度不同自動加熱或排風，以適應外界環境溫度變化。

信號機具有無纜線控、單點優化、感應控制等功能；在智能交通指揮中心控制系統中可實現線控、區域協調控制、系統優化控制等功能；

1、具備32位微處理器

2、可編程的32相位控制，96路可控硅輸出（可選）

3、相位沖突監視和控制，信號燈故障檢測及報警

4、掉電時采集數據和配時參數不丟失

5、具有手動、自動、遠程控制方式

6、具有強制、黃閃、四面紅功能

7、具有本地遙控功能

8、具有固定方式、多時段控制方式、多方案選擇控制方式、感應控制方式等多種控制方式

9、在線修改配時參數，在線顯示各相位狀態、故障狀態

10、時段劃分多達48個時段，可存儲32種控制方案

11、提供4個RS232接口、一個RS485接口，一個以太網接口，可實現電話線、專線、光纖、無線多種通訊

12、適合于單路口控制、主干道控制、區域控制。出現故障自動降級使用

13、時鐘、日歷顯示和修改，支持GPS授時功能

14、自動排風、加熱功能

15、具有防雷、漏電保護功能

16、提供8路行人過街輸入接口 主要特點

1、全中文手動操作界面

2、交通信息存儲功能

3、獨有的路口協調小面控功能

4、基于車頭時距的感應控制功能

5、信號相位與信號燈組的自由編程

6、沖突相位硬件和軟件雙重監視

7、信號燈故障檢測和報警

8、掉電數據不丟失，保存5年以上

9、輸入和輸出信號全部光電隔離

10、車輛數據檢測準確率高

11、具有多相位的強制遙控

12、提供以太網接口和多個串口，便于網絡化

13、提供二次開發的透明接口，便于多系統的集成

14、模塊化設計，便于維護

15、指揮中心軟件可實現信號機的遠程控制

16、本地單點路口或區域的自適應協調控制

17、實時檢測交通流量數據；并將采集到的實時交通流量數據進行分析、處理，傳送至本地、區域或中央控制系統 主要技術指標

1)控制最大相位：32個；控制最多信號燈組：32組；車輛檢測最大路數：32路；

2)機柜外殼采用鋁合金材料或不銹鋼材料；遙控相位：8個；

3)遙控器：每臺信號機配2臺遙控器，8個相位選擇鍵，1個黃閃鍵、1個全紅鍵、4)1個全滅鍵、1個取消鍵，遙控距離大于50米，遙控器應以燈光、聲響或振動方式提示操作人員，交通信號控制機是否成功接收并執行指令。5)為保證信號機用電安全，信號機機柜和驅動線路應采用漏電保護電路裝置。

6)信號機的機柜外側面應設有手動控制門，在僅打開手動控制門的情況下可以實現

7)單點控制、黃閃控制、指定相位控制、關閉信號燈、關閉倒計時器、關閉遙控功能等操作。

智能交通信號控制機屬協調式戶外網絡型的交通信號控制機，適合于單路口多時段定時控制、多方案選擇控制、全（半）感應控制，適合于多路口無纜協調、有纜協調的綠波帶控制，適合于指揮中心的遠程控制、區域控制。在感應控制、多方案選擇以及時制計劃生成方面均有自己的控制算法。智能交通信號控制機具有技術先進、使用方便、功能齊全、模塊化設計、維護簡單，控制軟件接口透明，便于二次開發。采用自主開發的機動車輛線圈檢測器、自有專利技術的單元式檢測型負載開關，整機性能價格比高。智能交通信號控制機具有多時段定時控制、多方案選擇控制、感應控制、主干道無纜協調控制、集中協調控制等功能。將多個智能交通信號控制機通過調制解調器連成交通控制網，對城市多路口、多條干線進行控制，其基本架構如下：

通過以太網通訊接口，與指揮中心控制系統聯成網絡、接收指揮中心的遠程控制、有纜線控、區域控制，并實現交通流量的自動采集。

6、機動車信號燈

發光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發光二極管。紅滿屏+黃滿屏內含雙色數顯+綠滿屏，符合2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電，豎裝；

7、方向指示信號燈

發光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發光二極管；紅箭頭+黃箭頭內含雙色數顯+紅箭屏，符合2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電，豎裝；

8、人行橫道信號燈

發光單元透光面直徑為300mm，光源采用超高亮發光二極管；紅、綠二色行人圖案單屏顯示，紅、綠二色數顯同屏顯示（綠色行人靜態/非機動車）七字形連接片，2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電；

第五篇：交通信號燈控制系統

交通信號控制系統

1.設計任務

設計一個十字路口交通控制系統，要求：（1）東西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有綠燈、黃燈、紅燈指示，其持續時間分別是30秒、3秒和30秒，交通燈運行的切換示意圖如圖1-1所示。

（2）系統設有時鐘，以倒計時方式顯示每一路允許通行的時間。

（3）

當東西或南北兩路中任意一路出現特殊情況時，系統可由交警手動控制立即進入特殊運行狀態，即紅燈全亮，時鐘停止記時，東西、南北兩路所有車輛停止通行；當特殊運行狀態結束后，系統恢復工作，繼續正常運行。

2．總體框圖

本系統主要由分頻計、計數器和控制器等電路組成，總體框圖如1-2所示。分頻計將晶振送來的信號變為1Hz時鐘信號；當緊急制動信號無效時，選擇開關將1Hz脈沖信號送至計數器進行倒計時計數，并使控制器同步控制兩路紅、黃、綠指示燈時序切換；當緊急制動信號有效時，選擇開關將緊急制動信號送至計數器使其停止計數，同時控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止運行。

2-1 交通燈總體結構框圖 模塊設計

（1）分頻器

設晶振產生的信號為2MHz，要求輸出1Hz時鐘信號，則分頻系數為2M，需要21位計數器。用VHDL設計的2M分頻器文本文件如下:

LIBRARY

IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY fenpin2m IS

PORT(clk:IN STD_LOGIC;

reset:IN STD_LOGIC;

--時鐘輸入

clk_out:out STD_LOGIC);END ENTITY fenpin2m;

ARCHITECTURE one OF fenpin2m IS signal count:integer range 0 to 1999999;

BEGIN

PROCESS(clk)

BEGIN

if reset='1' then

count<=0;

clk_out<='0';

else

if clk'EVENT and clk='1'THEN

IF count<999999 THEN

count<=count+1;

clk_out<='0';

ELSif count<1999999 then

count<=count+1;

clk_out<='1';

else

count<=0;

END IF;

END IF;

END IF;

END PROCESS;END one;

(2)模30倒計時計數器 采用原理圖輸入法，用兩片74168實現。74168為十進制可逆計數器，當U/DN=0時實現9~0減法計數，記到0時TCN=0;當U/DN=1時實現0~9加法計數，計到9時TCN=0；ENTN+ENPN=0時執行計數，否則計數器保持。該電路執行減法計數，當兩片計數器計到0時同步置數，因此該計數器的計數范圍是29~0，當系統檢測到緊急制動信號有效時，CP=0計數器停止計數。

圖3-1 模30減法計數器電路圖

圖3-2 模30減法計數器仿真波形

（3）顯示譯碼器

顯示譯碼器為動態顯示，用VHDL文本輸入法設計的七子段譯碼器如下：

圖3-3 顯示譯碼器的仿真波形

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

--調用庫文件

ENTITY xianshi IS

--實體開始

PORT(CLK:IN STD_LOGIC;

datain1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

datain2:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

--掃描時鐘信號

SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--數碼管選擇信號

q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));--數碼管八端輸入 end xianshi;

--實體結束 ARCHITECTURE one OF xianshi IS

--結構體開始 begin

PROCESS(CLK)

--進程開始 VARIABLE TMP:STD_LOGIC_vector(1 downto 0);VARIABLE d:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--中間變量

begin

IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN

--時鐘上升沿有效

IF(TMP=“00”)THEN

TMP:=“01”;

d:=datain2;

CASE d IS

WHEN“0000”=>q<=“00111111”;

--0

WHEN“0001”=>q<=“00000110”;

--1

WHEN“0010”=>q<=“01011011”;

--2

WHEN“0011”=>q<=“01001111”;

--3 WHEN“0100”=>q<=“01100110”;

--4 WHEN“0101”=>q<=“01101101”;

--5 WHEN“0110”=>q<=“01111101”;

--6

WHEN“0111”=>q<=“00000111”;

--7

WHEN“1000”=>q<=“01111111”;

--8

WHEN“1001”=>q<=“01100111”;

--9

WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數碼管不顯示

END CASE;

elsif(tmp=“01”)then

TMP:=“00”;

--如果tmp為“001”即第2個數碼管顯示b輸入

d:=datain1;

CASE d IS

WHEN“0000”=>q<=“00111111”;

--0

WHEN“0001”=>q<=“00000110”;

--1

WHEN“0010”=>q<=“01011011”;

--2

WHEN“0011”=>q<=“01001111”;

--3

WHEN“0100”=>q<=“01100110”;

--4

WHEN“0101”=>q<=“01101101”;

--5

WHEN“0110”=>q<=“01111101”;

--6

WHEN“0111”=>q<=“00000111”;

--7

WHEN“1000”=>q<=“01111111”;

--8

WHEN“1001”=>q<=“01100111”;

--9

WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數碼管不顯示

END CASE;

end if;

end if;sel<=tmp;

--把tmp的值賦予sel

end process;

--進程結束

end one;

（4）控制器

該模塊輸入為1Hz時鐘，和緊急制動信號PE,輸出為兩路紅、黃、綠指示燈，當緊急制動信號無效（PE=1）時，兩路紅、黃、綠燈時序切換。當緊急制動信號有效時，選項開關將緊急制動信號送至計數器使其停止計數，同時使控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止通行。用VHDL文本輸入法設計的控制器如下；

圖3-4控制器的仿真波形

LIBRARY

IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY contr IS

PORT(cp1:IN STD_LOGIC;

pe:IN STD_LOGIC;

chan:IN STD_LOGIC;

ra,ga,ya,rb,gb,yb:out STD_LOGIC);END ENTITY contr;ARCHITECTURE one OF contr IS signal count:integer range 0 to 59;

BEGIN

process(cp1)

begin

if pe='0'then

count<=0;

else

IF(cp1'EVENT AND cp1='1')THEN

if count<59 then

count<=count+1;

else

count<=0;

end if;

end if;end if;END PROCESS;PROCESS BEGIN

if pe='1'then

if chan='1' then

if count<30 then

rb<='0';

gb<='1';

yb<='1';

ra<='1';

if count<27 then

ga<='0';

ya<='1';

else

ga<='1';

ya<='0';

end if;

else

rb<='1';

ga<='1';

ya<='1';

ra<='0';

if count<57 then

gb<='0';

yb<='1';

else

gb<='1';

yb<='0';

end if;

end if;

else

if count<30 then

rb<='1';

ga<='1';

ya<='1';

ra<='0';

if count<27 then

gb<='0';

yb<='1';

else

gb<='1';

yb<='0';

end if;

else

rb<='0';

gb<='1';

yb<='1';

ra<='1';

if count<57 then

ga<='0';

ya<='1';

else

ga<='1';

ya<='0';

end if;

end if;

end if;

else

rb<='0';

ra<='0';

gb<='0';

yb<='0';

ga<='0';

ya<='0';

end if;end process;end one;交通燈原理圖

圖4-1 交通燈原理圖