交通燈范文10篇

摘要：分析了現代城市交通控制與管理問題的現狀，結合城鄉交通的實際情況闡述了交通燈控制系統的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統的硬件電路設計方案。

關鍵詞：交通控制交通燈時間發生器定時器

1引言

隨著社會經濟的發展，城市交通問題越來越引起人們的關注。人、車、路三者關系的協調，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統是用于城市交通數據監測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統，它是現代城市交通監控指揮系統中最重要的組成部分。

隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現了交通超負荷運行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統研究和控制，高速道路沒有充分發揮出預期的作用。而城市高速道路在構造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區同周邊地區的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規劃部門亟待解決的主要問題。為此，筆者進行了深入的研究，以下就城鄉交通燈控制系統的電路原理、設計計算和實驗調試等問題來進行具體分析討論。

圖1

隨著我國社會和經濟的持續快速發展，我國城市化的步伐正在加快，城市規模不斷擴大，從而導致機動車擁有量的持續增加，交通問題日趨復雜［1］。因此，改善與提高現有的交通系統的效率已成為當務之急，而提高交通控制系統的效率更是重中之重。傳統的單片機控制交通燈系統結構簡單，功能較為容易實現，但是其可靠性不高，無法實現對整體網絡交通的控制;而且，它的智能化程度不高，缺乏實時控制效果，可拓展性不強。為此，本文設計了一種基于Rockwell現場總線系統的交通燈監控系統。

1Rockwell系統

1．1Rockwell三層網絡結構

Rockwell自動化公司在RSNetwork中提出了三層網絡體系，即以太網、控制網和設備網的綜合系統結構體系。它是搭建Rockwell現場總線系統的核心，其各層網絡結構和功能如圖1所示。在本體系中，以太網上可設有系統主控設備。系統管理員可在這層網上對系統進行監控，對控制器中的程序進行修改，使計算機系統存取生產現場的數據達到實時監控的目的，并提供對可編程控制器的支持?？刂凭W完成智能化的高速實時控制，并共享數據和信息。設備網主要用于控制和監視設備的協調，操作員接口、遠程設備的組態，編程和故障處理。數據可以雙向流通，也可以在層與層之間交換，涉及具體應用時，根據需要可以采用其中的某一層或某幾層實現用戶所需要的控制功能。

1．2Rockwell硬件平臺

Rockwell系統Control-Logix系統組成結構如圖2所示。Control-Logix面板基本設計的特點是:控制器在控制系統中只作為控制的核心，而不再作為通信和連接的樞紐;無需控制器的介入，基板上任一個設備可以發出廣播信息，進而和任何一個設備進行通訊;提高了系統的帶寬和性能，為構造一個控制系統提供了極大的方便，讓控制器更好的專注于控制。

摘要：設計一個基于數字圖像處理的交通燈信號識別系統。系統主要包含三大模塊，分別是圖像預處理，BP神經網絡設計，GUI可視化界面設計。圖像預處理進行裁剪圖像大小，彩色圖轉化為灰度圖像并進行二值化處理等步驟。BP網絡的設計主要是搭建網絡模型，完成訓練過程并作出分析。最后設計一個可視化用戶界面。系統完成后調試程序，輸入樣本圖像檢測識別結果。經過大量測試證明，系統實現了識別功能，達到了識別交通燈信號圖像的目的，實現了數字圖像識別的可視化操作。

關鍵詞：MATLAB；BP網絡；交通燈

交通燈信號識別系統作為智能交通信息化系統當中最基本的部分,有著至關重要的作用。我國最近幾年的駕車出行比例逐年升高,但交通燈設置仍然存在不合理的現象。原本固定的交通燈等待時長很難能適應路口的動態變化情況,如上下班高峰時段、復雜路口路況、車流量差異較大等,使得車流量壓力無法得到緩解甚至加劇擁堵情況。因此,通過圖像識別技術的提高,交通燈信號識別系統可實現對路口信號燈的實時調整,能有效地解決路口出現的擁堵問題,從而實現對路口交通信號燈的控制。本設計運用MATLAB/GUI（圖形用戶界面）設計實現交通燈信號識別系統,該系統包括GUI界面設計、圖像預處理、BP（反向傳播,backpropagation）神經網絡設計。首先搜集目標圖像,完成數據庫的建立,接著將選取的目標圖像進行預處理等操作,最后通過對數據庫的比較判斷,輸出識別結果。

1交通燈信號識別系統方案

交通燈信號識別系統的具體實現方案為：首先對系統具體實現功能進行深入分析,得出GUI界面需要的控件種類和數量,通過編寫每個控件的回調函數,完成GUI界面的設計；接著將采集到的交通燈信號圖像保存并生成數據庫,進行預處理,包括對圖像本身大小的裁剪、色彩對比度的調節、原始圖像的轉化等操作；然后建立BP網絡,設置神經網絡訓練次數、訓練目標、學習效率等相關參數；最后進行系統的各個模塊運行調試,修改相關程序,完善設計系統。交通燈信號識別系統主要由GUI界面設計、圖像預處理、BP神經網絡設計三大模塊構成。GUI界面設計是為了方便地進行人機交互,設計出可視化用戶界面[1,2]。圖像預處理包括對原始圖像尺寸裁剪、對比度調整、旋轉處理等操作。BP網絡設計主要是構建網絡模型,完成各項參數的設置。神經網絡的建立,首先是對數據庫圖像進行預處理等操作,完成網絡訓練,繪制出灰度圖像和迭代誤差曲線：然后將交通燈信號圖像輸入,與數據庫進行匹配識別：最后輸出識別結果。

2交通燈信號預處理

1交通燈控制系統設計

城市路通信號控制系統大體上分為三種類型：定周期的信號機、多時段且具有無電纜協調功能的微電腦型信號機以及聯網式自適應多相位智能型信號機。具體采用哪種類型，應根據其應用場合及特點加以確定。其中，第一種類型以其成本低，設計簡單，安裝及維護方便等特點得到了廣泛應用。本文討論的城鄉交通燈控制系統就屬于該種類型。該交通燈控制系統主要由時間發生器電路、光電檢測電路、控制電路等幾個部分組成。其系統原理圖如圖1所示。

1.1時間發生器電路

時間發生器電路由一片74191、時鐘脈沖產生電路和幾個門電路構成，其中時鐘脈沖產生電路如圖2所示。時鐘脈沖產生電路用一片555定時器業構成多諧振蕩器，設計脈沖周期為4s,其計算公式為：T1=(2R2+R1)Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF，以此信號作為74191的CP。74191的四個狀態輸出端QAQBQCQD可用四個門電路進行譯碼。當QAQBQCQD=0000時，電路輸出低電平信號給D觸發器和控制電路的IO輸入端；而當QAQBQCQD=1000時，電路輸出高電平信號給黃燈驅動電路。74191接成減計數工作狀態，LD信號由控制電路的O1提供，應將置數輸入端A、C接高電平Vcc,B、D端接D觸發器的輸出端，還可根據D觸發器的不同輸出狀態置入數5和數15。

1.2控制電路

控制電路主要由單穩態觸發器、RC電路和反相器構成、電路如圖3所示。該電路有兩個輸入端和三個輸出端。當QAQBQCQD=0000時，輸入端IO為低電平，此時信號將直接經O1輸出給LD以進行異步置數，因此74191的0000狀態持續時間很短暫。輸入端I1由光電檢測電路的輸出信號提供，當有車輛時，輸出低電平；無車輛時輸出高電平。輸出信號O1=I1，而輸出信號O2而由I1經反相器、RC電路和一單穩態電路得來。O1的作用是當鄉間道無車輛時，保持主干道綠燈亮，鄉間道紅燈亮。當主干道綠燈變亮并檢測到鄉間道有車輛（即I1=0）時，O2觸發單穩態電路并維持主干道綠燈亮66s,即T2=RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。

第一章緒論

隨著我國社會經濟的發展，城市化、城鎮化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，如何對交通進行合理的管理和調度而盡可能減少堵車現象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網的控制進行了展望。希望能給有關政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通。現今的交通發展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經濟飛速發展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當務之急.例如在我們新校區西門口(塔南路)就是這種情況,每天進出校門的學生特別多,大多還需要穿過這條繁忙的高速公路,這為學校師生帶來大大的不便.該系統主要應用于交通領域，具有較高的實用價值。該系統利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現象,為行人節省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。本產品面對公共交通設施，并不注重經濟收益，而是注重以后潛在的發展，從而帶動相關產業。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統的操作方法，以及各個按鍵的作用科學技術的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應用已普及到經濟和社會生活的各個領域.

第二章設計要求與任務

第一節目的和要求:

1、實驗要求：

編寫程序，以89c52的端口作為輸出口，控制4個雙色LED燈(可發紅、綠、黃光)，模擬十字路通燈管理。

摘要：介紹了TCS-0602智能交通路口控制器的硬件結構及軟件結構，該控制器首次將32位處理器和Uclinux操作系統應用到智能交通領域，建立了一種開放式的軟硬件體系，目前支持五種交通控制算法，將在一些城市進行試運行。

關鍵詞：智能交通路口控制器MPC8245Uclinux

近年來，隨著我國經濟的發展，城市的交通擁擠問題日趨嚴重，因此提高城市路網的通行能力、實現道路交通的科學化管理迫在眉睫。智能交通系統（ITS）在這種背景下應運而生。

智能交通要求路口向控制中心實時提供圖像和數據信息，并能夠獨立執行一些復雜的算法。但是目前國內的路通控制器大多采用單片機作為處理器，只能執行定時算法，以RS232或者RS485作為通訊方式，根本無法滿足智能交通對于路口控制器的要求；而國外的路口控制器（如西門子公司的2070和美國的EAGLE）不能適合中國國情，且價格昂貴，操作不方便。因此研究開發出適合中國國情、性能價格比高的路口控制器成為一項特別緊迫的任務。

本課題組開發的TCS－0602智能交通路口控制器滿足了國內智能交通發展的要求。本文將從路口控制器在智能交通中的作用、TCS－0602的硬件體系、軟件體系和最后的運行結果四個方面來進行說明。。

1智能交通路口控制器在智能交通中的作用

教學建議

Lesson22

教材分析

本課出現的語言項目為表示勸阻的日常交際用語，是對第20課語言交際用語的一種擴展，可以在前一課的基礎上進行補充操練。對話是圍繞教師設計的一個猜謎小游戲展開的，學生在Guessinggame中反復接觸本課的新語言項目。因為學生在上一課已經掌握了Whereishe?的用法，所以在此課對話中出現WhereisPeter?學生不難理解，只是將人稱代詞變換為具體的一個人物的名字，答案中出現的地點也是學生經常去的地方，理解起來沒有任何困難，但對于大多數學生來講，這兩個單詞的發音還做不到正確掌握，所以還需教師細心指導，不能因為部分學生已經掌握而忽略其他學生。另外，Let’splayaguessinggame.一句較長，對有些學生也是一個難點。

教法建議

新知識呈現：此課內容與交通有關，可為學生提供一張交通圖（圖中內容為一路口），跟學生一起熟悉三種顏色的交通燈的用途。通過這個過程，學生了解了交通燈的英文表示法trafficlights，并能根據交通燈不同的顏色說出騎車人應該做出的不同反應：stop,wait,go。在學生熟悉了這幾個詞匯后，可以讓學生到教室前面進行表演，同時也起到增強學生交通意識的作用。

城市的飛速發展，以及城市網的快速建立，汽車發揮著越來越重要的作用。但是日益突出的交通擁堵、路況惡化、事故頻發等交通問題正在困擾著世界各國的政府及人民。其衍生的交通狀況惡化也已經嚴重減慢了城市以及國家現代化發展的速度。通過對路段車輛通行規律的研究，對實時的交通狀況進行研究分析，從而能正確指揮交通、緩解交通擁擠，具有非常重要的現實意義。交通信號燈作為保障車輛安全通行和順暢通行的主要工具，在我國新的經濟發展形勢下，建立高效、智能的交通信號系統顯得尤為重要。本文根據城市道路交通控制技術，通過對電子信息技術的應用，從而實現硬件成本的降低，通過硬件設施以及軟件的設計來滿足對交通燈的智能控制。交通信號燈依據控制的位置不同，可分為城市和高速公路的交通控制，本文重點討論城市交通信號燈的智能控制。

1城市交通控制技術的發展歷史

19世紀交通信號燈的誕生，學者們開始了對城市道路交通控制技術的研究。最初的交通信號燈誕生后，城市依靠紅綠兩色煤氣燈來控制十字交叉路口馬車的通行。1926年，英國安裝了第一臺城市交通信號控制器，這也標志著城市交通走入了自動控制的時代。城市車輛的急劇增加，城市交通復雜，應用的單一計時交通信號燈已經不能滿足實際要求。1928年，美國設計出世界第一臺交通信號感應控制器。這種控制器能夠適應交通需求的變化，計時調整信號時間。1963年，加拿大首先采用計算機控制區域交通信號協調控制系統。這也是城市交通控制技術的又一里程碑。隨著新世紀電子信息技術的飛速發展，電子信息技術表現出功能靈活、反應迅速、測量精準等優點，在城市交通控制系統中受到廣泛應用。

2設計系統的基本原理

2.1智能系統特點

2.1.1智能系統多融入性及處理能力

課程教學體系構成

1.項目內容構建傳統的單片機教學模式以“知識為本位”，教學上注重知識的系統性與邏輯性，但卻忽視了對學生能力和創造性的培養。“項目驅動法”打破原教學結構框架，將單片機課程的核心技術分解為若干知識點，并通過具體實例來體現。一個項目需要用不同的知識點去組合和搭建，每一個項目又分解為若干任務，項目的完成是在教師主導下以學生為主體的一次完整的教學活動。依據電氣工程專業單片機教學內容要求，構建“單片機應用技術”課程項目內容及任務描述如表1所示。對單片機教學內容點進行整理分解為三大部分：基礎、技能、綜合。基礎部分教學內容有單片機組成、實驗教學平臺使用、單片機輸入輸出口、數碼管顯示技術等；技能部分教學內容有：定時器/計數器、中斷、串口通信、電機控制等；綜合訓練教學內容有：數字電壓表設計和路燈控制系統等。每部分教學內容對應具體項目任務，如輸入輸出口對應信號燈控制實驗；中斷系統對應秒表系統設計等。2.教學體系構建應用項目驅動法設計單片機教學體系，如圖2所示。在基礎訓練階段，教師通過講解和演示形式帶學生進入實驗狀態，讓學生熟悉實驗教學平臺使用方法和常用的編程軟硬件。單片機教學網站可以利用設備廠商的論壇和單片機技術論壇開設的專門版面來討論技術問題。完成一個訓練部分則寫一個項目報告書。項目報告書不是實驗報告。項目報告分為三個部分：項目內容、實驗方法和結論。項目報告是檢測學習成果的關鍵環節。通過項目報告，教師了解學生學習進度和項目難易程度。基礎訓練階段完畢進入技能訓練環節。這個環節設置與基礎訓練一致。教師先講后演示，學生在項目結束后，撰寫項目報告并由教師據此進行教學評估。綜合訓練環節不再設置講解環節，教師布置題目后，學生自行完成，教師點評項目報告。最后的環節是提升，部分優秀同學可以加入電子科技大賽來提高水平。這種課程體系設計按照從易到難的認知過程設計，符合學生知識水平；每個環節教師起領開頭，點評結局；依據階段成果，教師可以適當調整小組的項目難度和進度；該體系即能覆蓋全面，又能起選拔人才作用。

實際教學體會

1.在基礎訓練階段教師任務比較繁重。教師除了正常教授知識點外，還需要詳細介紹天煌單片機教學實驗平臺的硬件資源和WAVE仿真軟件使用操作方法。學生初次使用平臺和軟件時會遇到各種問題，但每個問題的解決都是種技能的提高。學生人數多，教師不可能兼顧。只有通過優秀組和優秀學生的示范作用，才能把大家帶入項目訓練狀態。項目報告的撰寫不同于實驗報告，不是每個項目都需要撰寫，只是訓練環節結束后，學生就某個熟悉項目撰寫報告。優秀學生給同學匯報項目報告，教師點評學生報告，給以信心和鼓勵。2.技能訓練階段學生熟悉了平臺使用后，進入提高階段。每個目標任務都是要結合具體的知識點。如秒表設計要用定時器中斷技術和調用LED外部硬件資源。學生在調試過程中會有較多的失敗經歷，教師要鼓勵學生面對挫折，尋找科學調試方法。3.綜合訓練階段學生學會組織分工和聯合調試。如交通燈控制，學生首先了解交通燈控制流程，設計交通燈相位控制核心內容，把時序控制、顯示、輸入、故障處理各個部分分配到人。以上子項目都涉及傳感器、電子技術和控制理論等，可以幫助學生回顧所學知識，使得“單片機應用技術”這門課程成為一門綜合應用課程。以項目為驅動的教學方法激發了學生的學習興趣，使得學生能主動分析和思考問題，得到了創新鍛煉。在2012年上海市電子科技大賽中，我校學生取得了二等獎好成績。

以項目驅動法為理論重樹單片機課程教學體系，梳理教學內容，以教師為主導，學生為主體進行項目教學活動。在實施過程中加強教學反饋環節，各種軟硬教學資源進行教學輔導，使得項目驅動法取得很好教學成果，學生的科技創新能力得到了培養。

本文作者：趙永熹黃云峰工作單位：上海電力學院

隨著社會經濟的快速發展，城市的機動車輛不斷增加，從而引發的交通問題越來越突出。因此如何采用一種科學的控制方法，建立一套城市交通數據監測、交通信號燈控制與交通疏導的綜合管理系統，成為現代城市交通管理部門亟待解決的重要問題之一。目前國內使用的紅綠燈都是固定的工作時間，并且自動切換。通常的做法是事先經過交通流量的調查，運用統計的方法對兩個方向紅綠燈設置固定轉換時間間隔。然而實際十字路口車輛的流量是隨機和變幻莫測的，有的路口在不同的時段可能會有很大的差異，并且經常受到人為因素的影響。因此固定時間的控制方法，經常造成道路有效利用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓等現象，影響了道路的暢通。這種現象的出現是無法建立準確模型的，統計的方法已不能適應迅猛發展的交通現狀，更為科學的是需要能有一種能夠根據流量變化情況自動適應控制的交通信號燈。

1、系統的工作原理

本系統以十字路口等待綠燈的車輛滯留量來確定該方向是否繁忙。在十字路口的東南西北四個方向的近端（人行橫道附近）和遠端（相距近端約100米處）各設置一個傳感器，分別統計通過該處的車輛數。以南北方向為例，每當車輛駛近十字路口，必須先通過遠端的傳感器N1或S1，這時傳感器將對車輛產生一個脈沖信號傳送至PLC內通過計數器進行加1運算，此時如果信號燈仍為綠燈，車輛繼續前行通過十字路口則必然經過近端的傳感器N2或S2，同樣傳感器對車輛產生一個脈沖信號傳送至PLC內通過計數器進行減1運算。最終，PLC對傳感器N1和S1脈沖信號的計數就可記錄駛近路口的車輛數X，PLC對傳感器N2和S2脈沖信號的計數就可記錄駛出路口的車輛數Y。為了簡化運算，將兩個相對方向（南與北、東與西）X、Y的數值合并為一組，那么南北方向車輛的滯留量Z1=X-Y。同理可得，PLC通過對傳感器脈沖信號的計數就可得到東西方向車輛的滯留量Z2。通過計算車輛的滯留量Z1與Z2的差值，從而決定對綠燈進行延時控制。將此差值設為三個區間進行判斷如下：如果Z1-Z2>10，則南北方向繁忙，東西正常，南北直行綠燈延長10秒，南北左轉綠燈延長10秒。如果Z1-Z2<-10，則東西方向繁忙，南北正常，東西直行綠燈延長10秒，東西左轉綠燈延長10秒。如果-10≤Z1-Z2≤10，則視為正常情況，交通信號燈控制按固定周期變換。車輛駛過產生的脈沖計數、車輛滯留量的雙向比較以及綠燈延時時間的控制全部由PLC來完成。各傳感器時刻檢測車輛，在一個紅綠燈周期中，每當東西或南北綠燈亮之前，PLC都要依據脈沖的計數判定東西、南北的車流規模，然后根據以上智能控制原則，調整綠燈時長。

2、智能化控制系統的實現方法

目前交通燈控制的設計方案有很多，有采用CPLD數字集成電路實現交通信號燈智能控制的設計，有采用單片機實現對交通燈設計的方案。而本智能系統采用傳感器與PLC相結合，通過軟件編程實現可以根據十字路口車流量來自動調節綠燈時間的智能控制系統。

2.1硬件設備的選擇