基于单片机的十字路口交通信号灯设计

济南大学毕业设计毕业设计方案2-1-济南大学泉城学院济南大学泉城学院毕业设计方案题目基于单片机的十字路口交通信号灯设计专业机械设计制造及其自动化班级学生学号指导教师二〇一六年三月二十日学院工学院专业机械设计制造及其自动化学生学号设计题目基于单片机的十字路口交通信号灯设计一、选题背景与意义国内外研究现状智能交通系统的发展，最早可以追溯到20世纪七八十年代的一系列车辆导流系统新技术的开发和应用。1991年美国通过“地面交通效率法”（ISTEA），俗称“冰茶法案”，从此美国的IVHS研究开始进入宏观运作阶段。1994年，美国将IVHS更名为ITS。之后，欧洲、日本等也相继加入了这一行列。经过30年的发展，美国、欧洲、日本成为世界ITS研究的三大基地。美国是当今世界在ITS开发领域发展最快的国家，它从上个世纪80年代开始，先后开展了与智能汽车技术相关的PATH、IVI、VII和CVHAS等国家项目1995年3月美国交通部正是出版了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能目前7大领域包括：出行和交通关系系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。日本于上个世纪90年代初就制定了大力发展智能交通系统的国家战略，其中智能汽车作为智能交通的重要组成部分，也得到了深入研究。日本政府主导的先进安全汽车ASV项目已于2000年取得初步实用化成果。我国ITS的发展起步较晚，70年代以来，从国外引进、消化了一些项目，并进行了一些ITS或类ITS基础项目的研究和应用。70年代中至80年代初，主要是进行城市交通信号控制试验研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，实现了一些（高速）公路监控系统、高等级公路电子收费系统和路边信息服务系统。90年代中以来，开始研究部门ITS发展战略和GIS、GPS、EDI在交通中的应用等，重视交通信息网络的建设，公路和桥梁管理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的努力，也已取得明显的进展。选题的目的和意义.随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使得城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此，提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。图5-1单片机智能交通灯控制系统结构框图在给各模块供电之后，按下单片机的启动按钮，各模块开始进行工作。地感线圈信号是车流量检测传感器，当有车辆经过时，地感线圈信号发出相应的信号，信号经过信号转换装置，将模拟信号转换为控制器识别的电信号，再将电信号输送到单片机控制系统，单片机对信号进行处理，并作出相应的控制指令，将指令发送给交通信号灯，对交通灯进行延时、循环等控制。当发生紧急情况时，按下紧急按钮，紧急按钮发送信号到单片机，单片机控制系统发出断电指令，所有工作模块断电，停止工作，保护电路。地感线圈工作原理：原理是当汽车挡住红外光栅时输出开关量信号供停车场系统使用,这种替代方式也可以有效避免强干扰环境下,地感线圈根本不能正常工作时使用。 图5-2地感线圈原理图信号转换装置原理：在自动化控制系统中与各仪表配套使用，实现标准信号转为开关量，在一定条件下代替PLC的输出，给予现场仪表信号隔离、信号转换、信号分配、信号处理。图5-3信号转换装置图AT89S52单片机：该单片机是8位高性能MCU，超低功耗：掉电模式下典型功耗<0.1μA,空闲模式下典型功耗2mA,正常功耗下典型功耗4~7mA。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。图5-4AT89S52单片机原理图图5-5程序流程图四、参考文献[1]吴庆州,蒋光宇.单片机STC89C52RC交通信号灯分析与设计[J].技术与应用.2015(32)[2]王语园,张鑫.基于STC89C52单片机的交通灯控制系统设计[J].应用与开发.2015(07)[3]郭强,刘志峰,张爱平,王建华.基于STC89C52单片机的智能交通灯控系统设计[J].学术•论文.2008(11)[4]刘维红,谭永超.基于STC89C52单片机的电子时钟研究[J].产品与市场.2012(05)[5]黄永安,朱泽轩,韩青洲.十字路口交通信号灯的控制系统设计[J].科技致富向导2010(17)[6]杨辉媛,谭伟杰,杨红海.基于AT89C52单片数字频率计的设计[J].测试测量技术.2008(07)[7]韩晓新,邢绍邦,沈琳.基于AT89C52单片机的液晶GPS定位仪设计[J].科研成果.2010(02)[8]田蛟,展文豪,张宏伟.基于单片机的信号发生器设计[J].研究与探讨.2011(05[9]吴杰.基于单片机的数据采集系统设计[J].软件透视.2015(20)[10]董美红.几种常用传感器的工作原理[N].电子报.2005-11-27[11]赵玉安.热释电红外传感器中菲涅尔镜原理与应用[N].电子报.2006-11-26[12]李清泉,刘濒锣.基于无线传感器网络交通红绿灯控制系统研究[J].科研探索与知识创新.2010(06)[13]张学成,钱力强,王晓,钱志诚,刘和剑.基于车流量检测的多相位智能交通灯控制系统[J].项目与课题.2015(01)[14]Zuo,Xingjian,Xu,Lijia.DesignofControlSystemforKiwifruitAutomaticGradingMachine.Sensors&Transducers,2013,Vol.21(5),pp.58-65[15]Hong,Yang,Guohui,Li.DesignandImplementationofMobileCarwithWirelessVideoMonitoringSystemBasedonSTC89C52.Sensors&Transducers,2014,Vol.171(5),pp.262-267

五、指导教师评语（包括学生对国内外研究现状的了解情况、设计方法、手段、文献综述等评价）指导教师（签字）