地铁综合监控系统设计与仿真.doc

精品文档第1章 绪 论1.1引言随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而地铁建设往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，出现交通混乱。为了解决车和路的矛盾，常用的有两种方法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，也就是修路。但是这两个办法都有其局限性。我国汽车工业正处在起步阶段，限制车辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给，即大量修路，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，有限的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。交通系统正是解决这一矛盾的途径之一。1.2 选题背景及研究的目的与意义1.2.1 选题背景近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时也带动着传统控制的日新月异更新。在自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过单片机芯片的P0口设置红、绿灯燃亮时间的功能；显示时间直接通过单片机的P1口输出，系统实用性强、操作简单、扩展性强。随着电子技术的发展，电子设计的方式也不断增多，proteus嵌入式虚拟开发系统与仿真平台是一款可以实现数字电路，模拟电路，微控制系统仿真以及pcb设计等功能的eda软件。电路的软，硬的设计与调试都是在计算机模拟的环境下进行的。基于这一设计思想开发的proteus软件，可以在原理设计图设计阶段对设计的电路进行验证，并可以通过改变原件参数使整个电路优化。当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。此处省略 NNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等。互联网腾讯公司 二四柒伍玖伍玖零玖捌 小麦设计信得过。本设计已通过答辩！长期有效4.3本章小结软件设计是本系统的重点，它直接影响到系统的整体性能。本章详细讲述了控制软件的功能和设计。首先介绍软件的功能，然后从总体上叙述软件的结构构成，接着较为详细的描述了系统中几个关键模块如键盘及显示模块以及采样模块等的实现方案，并总结出相应的子程序流程图与程序清单。结 论交通灯控制在交通运输领域有着非常重要的作用。本文完成了基于单片机的交通灯控制系统的设计与模拟。包括通行方案的设计，系统的硬件开发、软件编程与仿真调试等。在论文完成过程中，主要做的工作有：（1）确定交通系统具体的通行方案，规定东西向和南北向车辆的行止状态和时间分配，以及要求其他多功能的实现。（2）以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心进行系统硬件设计，输入量包括：车流量，按键状态和违规检测传感信号；输出控制交通信号灯亮灭状态及时间，以及LED数码管倒计时显示。（3）Proteus的运用，通过该软件进行器件的选择，电路图的绘制和最终模拟仿真。Keil的运用，通过该软件对程序进行编写、编译的工作。（4）该设计的优点在于能较好地实现预期的功能，并且成本较低，操作方便。缺点是应急性较差。参考文献1赵德安等.单片机原理与应用M.北京：机械工业出版社,2004.2李光飞，楼然苗，胡佳文，谢象佐.单片机课程设计实例指导M.北京：北京航空航天大学出版社,2004.3韩志军，沈晋源，王振波.单片机应用系统设计入门向导与设计实例M.北京：机械工业出版社,2005.4张有德，赵志英，涂时亮.单片微型机原理、应用与实验M.上海：复旦大学出版社.5李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计M.北京：电子工业出版社,2004.7.6沙占有.MCS-51及兼容单片机原理与选型M.北京：电子工业出版社,2003.117苏群星.MCS-51系列单片机故障自诊断研究J.军械工程学院学报，2009，35 (14)8朱顺华，王成春.单片机系统的硬件抗干扰设计J.微计算机信息，2007，20（23）.9张正喜.单片机应用系统的抗干扰软件设计J.软件天地，2002，1（11）.10杜志江，高国安.单片机语音报警系统的研究J.自动化技术与应用，2000（1）.11张连华.单片机应用系统设计方法J.科学之友，2010.4.12钦兰云，杨光.80C196KC单片机系统的存储器扩展研究J.仪器仪表学报，2004.8.13 林军. 用单片机控制的交通信号灯J电脑学习， 2001, (04)14 林金朝, 游林儒, 徐芹文.单片机控制系统的研制J.机电工程，2011.11.15 VERD U S.Multiuser Detection M. UK:Cambridge University Press,1999.16 Chang,C C,Lou D C ,A binary access control method using prime factorizationJ.Information Science,2009,96(1-2):15-26.17ZHU L,MADHOW U.A daptive interferen