Labview交通灯设计

摘要 随着社会的发展社会节奏越来越快，人类代步工具也越来越多，经常发生 交通拥堵和交通事故。在大城市人流量的增多更加增加了交通负荷经常发生交 通事故。城市高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然 而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没 有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高 速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。因此， 开发一套能够社会服务的交通灯控制器将是非常必要和及时的。有童谣“红灯 停，绿灯行，黄灯亮了等一等”由此可见交通信号灯对交通安全的重要性。 实现十字路口信号灯控制系统的方法有很多，可以通过可编程控制器 PLC、 单片机、标准逻辑器件等方案实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需 要硬件电路的支持，在一定程度上增加了设计难度，提高了设计成本。随着计 算机技术的迅猛发展，虚拟仪器技术在数据采集、自动测试和仪器控制领域得 到广泛应用，促进并推动测试系统和测量控制的设计方法与实现技术发生了深 刻的变化。 ”软件就是仪器”已经成为测试与测量技术发展的重要标志。 我们 设计了基于 labview8.6 的智能交通灯控制系统，该系统可实现 3 种颜色灯的交 替点亮，主要采用平铺式顺序结构设计信号灯使信号灯顺序闪亮，通过信息提 示指挥车辆和行人安全通行，并能实时监测交通灯工作状态。该系统不仅编程 简单、灵活、具有较高的可靠性，而且成本低。 关键词：交通信号灯、labview8.6 目录 1.绪论绪论.3 1.1 课题设计背景及目的.3 1.2 设计内容及研究方案。.3 2 总设计方案总设计方案 .4 2.1.总流程图.4 2.2 前面板设计.4 2.3 程序框图设计.5 2.3.1 同一路口红绿灯的顺序计.5 2.3.2 两个路口的信号灯时间关系5 2.4 部分模块介绍.6 2.4.1 顺序结 构.6 2.4.2WHILE循环.7 2.4.3 已用时间 延迟时间 选择.7 2.5 定时控制.8 3 程序及调程序及调.9 3.1 总设计框图.9 3.2 调试.9 4 结论结论.12 参考文献参考文献.13 1.1.绪论绪论 1.11.1 课题设计背景及目的课题设计背景及目的 近年来，在快速城市化进程和经济发展的影响下，城市交通迅速增长，交 通问题成为困扰许多大城市发展的通病，已成为日趋严峻的国际性问题。其中， 十字路口则是造成交通堵塞的主要”瓶颈” 。世界发达国家都在积极探索如何最 大限度地发挥道路通行能力，尽量减少交通堵塞造成的各种损失。社会经济的 快速发展促使社会生活越来越好，机动车辆已成为普遍的代步工具，交通负荷 越来越重。交通信号灯成为了维护交通秩序的必备工具。交通信号灯的争取使 用有效减小了交通拥堵维护交通顺畅。 此次课设的目的是涉及交通信号灯。在设计的过程中了解交通灯的显示运用 已学知识设计信号灯便于更好的掌握 labview 软件的使用。在设计过程中也增 强了加强交通安全的意识，遵守交通规则为自己的生命负责，也为维护交通秩 序贡献一份自己的力量。 1.21.2 设计内容及研究方案。设计内容及研究方案。 （1）采用 labview8.6 软件。十字路口信号灯为红、黄、绿总共 6 个。 （2）信号灯采用倒计时模式。 （3）采用顺序结构实现信号灯的顺序显示。 2 2 总设计方案总设计方案 2.1.2.1.总流程图总流程图 全灭 南北绿 南北绿 南北黄 南北红 东西红 东西黄 东西绿 东西绿 N Y 图 21 总流程图 2.2 前面板设计 1.十字路口两组信号灯为红、黄、绿三种灯。总共需要 6 个布尔控件。托布尔 指示灯到前面板然后拖动更改大小。通过属性更改颜色。 2.下图为灯亮的图示。 循环开始 产生信号 是否停止 停止 图 22 前面板 2.3 程序框图设计程序框图设计 2.3.1 同一路口红绿灯的顺序控制同一路口红绿灯的顺序控制 在 labview 环境下，由于顺序框架的使用比较灵活，在编辑状态时可以很容 易的改变层叠式顺序结构各框架的顺序。鉴于以上因素，该模块主要通过顺序 结构实现信号灯的交替点亮。而对于十字路口则需要采用两个顺序结构，而每 个顺序结构则需要三个帧，每个帧顺序完成绿黄红信号灯的亮与灭。 2.3.2 两个路口的信号灯时间关系两个路口的信号灯时间关系 路口一 绿灯 红灯 黄灯 路口二 红灯 黄灯 绿灯 图 2-3 两个交叉路口的信号对应关系 由上图可知，采用顺序结构帧，可以顺序执行红绿灯的转换保障交通有序 进行，在十字路口处需设置两组交通信号灯分别控制交叉口不同方向的交通。 当一个方向的红灯亮时，其交叉方向对应绿灯亮，过渡阶段黄灯亮，反之亦然。 由上图可以看出两个交由此对应关系则很容易可以确定顺序结构各帧的顺序。 如下图所示 图 2-4 顺序结构设计 2.42.4 部分模块介绍部分模块介绍 本次设计采用顺序结构和 while 循环并用实现顺序控制。 2.4.1 顺序结构顺序结构 2.4.2while 循环循环 2.4.3 已用时间已用时间 延迟时间延迟时间 选择选择 2.52.5 定时控制定时控制 完成上述分析后，还需要对红绿灯的定时系统进行设计。这里假设红、绿、 黄灯的持续时间分别设置为 40 秒 3 秒、43 秒。选择执行过程控制函数已用时 间(Express VI)来进行定时。时间延迟设为 1s。具体设计框图如下图所示，当 定时时间未到设定值时，结束标志为假，通过分枝结构判断，对应信号灯亮当 定时时间到，即已用时间到达设定值时，结束标志为真，通过分支结构判断： 对应信号灯灭。为了便于下一次循环，整个结构需放在 while 循环当中。当已 用时间大于设定值时，跳出循环，转入下一帧继续执行。路口一的绿灯定时设 计程序如下图 25 所示.其他信号灯与此设计类似。 图 2-5 绿灯定时设置 3 3 程序及调程序及调试 3.13.1 总设计框图总设计框图 3.23.2 调试调试 完成程序框图设计就需要调节前面板 1) 初始化。实现将各信号灯置于关状态，将各时间显示清零（“编辑-重置初始化默认值” ） 。 2) 单击连续运行开始调试。 3.2.2 调试结果。 图 3-1 南北绿灯亮、东西红灯亮 图 3-2 南北绿灯亮、东西黄灯亮 图 3-3 南北黄灯亮、东西绿灯亮 图 3-4 南北红灯亮、东西绿灯亮 4 4 结论结论 此次设计以分组的方式进行，我做的是十字路口交通灯系统。由于平时大 家都是学理论并且作业也是以实验的方式完成，所以对 labview 软件掌握的相 对较为熟悉。通过对 LabVIEW 进行了几天的摸索学习，我们终于把课程设计做 好了，并发现 LabVIEW 很实用。通过这次课程设计我基本学会了虚拟仪器设计 的步聚和基本方法，提高了动手能力，增强了理论联系实际的能力，并且学会 顺序结构与 while 的嵌套使用并应用到实际中。由于时间有限只做了 6 个灯而 没有做 12 个灯，12 个灯与 6 个灯一样只是需要继续添加顺序结构而已，因此 并没有什么难度。 在这个课程设计中，我真正的感受到了虚拟仪器的优越性， “软件即仪器” ， 仅仅在 Labview 上写入一些图形程序，就可以实现相应的仪器的功能，只需要 借助一台计算机，一个 LabVIEW 软件，就可以实现很多仪器的功能，真的很方 便！ 课程设计的过程中，我遇到了不少的问题，但最终我终究还是战胜困难， 取得了成功，接到实验任务后，我开始构思，翻阅相关书籍，请教同学，设计， 调试。在这个过程中熟悉了 LABVIEW 的相关的基本操作，回忆了老师上课所讲 的内容，锻炼了自学的能力，明确了设计的基本步骤。同时我认识到 labview 的用处之大