单片机的交通灯控制系统开题报告

毕业论文（设计）开题报告一 课题研究的背景及依据 随着我国城市现代化进程的不断推进，交通问题成为影响我国社会经济发展的一个大问题，而城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号的控制。因此，国外一些发达国家把城市交通信号控制研究的重点放在城市交通干线和区域的控制上，可是控制效果并不明显。人们对十字路口交通信号的控制方法大致有如下两种方式：其一是建立城市交通流的数学模型，提出优化算法，但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，所以数学模型难以建立，控制策略中的最优目标也很难实现，且算法复杂、计算量大，实践证明控制效果不理想，实时性较差；二是根据模糊控制的方法，根据十字路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间，对交通灯的控制实现了一定的模糊化，但是在控制过程中相位转换的顺序不变，因而面对我国城市如此复杂的交通系统，难以保证其灵活性和实时性。因此，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是当前的主要任务，以最大限度地减少了十字路口的车辆平均延误时间，提高了路口通行能力，从而达到缓解交通拥挤的目的。当前大量的信号灯电路正走向数字化、小功率、多样化和多值化方向发展以方便人、车、路三者关系的协调。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，随着社会的发展，城市规模的不断扩大，城市交通成为制约城市发展的一大因素，因此，有许多设计上作者为改善城市交通环境设计了许多方案，而大多数都为交通指挥灯，本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的。城市交通控制系统的发展是以城市交通控制技术为前导，与汽车工业并行发展的。在其各个发展阶段，由于交通的各种矛盾的不断出现，人们总是尽可能的把各个历史阶段当时最新科技成果应用到交通控制系统中来，从而促进了交通控制技术的不断发展。二本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：随着阿拉尔市的发展，城市越来越繁华，人口数量也急剧上升，车辆也越来越多，伴随着就会引起交通方面的问题，只是用单一不变的交通信号是满足不了现实社会的要求。随着科学技术的发展，微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用比定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。将单片机应用在交通灯上，不光只是能代替人的劳动，也提高了它的准确度，还可以同时安装几个程序，定时转换，定时开关。三 国内外研究现状及发展趋势 当前世界广泛使用的最具代表性却有实施的城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT与SCOOTS交通控制系统和澳大利亚的SCATS系统。在信号机的发展过程中，自适应理论一直受到各研究机构的欢迎，比如上面所说的SCOOTS与SCATS系统。最近几年，国外仍偏向于引进自适应理论来对交通控制系统进行研制，特别是美国有十几个大学或研制机构正在研制自适应交通信号控制系统，具有代表性的有美国亚利桑那大学研制的RHODES.我国交通领域的发展起步比较晚，基本是从新中国建国之后，随着各方面的条件的成熟以及社会发展的要求，才建立及健全交通系统的。城市交通是一个高度综合而又复杂的问题，必须从政策，机构，体质，管理，收费价格，基础设施和投资各个方面同时入手解决。我国城市经济和社会的高速发展使得社会对交通的需求急剧增加，也对此提出了严峻的挑战。阿拉尔市是一个正在飞速发展的城市，但是市里的交通灯却只是式简单的固定电路控制，不能根据阿拉尔市的具体发展情况来改变。运用单片机来控制交通信号灯，就可以改变这些问题。四 课题研究的重要性及可行性 交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。交通关系着人们对于财产，安全和时间的利益。具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们的出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位甚至是生命道路的延伸。单片机控制技术，是自动化控制中应用最为广泛的重要控制方法，是提高自动化控制水平和产品技术含量必备手段。在当代自动化领域中，没有计算机、单片机的控制就是一种不完善的控制,因此研究和应用单片机控制技术，具有重要的实际意义。外单片机具有其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等特点，在各个领域中都得到了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中都已取得了可喜的成果。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化 ，有利于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。更重要的意义在于单片机应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统软件技术为微机技术。是对传统控制技术的一次革命，是一种全新的概念。随着单片机应用的推广普及，微型控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。 本系统采用89C51单片机和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，在不同时段运用不同的程序，来实现红绿灯时间长短的改变，在上班高峰期时绿灯的时间增加，红灯的时间减少。在下午人口集中的路口红灯时间加长，绿灯时间减少。在车流量，人流量都少的路口，红绿灯的时间都减短，单位时间内增大了红绿灯的循环次数。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。五 本论文（设计）要研究或解决的问题：系统软硬件总体方案的设计、优选、确定；模拟交通信号灯的交替变换；最大限度的提高交通的顺畅交替运行；系统软件设计；系统软硬件综合调试；编写设计说明书。六 本论文（设计）采用的研究手段和方法：本系统采用MSC-51系列单片机和可编程并行I接口芯片8255A为中心件来设计交通灯控制器，进行交通灯路口的管理。它用简单的硬件电路模拟交通灯信号灯的交替变换，实现红绿灯循环点亮。用LED数码管作为倒计时指示，通行指示灯采用发光二极管，LED显示动态扫描，以节省端口，特殊紧急车辆通行采用实时中断完成。 本次设计中增加了车流量检测电路，车流量较大时可通过模糊控制结果来改变十字路口的各个方向的通车时间，使交通更顺畅，减少堵塞。运用模糊控制法来自动调整红绿灯时间，实是的控制当前交通灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通的顺畅交替运行，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，节省能源消耗。七 工作方案及进度计划第一周：熟悉毕业论文工作时间和工作程序，填写任务书。（2011.12.5）第二周：根据任务书研究内容搜集资料，确定论文关键内容，撰写并提交开题报告。（2011.12.20）第三周：查资料，做实验，写出论文大纲（2011.12.20-2012.1.5）第四周第五周：完成论文初稿，交老师批阅（2012.3.19）第六周第七周：第二次稿交老师批阅，进行中期检查（2012.4.15）第八周第九周：完成论文终稿交指导老师审阅（2012.5.10）第十周：论文定稿，准备好答辩材料（2012.5.25）八 主要参考文献1 李广弟等.单片机基础M.北京航空航天出版社，2001. 2 王东峰等.单片机C语言应用100例M.电子工业出版社，2009.3 陈海宴.51单片机原理及应用M.北京航空航天大学出版社，2010.4 刘守义等.单片机技术基础M.西安电子科技大学出版社，2007.5 钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用M.人民邮电出版社，2007.6 楼然苗等单片机课程设计指导M北京航空航天大学出版社，2007.7 何立民等单片机实验与实践教程M北京航空航天大学出版社，2004.8 张毅刚、彭喜源、谭晓昀、曲春波MCS-51