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基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计

2017-06-10曹竞豪徐天伟郑鹏

科技创新与应用 2017年16期

曹竞豪+徐天伟+郑鹏

摘 要:我国的经济社会不断发展,交通行业也进入了快速发展阶段。在城市交通中,交通红绿灯控制系统非常重要,只有提高交通控制系统的智能水平,才能疏散交通,解决城市道路拥堵的问题。为了实现上述目标,将单机片应用于交通灯控制系统设计中非常必要。文章将具体探讨基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计,希望能为相关人士提供一些参考。

关键词:单机片;智能交通红绿灯;控制系统设计

引言

进入新世纪以来,我国的城市化水平不断提升,城市交通规模不断扩大,在一定程度上加大了城市管理的难度。在城市交通管理中,交通红绿灯发挥着重要作用,只有发挥交通红绿灯的实用价值,对路面交通进行精准控制,才能实现交通系统的正常运转。随着网络信息技术的不断发展,其与社会各个行业的融合更加紧密,智能化成为城市交通的发展趋势。在此背景下,以单机片为基础,进行智能交通红绿灯控制系统设计势在必行。

1 单机片概述

1.1 含义

所谓的单机片,就是在计算机技术的支撑之下,把各种电路集中在一种芯片上,赋予单机片数据传输和电流输送的功能。在单机片上有大量的串行电路,这些电路可以把系统中的不同结构要素组成起来,形成动态操作系统,以此实现系统的高速运转[1]。

1.2 结构

一般来说,单机片是和其他电控设备联合使用的。在智能交通红绿灯设计中,需要构建智能交通系统,系统中的硬件组成要素包括单机片、芯片、数码管、二极管、电阻、电源等等。不同组成部分承担着不同的职能。以单机片为例,单机片可以储存不同的控制电路。以芯片为例,芯片可以记录智能交通系统的关键信息。以数码管为例,数码管可以储存大量系统数据,并实现信息数据的传输。以二极管为例,二极管可以赋予交通信号灯颜色,提高交通控制的效率。以电阻为例,电阻可以控制智能交通系统的过电流,保障系统的稳定性。

1.3 型号

在交通红绿灯控制系统中,经常选用AT89S51型号的单机片。该型号的单机片具有极强的实用功能,一方面,AT89S51单机片可以优化智能交通系统的编程,另一方面,AT89S51单机片可以实现IO接口的独立控制。在应用这一型号的单机片之后,程序储存器可以扩大和升级,为交通红绿灯控制系统提供更多的功能信息[2]。

2 基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计

2.1 设计要求

在以单机片为基础,对智能交通红绿灯控制系统进行设计的过程中,应该满足如下的几个功能要求:第一,应该保证东南西北四个方向交通信号灯的正常运行,当东南方向的道路开启时,西北方向交通流应该暂时停转。第二,应该把准行时间控制在一分钟或两分钟。如果道路的车流量过大,可以设置准行时间为两分钟,如果道路的车流量过小,可以设置准行时间为一分钟。第三,应该明确不同交通信号灯的功能。在准行车辆通过时,应该在绿灯亮起之前,让四个路口的黄灯同时闪烁,以此为驾驶员提供提示,说明行车方向即将发生改变。第四,应该在不同的路口安装交通提示牌,在网络信息技术的支撑下,交通提示牌可以实现全数码化和智能化,驾驶员和行人通过观看交通提示牌,可以知晓道路准行或禁止通行的时间。第五,应该以单机片的基本参数作为依据,实现单机片的电路集合功能,同时要把单机片和数码管结合起来,实现智能交通信号灯的快速转换。

在以单机片为基础,对智能交通红绿灯控制系统进行设计的过程中,应该遵循如下的设计思路:智能交通信号灯的最主要功能就是稳定城市交通运行,因此可以将智能交通信号灯分为三个不同的组成部分,第一个组成部分是剩余时间显示,驾驶员和行人需要知晓变道剩余时间。第二个组成部分是交通灯显示,当时间到达设定值后,交通信号灯要实现自动转换变色。第三个组成部分是按键停止运行,当道路交通出现重大事故,应该中断该段道路的车辆运行,对安全事故采取应急措施[3]。

2.2 设计实际

首先是智能交通红绿灯系统中的LED剩余时间显示设计。在进行LED显示设计时,应该做到如下几点:第一,应该依靠网路信息技术,实现互联网和LED显示屏的连接。第二,在选择交通红绿灯的过程中,应该让不同灯光的位选线先后处在选通的状态,同时让其他灯光的位选线处在关闭的状态,根据位选线的数码对应值,在显示屏上进行数据编码。第三,应该对LED显示屏的显示效果进行检验。如果字符段码与实际信号灯相符,可以将LED显示屏投入到城市交通之中。

其次是智能交通红绿灯系统中的红绿黄灯光转换设计。在城市交通中,不同颜色的信号灯代表了不同的交通指示,红灯代表停止同行,绿灯代表准许通行,而黄灯代表等待。在进行信号灯转换设计时,应该做到如下几点:第一,应该以东西方向为基准,进行初始状态的设置。东西方向的初始时间可以限制为五十五秒,黄灯的持续时间可以限制为五秒。第二,应该以南北方向为基准,进行初始状态的设置,南北方向的初试时间和黄灯持续时间与东西方向相同。第三,在时间设置完毕之后,要应用计算机进行初始循环。

再次是智能交通红绿灯系统中的紧急中断设计。在城市交通中,经常会出现重大紧急事故,阻碍交通的正常运转。在进行紧急中断设计中,应该做到以下几点:第一,建立一个仿真系统,模拟事故发生现场,并对模拟事故进行程序编制,把编制之后的程序记录在交通系统之中。第二,应该根据仿真事故制定相应的应急方案,测试系统运行结果,直至测试数据能满足交通正常运转的需求[4]。

3 结束语

综上所述,随着城市化水平的不断提升,交通行业迅速发展起来,为了保障交通的快速运转,以单机片为基础进行智能交通灯控制系统的设计势在必行。

参考文献

[1]刘德新,周志文,张卫丰.基于STC89S52单片机智能交通灯控制系统的设计与制作及应用[J].深圳信息职业技术学院学报,2012,03:38-41.

[2]史振江,刘佳,李靖,等.智能交通灯控制系统的设计与实现[A].美国James Madison大学、武汉大学高科技研究与发展中心、美国科研出版社.Proceedings of International Conference on Engineering and Business Management(EBM2011)[C].美国James Madison大学、武汉大学高科技研究与发展中心、美国科研出版社,2011:4.

[3]莫有印,王少杰,阳泳.基于嵌入式系统的智能交通灯控制系统的设计与论述[J].电子世界,2015,18:107-108.

[4]吕冠艷,王高,吴翠红.智能交通灯控制系统的设计与模拟[J].数字技术与应用,2013,01:5+7.