fpga的智能交通监控控制系统(附件)
随着道路上车辆的数目日益增加，所以交通控制这一块就显的尤为重要；随着越来越多的十字路口开始使用红绿灯，智能交通控制变得尤为重要。本文使用Verilog硬件描述语言，设计一个智能交通信号灯，这个设计在国内主要应用于十字路口的红绿灯，经过合理地规划这个设计的功能，可以使红灯黄灯的转换有固定的时间，当达到一定的交通量时，就可以改变红绿灯的时间，以缓解交通堵塞。设计的智能交通信号灯可以在FPGA开发板运行，既可以实现正常工作状态下红绿灯的倒计时功能，又可以根据车流量的不同更改红绿灯的倒计时时间。经过验证，该毕业设计符合一开始的既定要求，具有实用性。关键词 智能交通，模糊控制算法，FPGA
目 录
1 引言 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 交通控制的起源和发展 1
1.3 智能交通监控控制系统实现的功能 2
1.4 系统整体框图 4
2 关于Verilog、FPGA、QuartusⅡ的介绍 5
2.1 关于Verilog的介绍 5
2.2 对于FPGA 的介绍 7
2.3 对于QuartusⅡ的简介 8
3 硬件电路 9
3.1 FPGA最小系统电路分析 9
3.2 管脚分配 13
3.3 光电门设计 14
4 系统软件设计 15
4.1 系统流程图 15
4.2 分频器模块 15
4.3 交通灯功能实现模块 16
4.4 按键模块 18
4.5 顶层模块 18
4.6 状态机 19
5 硬件测试 19
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
1.1 研究的背景与意义
随着社会蓬勃的发展和科技的不断进步，汽车已经是每家每户的生活必需品，因此，交通问题便变成了大家所关注的重点。我国作为一个人口大国，所以堵车问题是每个司机都会面临的问题，交通压力极其大。交通是一个城市经济活动的生命线，它对城市的经济发展、人民生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
活水平的提高方面都起着及其重要的作用[1]。城市中，即使政府加快了道路建设，实际上车辆的数量也远远大于道路的额定负荷，这就是造成车辆流量快速增长的原因。因而，道路数量的增加，并没有实现预期的结果。为了缓解城市的交通压力，则需要研究一种比较合理的方法。思考怎样才能减轻一个城市的道路压力，已经是一个国际化需要解决的一个紧要的问题。
1.2 交通控制的起源和发展
对运输系统的研究始于20世纪60年代的美国，到了80年代中期，California交通部门研制出了加速了智能交通的发展的系统PATHFINDER。1992年5月，美国交通部制定了《美国智能交通系统战略计划》，其中描述了未来20年的发展蓝图。智能交通系统分为商用车辆操作系统(CVOA)、先进公共交通系统(APTS)、农区交通系统(RTS)和先进车辆控制与安全系统(AVCSS)[2]。
在1868年，英国的机械工程师——Nayette在伦敦的威斯敏特街口，安装了史上第一个交通灯，这个交通灯由煤气构成，在灯前用红、绿两色的玻璃来转换信号。然而，之后的一场煤气爆炸事故使得交通灯在大众的眼中消失了近大半个世纪。在1914年，在美国的纽约、克利夫兰和芝加哥，交通灯才重新出现在大众的面前，那时的交通灯开始采用电力发电，和当代社会的交通的原理已经相差不远。这表示道路交通控制技术开始发展。近一百年来，道路交通信号灯的控制经历了从人工控制到自动控制，从非感知控制到感应控制，从单点控制到干线控制，再到区域控制的过程。1963年，加拿大的Toronto，道路交通控制迎来了发展的里程碑—利用IMB650型芯片设计的计算机用来控制交通协调控制系统，第一次把计算机技术应用到交通控制中，计算机的使用，使得控制系统的性能和水平大大提高[3]。
表1 现代主要交通控制系统举例
年份
方式
国别
应用城市
系统名称
系统特征
周期
检测器
1968
面控
英国
伦敦
TRANSYT
静态控制
变
环形线圈
1980
面控
英国
曼切斯特
SCOOT
动态控制
变
地感线圈
1982
面控
澳大利亚
悉尼
SCATS
动态控制
变
环线圈
1985
面控
意大利
米兰
SPOT
动态控制
变
雷达监测
1996
面控
美国
旧金山
EHODES
动态控制
变
视频检测
1.3 智能交通监控控制系统实现的功能
在本次毕业设计中，我们设计了一个交通灯，用来安全的引导人和车辆，十字交叉口分为东、西、南、北四个方向。在东西向或南北向上，交通信号灯的信号状况是一样的，每隔方向都由三个不同颜色的发光二极管构成，他们分别代表是红、绿和黄灯。红色的发光二极管用来禁止车辆直行与左转；绿色的发光二极管用来指示车辆直行或右转；黄色的发光二极管在正常情况下代表即将不允许车辆直行或左转。在每个方向上都设置有倒计时显示，以显示提醒车辆允许或者禁止通行的倒计时。
目 录
1 引言 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 交通控制的起源和发展 1
1.3 智能交通监控控制系统实现的功能 2
1.4 系统整体框图 4
2 关于Verilog、FPGA、QuartusⅡ的介绍 5
2.1 关于Verilog的介绍 5
2.2 对于FPGA 的介绍 7
2.3 对于QuartusⅡ的简介 8
3 硬件电路 9
3.1 FPGA最小系统电路分析 9
3.2 管脚分配 13
3.3 光电门设计 14
4 系统软件设计 15
4.1 系统流程图 15
4.2 分频器模块 15
4.3 交通灯功能实现模块 16
4.4 按键模块 18
4.5 顶层模块 18
4.6 状态机 19
5 硬件测试 19
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
1.1 研究的背景与意义
随着社会蓬勃的发展和科技的不断进步，汽车已经是每家每户的生活必需品，因此，交通问题便变成了大家所关注的重点。我国作为一个人口大国，所以堵车问题是每个司机都会面临的问题，交通压力极其大。交通是一个城市经济活动的生命线，它对城市的经济发展、人民生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
活水平的提高方面都起着及其重要的作用[1]。城市中，即使政府加快了道路建设，实际上车辆的数量也远远大于道路的额定负荷，这就是造成车辆流量快速增长的原因。因而，道路数量的增加，并没有实现预期的结果。为了缓解城市的交通压力，则需要研究一种比较合理的方法。思考怎样才能减轻一个城市的道路压力，已经是一个国际化需要解决的一个紧要的问题。
1.2 交通控制的起源和发展
对运输系统的研究始于20世纪60年代的美国，到了80年代中期，California交通部门研制出了加速了智能交通的发展的系统PATHFINDER。1992年5月，美国交通部制定了《美国智能交通系统战略计划》，其中描述了未来20年的发展蓝图。智能交通系统分为商用车辆操作系统(CVOA)、先进公共交通系统(APTS)、农区交通系统(RTS)和先进车辆控制与安全系统(AVCSS)[2]。
在1868年，英国的机械工程师——Nayette在伦敦的威斯敏特街口，安装了史上第一个交通灯，这个交通灯由煤气构成，在灯前用红、绿两色的玻璃来转换信号。然而，之后的一场煤气爆炸事故使得交通灯在大众的眼中消失了近大半个世纪。在1914年，在美国的纽约、克利夫兰和芝加哥，交通灯才重新出现在大众的面前，那时的交通灯开始采用电力发电，和当代社会的交通的原理已经相差不远。这表示道路交通控制技术开始发展。近一百年来，道路交通信号灯的控制经历了从人工控制到自动控制，从非感知控制到感应控制，从单点控制到干线控制，再到区域控制的过程。1963年，加拿大的Toronto，道路交通控制迎来了发展的里程碑—利用IMB650型芯片设计的计算机用来控制交通协调控制系统，第一次把计算机技术应用到交通控制中，计算机的使用，使得控制系统的性能和水平大大提高[3]。
表1 现代主要交通控制系统举例
年份
方式
国别
应用城市
系统名称
系统特征
周期
检测器
1968
面控
英国
伦敦
TRANSYT
静态控制
变
环形线圈
1980
面控
英国
曼切斯特
SCOOT
动态控制
变
地感线圈
1982
面控
澳大利亚
悉尼
SCATS
动态控制
变
环线圈
1985
面控
意大利
米兰
SPOT
动态控制
变
雷达监测
1996
面控
美国
旧金山
EHODES
动态控制
变
视频检测
1.3 智能交通监控控制系统实现的功能
在本次毕业设计中，我们设计了一个交通灯，用来安全的引导人和车辆，十字交叉口分为东、西、南、北四个方向。在东西向或南北向上，交通信号灯的信号状况是一样的，每隔方向都由三个不同颜色的发光二极管构成，他们分别代表是红、绿和黄灯。红色的发光二极管用来禁止车辆直行与左转；绿色的发光二极管用来指示车辆直行或右转；黄色的发光二极管在正常情况下代表即将不允许车辆直行或左转。在每个方向上都设置有倒计时显示，以显示提醒车辆允许或者禁止通行的倒计时。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1119.html
