车流量的交通信号灯控制
摘 要 当前的社会由于经济发展和车辆技术的迅速发展，汽车已然进入千家万户，然而随着汽车数量的增多，交通堵塞成为制约着人们交通出行的一大问题，如何快速有效的解决交通问题成为一个越来越值得关注的问题。在道路交通中如何最有效、合理的利用现有道路网络进行疏导车流量成为解决交通堵塞的一大解决难题。因此，在控制交通路线停、行的十字路口的交通灯，对于道路通行时间的合理控制成为目前研究的重点。 在该设计中，基于智能交通系统研究端的设计,采用TI公司生产的低功耗系列单片机中的MSP430F149单片机作为系统的核心单元，通过串口输入车流量信息作为系统获取当前车流量的信息，通过LCD12864显示屏幕作为系统的显示单元设计一款交通信号灯的硬件设计。在该设计中，系统通过常用的USB 5V电源作为系统的供电电源，实现了供电电源的简便性，使用带中文字库的LCD 12864显示屏幕显示当前系统的得东西方面、南北方向的通行时间，并且，为了降低系统的功耗，当系统南北东西通行时间大于十秒的时候，系统不显示剩余时间，当系统通行时间小于十秒的时候，系统显示当前的通行时间。为了能够动态的调节通行时间，在串口输入当前车流量后，系统自动的根据车流量的大小调节该方向的红绿灯时间，为目前智能交通系统研究端的设计提供了参考。
目 录
第一章 绪论 1
1.1智能交通系统研究端发展现状 1
1.2 智能交通系统研究端系统设计的特点及内容 1
1.3论文结构介绍 2
第二章 系统原理设计 3
2.1 单片机控制电路方案选型 3
2.2显示电路系统选型 4
2.3通信电路系统选型 4
第三章 系统硬件原理设计 6
3.1 系统硬件总框图 6
3.2 单片机硬件原理介绍 7
3.3 供电电路设计 8
3.4 12864显示电路连接图 9
3.5 CH340 下载电路 10
3.6 硬件抗干扰设计 11
3.7 系统硬件调试 11
第四章 总结 12
致 谢 13
参考文献： 14
第一章 绪论
1.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1智能交通系统研究端发展现状
当前社会由于经济的发展和车辆技术的快速发展，汽车已经进入千家万户，然而随着汽车数量的增多，交通堵塞成为制约着人们交通出行的一大问题，如何快速有效的解决交通问题成为一个越来越值得关注的问题。在道路交通中如何最有效、合理的利用现有道路网络进行疏导车流量成为解决交通堵塞的一大解决方法。因此，在控制交通路线停、行的十字路口的交通灯，对于道路通行时间的合理控制成为目前研究的重点。
在交通智能等发展的早期阶段，车流量的采集主要靠肉眼计数的方法进行获取，即使用人工多次采集各个时间段车流量数据，通过大量数据的数学建模获取出当前车流量的平均估计值，最后通过该车流量数据设置固定的通行时间。随着图像处理技术、通信技术、传感器技术的快速发展，自动采集技术已经应用到交通检测中。目前现代普遍应用的交通检测器主要有橡胶气压管传感器、激光车辆检测器、感应线圈检测器、视频图像检测器及红外线检测器等检测设备。
目前，为了应对车辆堵塞造成的交通问题，以日本和美国为主的交通智能等研究国家取得了较好的成绩。最早对交通智能系统进行研究的国家是美国，其研究历史可追溯上世纪60年代末的电子路径导向系统。中间停顿了十多年，直到80年代的中期后以加州交通部门研究的驾驶员寻路系统的成功成为契机，这时在美国全国开展了这项被称为智能化车辆道路系统的研究。1994年美国将IVHS改为ITS，用以表明这方面的研究开发不是仅限于车辆和道路，而是可以推广到一切的交通工具和交通中的智能化系统。
日本对于智能交通的研究起源于上世纪七十年代，在改时间日本完成了动态路径诱导系统的实验并获得了成功。在接下下来的十年里，日本在智能交通领域发展迅速，相继完成了道路与车辆之间的通信系统、宽区域旅行信息系统、交通通信系统、超智能车辆系统、新交通管理系统以及安全车辆系统等方面的研究。
目前我国城市街道交叉路口交通信号灯是自动的,但是仔细观察就会发现红绿灯之间进行转换时,它们的转换时间间隔是固定的。时间不符合实际需求。如果光均匀地显示时间,会有这样一个问题:更多方向的汽车通行时间不足,其他方向的汽车等待通行剩余时间较少,导致一个方向的汽车会占用另一方向的汽车的合理的通行时间,而智能交通系统和人工指挥的区别在于机器自动控制命令。人工指挥劳动强度大,然而,我们应该充分发挥计算机的作用,利用计算机模拟人类智能控制交通信号灯,以提高经济效益和社会效益。
1.2 智能交通系统研究端系统设计的特点及内容
当前社会由于经济的发展和车辆技术的快速发展，汽车已经进入千家万户，然而随着汽车数量的增多，交通堵塞成为制约着人们交通出行的一大问题，如何快速有效的解决交通问题成为一个越来越值得关注的问题。在道路交通中如何最有效、合理的利用现有道路网络进行疏导车流量成为解决交通堵塞的一大解决方法。因此，在控制交通路线停、行的十字路口的交通灯，对于道路通行时间的合理控制成为目前研究的重点。在该设计中，基于智能交通系统研究端的设计采用TI公司生产的低功耗系列单片机中的MSP430F149单片机作为系统的核心单元，通过串口输入车流量信息作为系统获取当前车流量的信息，通过LCD12864显示屏幕作为系统的显示单元设计一款交通信号灯的硬件设计。在该设计中，系统通过常用的USB 5V电源作为系统的供电电源，实现了供电电源的简便性，使用带中文字库的LCD 12864显示屏幕显示当前系统的得东西方面、南北方向的通行时间，并且，为了降低系统的功耗，当系统南北东西通行时间大于十秒的时候，系统不显示剩余时间，当系统通行时间小于十秒的时候，系统显示当前的通行时间。为了能够动态的调节通行时间，在串口输入当前车流量后，系统自动的根据车流量的大小调节该方向的红绿灯时间，为目前智能交通系统研究端的设计提供了参考。
1.3论文结构介绍
本文的主要内容分为以下几个部分：
第一章对智能交通灯的简单介绍。
第二章针对系统系统原理作了详细的介绍。
第三章详细介绍了智能交通灯的硬件设计。
最后一章对该设计原理以及实践进行总结，并且根据目前智能交通灯的现在应用对该设计的未来应用做了展望。
第二章 系统原理设计
在该设计中，基于智能交通系统研究端的设计采用TI公司生产的低功耗系列单片机中的MSP430F149单片机作为系统的核心单元，通过串口输入车流量信息作为系统获取当前车流量的信息，通过LCD12864显示屏幕作为系统的显示单元设计一款交通信号灯的硬件设计。在该设计中，系统通过常用的USB 5V电源作为系统的供电电源，实现了供电电源的简便性，使用带中文字库的LCD 12864显示屏幕显示当前系统的得东西方面、南北方向的通行时间，并且，为了降低系统的功耗以及增加安全，当系统南北东西通行时间大于十秒的时候，系统不显示剩余时间，当系统通行时间小于十秒的时候，系统显示当前的通行时间。为了能够动态的调节通行时间，在串口输入当前车流量后，系统自动的根据车流量的大小调节该方向的红绿灯时间，本节主要介绍基于MSP430单片机的智能交通系统研究设计的系统原理。
在该系统中，系统通过上位机传输数据，数据通过通信芯片将电脑USB数据转变为可被单片机识别的TTL数据，单片机接收到数据后，在单片机内部进行处理，根据车流量数据调整红绿灯时间，当红绿灯时间调节完毕，系统进行数据显示，显示方式采用屏幕12864进行显示，其系统框图如图21所示。
图21 系统框图
该系统硬件分为通信电路、单片机电路和显示屏幕电路。通信电路主要功能为将电脑数据转变为TTL数据，单片机电路主要为单片机正常工作提供必要的外围电路，显示屏幕主要是对当前红绿灯时间进行显示。所以该系统需要对控制单片机和显示电路、通信电路进行方案论证。
目 录
第一章 绪论 1
1.1智能交通系统研究端发展现状 1
1.2 智能交通系统研究端系统设计的特点及内容 1
1.3论文结构介绍 2
第二章 系统原理设计 3
2.1 单片机控制电路方案选型 3
2.2显示电路系统选型 4
2.3通信电路系统选型 4
第三章 系统硬件原理设计 6
3.1 系统硬件总框图 6
3.2 单片机硬件原理介绍 7
3.3 供电电路设计 8
3.4 12864显示电路连接图 9
3.5 CH340 下载电路 10
3.6 硬件抗干扰设计 11
3.7 系统硬件调试 11
第四章 总结 12
致 谢 13
参考文献： 14
第一章 绪论
1.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1智能交通系统研究端发展现状
当前社会由于经济的发展和车辆技术的快速发展，汽车已经进入千家万户，然而随着汽车数量的增多，交通堵塞成为制约着人们交通出行的一大问题，如何快速有效的解决交通问题成为一个越来越值得关注的问题。在道路交通中如何最有效、合理的利用现有道路网络进行疏导车流量成为解决交通堵塞的一大解决方法。因此，在控制交通路线停、行的十字路口的交通灯，对于道路通行时间的合理控制成为目前研究的重点。
在交通智能等发展的早期阶段，车流量的采集主要靠肉眼计数的方法进行获取，即使用人工多次采集各个时间段车流量数据，通过大量数据的数学建模获取出当前车流量的平均估计值，最后通过该车流量数据设置固定的通行时间。随着图像处理技术、通信技术、传感器技术的快速发展，自动采集技术已经应用到交通检测中。目前现代普遍应用的交通检测器主要有橡胶气压管传感器、激光车辆检测器、感应线圈检测器、视频图像检测器及红外线检测器等检测设备。
目前，为了应对车辆堵塞造成的交通问题，以日本和美国为主的交通智能等研究国家取得了较好的成绩。最早对交通智能系统进行研究的国家是美国，其研究历史可追溯上世纪60年代末的电子路径导向系统。中间停顿了十多年，直到80年代的中期后以加州交通部门研究的驾驶员寻路系统的成功成为契机，这时在美国全国开展了这项被称为智能化车辆道路系统的研究。1994年美国将IVHS改为ITS，用以表明这方面的研究开发不是仅限于车辆和道路，而是可以推广到一切的交通工具和交通中的智能化系统。
日本对于智能交通的研究起源于上世纪七十年代，在改时间日本完成了动态路径诱导系统的实验并获得了成功。在接下下来的十年里，日本在智能交通领域发展迅速，相继完成了道路与车辆之间的通信系统、宽区域旅行信息系统、交通通信系统、超智能车辆系统、新交通管理系统以及安全车辆系统等方面的研究。
目前我国城市街道交叉路口交通信号灯是自动的,但是仔细观察就会发现红绿灯之间进行转换时,它们的转换时间间隔是固定的。时间不符合实际需求。如果光均匀地显示时间,会有这样一个问题:更多方向的汽车通行时间不足,其他方向的汽车等待通行剩余时间较少,导致一个方向的汽车会占用另一方向的汽车的合理的通行时间,而智能交通系统和人工指挥的区别在于机器自动控制命令。人工指挥劳动强度大,然而,我们应该充分发挥计算机的作用,利用计算机模拟人类智能控制交通信号灯,以提高经济效益和社会效益。
1.2 智能交通系统研究端系统设计的特点及内容
当前社会由于经济的发展和车辆技术的快速发展，汽车已经进入千家万户，然而随着汽车数量的增多，交通堵塞成为制约着人们交通出行的一大问题，如何快速有效的解决交通问题成为一个越来越值得关注的问题。在道路交通中如何最有效、合理的利用现有道路网络进行疏导车流量成为解决交通堵塞的一大解决方法。因此，在控制交通路线停、行的十字路口的交通灯，对于道路通行时间的合理控制成为目前研究的重点。在该设计中，基于智能交通系统研究端的设计采用TI公司生产的低功耗系列单片机中的MSP430F149单片机作为系统的核心单元，通过串口输入车流量信息作为系统获取当前车流量的信息，通过LCD12864显示屏幕作为系统的显示单元设计一款交通信号灯的硬件设计。在该设计中，系统通过常用的USB 5V电源作为系统的供电电源，实现了供电电源的简便性，使用带中文字库的LCD 12864显示屏幕显示当前系统的得东西方面、南北方向的通行时间，并且，为了降低系统的功耗，当系统南北东西通行时间大于十秒的时候，系统不显示剩余时间，当系统通行时间小于十秒的时候，系统显示当前的通行时间。为了能够动态的调节通行时间，在串口输入当前车流量后，系统自动的根据车流量的大小调节该方向的红绿灯时间，为目前智能交通系统研究端的设计提供了参考。
1.3论文结构介绍
本文的主要内容分为以下几个部分：
第一章对智能交通灯的简单介绍。
第二章针对系统系统原理作了详细的介绍。
第三章详细介绍了智能交通灯的硬件设计。
最后一章对该设计原理以及实践进行总结，并且根据目前智能交通灯的现在应用对该设计的未来应用做了展望。
第二章 系统原理设计
在该设计中，基于智能交通系统研究端的设计采用TI公司生产的低功耗系列单片机中的MSP430F149单片机作为系统的核心单元，通过串口输入车流量信息作为系统获取当前车流量的信息，通过LCD12864显示屏幕作为系统的显示单元设计一款交通信号灯的硬件设计。在该设计中，系统通过常用的USB 5V电源作为系统的供电电源，实现了供电电源的简便性，使用带中文字库的LCD 12864显示屏幕显示当前系统的得东西方面、南北方向的通行时间，并且，为了降低系统的功耗以及增加安全，当系统南北东西通行时间大于十秒的时候，系统不显示剩余时间，当系统通行时间小于十秒的时候，系统显示当前的通行时间。为了能够动态的调节通行时间，在串口输入当前车流量后，系统自动的根据车流量的大小调节该方向的红绿灯时间，本节主要介绍基于MSP430单片机的智能交通系统研究设计的系统原理。
在该系统中，系统通过上位机传输数据，数据通过通信芯片将电脑USB数据转变为可被单片机识别的TTL数据，单片机接收到数据后，在单片机内部进行处理，根据车流量数据调整红绿灯时间，当红绿灯时间调节完毕，系统进行数据显示，显示方式采用屏幕12864进行显示，其系统框图如图21所示。
图21 系统框图
该系统硬件分为通信电路、单片机电路和显示屏幕电路。通信电路主要功能为将电脑数据转变为TTL数据，单片机电路主要为单片机正常工作提供必要的外围电路，显示屏幕主要是对当前红绿灯时间进行显示。所以该系统需要对控制单片机和显示电路、通信电路进行方案论证。
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