交通灯智能控制系统设计(附件)
随着交通运输的发展，车流量与日俱增，传统交通灯已经无法满足现在的交通，智能交通灯的普及已越来越有必要。本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上，运用AT89S51单片机控制[1]，运用检测传感器、实时调整智能化控制的实现技术，将传感器监测、实时调整车辆通行时间的算法与单片机控制作用相结合，提出了基于单片机的交通控制系统设计方案。本系统由AT89S51单片机、交通灯显示、LED倒计时、车流量检测及调整、违规检测、紧急处理、等模块组成。具有车流量检测电路[2]，可根据车流量合理分配各方向通行时间。包含违规检测电路，可对闯红灯行为进行检测并报警。系统调试证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。关键词 AT89S51，智能控制，车流量检测，违规检测，交通灯显示
目录
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究意义 4
2总体设计 5
2.1系统设计任务要求 5
2.2系统电路设计 5
3系统硬件设计 8
3.1单片机的最小系统 8
3.2显示电路 10
3.3车流量检测电路 12
3.4闯红灯报警电路 15
3.5按键电路 15
4系统软件设计 15
4.1主程序设计 16
4.2车流量检测程序设计 16
4.3显示程序设计 18
4.4蜂鸣器报警及消抖程序设计 20
5系统调试 21
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
附录 29
附录一：硬件原理图 29
附录二：软件程序 30
1 绪论
随着我国交通运输的发展，车量的不断增多，如何有序的疏导交通这个问题日益突出[3]。传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，尤其是在交通高峰期时间段，某一方向车流量剧增，而另一方向车流量却较少，浪费了大量时间。所以传统交通灯有不可避免的缺点，这些缺点体现在：红绿灯时间固定，不能随着车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
流量的需求来控制红绿灯的时间。
本文运用单片机技术，以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自主控制，随着车流量来改变红绿灯的时间，当车流量较少时按原先设定的时间循环显示，当某一方向车流量增大时，车流量检测装置获得信息并输入给单片机，该方向绿灯时间会延长对应的另一方向红灯时间延长[4]，这样可合理分配各方向的通行时间，便于疏导交通。
1.1概述
近年来，随着经济的发展，城市的规模也在不断扩大，私家车的大量增加和公交线路的全面覆盖，交通拥堵现象越来越严重。交通的压力已是制约经济建设的一大阻力。现在车辆的大量增加，使十字路口的交通建设成为重中之重，拥堵的交通，杂乱的秩序已经严重影响了城市的交通安全[5]。大力发展经济以来，国家投入了大力的人力，物力，大量相关人员积极研发，设计开发出了许多新型的方案，把我国交通建设抬到了更高的水平。目前，交通路口都采用了信号灯来指挥车辆和人的通行，即有利于维护管理，而且有较高的自动化[6]。大量的交通灯电路正向着数字化、多样化、友好的人、车、路关系的方向发展，以满足社会主义经济的发展。交通灯的出现使交通得以有效管理，对于疏导车辆、提高道路承载能力，减少交通事故十分有明显效果。交通信号灯控制方式很多[7]。本系统采用AT89S51单片机来设计智能交通灯控制系统，运用红外避障传感器检测车流量并合理分配绿灯时间。此外还设置了闯红灯报警功能。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强，可以适应当今交通发展的需要。可实现交通的智能化管理，根据车流量自主调整时间，合理引导交通，减少拥堵，提高出行效率。智能交通灯应用前景广泛。交通灯智能化是未来交通灯发展的主流，固定通行时间的交通灯会逐渐被淘汰，因为它有绿灯时间固定这一不可避免的缺点。智能交通灯拥有符合实际的优点必将兴起，这也是有效疏导交通较为合理的方式，能有效降低事故率，大大减少通行时间，减缓交通压力，是目前城市交通灯发展的方向。
1.2课题研究背景
随着人口快速的增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道[8]。自18世纪工业革命以来，工业发展带动整个交通运输的发展，从而催生了单独的交通控制学问与管理机构。交通信号灯作为保障行人和车辆顺利顺畅通过的存在，伴随着社会以及人类发展，成为现代生活中必不可少的一部分[9]。
交通信号灯用于道路交叉路口，通过对行人和车辆发出进行或停止的指令，从而使车与车，人和人之间，人与车之间互不干扰，从而提高路口通过率，保障路口通畅和安全[10]。在十字路口两条相交的道路中车流量较大的使主干道其次是支干道。在主次干道上四个方向上有设有红色、绿色、黄色的三色信号灯。红色代表禁止通行，绿色代表可以通行，黄色代表在停车线以外的禁止通行。
? 我国在交通管理方面水平还欠发展，随着交通需求越来越旺盛，而我国城市交通管理智能化不足。在车辆，道路和交通管理系统，城市交通信号控制系统，城市交通管制中应用人工智能技术，信息采集和信息提供技术等方面都与发达国家有很大差距。近几年，虽然有专人研究，但是应用效果不明显，成本高收益小成了难题。目前我国交通事故仍然频发，城市车辆逐渐增加，运输速度却普遍下降，这需要进一步提高城市交通智能化的强度，疏通城市心脏的血液。
1.3国内外研究现状
目前交通信号灯的种类多种多样，有的应用了CPLD设计实现交通信号灯的控制；有的应用了PLC实现交通信号灯的控制；有的应用单片机实现对交通信号灯的控制[11]。我国的交通信号灯一般情况下设置在十字路口，在醒目的地方用红色、绿色、黄色三种指示灯，加上一个倒计时开控制人车通行。在一般情况下这种信号灯能保障安全，车辆分流也能发挥不错的作用，但是根据现在车流量日益增加的现状还存在着许多不足。比方说车辆放行时间固定，在十字路口经常出现东西和南北方向的车流量相差甚大的情况，这样如何给车流量较多的干道给予较多的放行时间就成了问题。
目录
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究意义 4
2总体设计 5
2.1系统设计任务要求 5
2.2系统电路设计 5
3系统硬件设计 8
3.1单片机的最小系统 8
3.2显示电路 10
3.3车流量检测电路 12
3.4闯红灯报警电路 15
3.5按键电路 15
4系统软件设计 15
4.1主程序设计 16
4.2车流量检测程序设计 16
4.3显示程序设计 18
4.4蜂鸣器报警及消抖程序设计 20
5系统调试 21
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
附录 29
附录一：硬件原理图 29
附录二：软件程序 30
1 绪论
随着我国交通运输的发展，车量的不断增多，如何有序的疏导交通这个问题日益突出[3]。传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，尤其是在交通高峰期时间段，某一方向车流量剧增，而另一方向车流量却较少，浪费了大量时间。所以传统交通灯有不可避免的缺点，这些缺点体现在：红绿灯时间固定，不能随着车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
流量的需求来控制红绿灯的时间。
本文运用单片机技术，以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自主控制，随着车流量来改变红绿灯的时间，当车流量较少时按原先设定的时间循环显示，当某一方向车流量增大时，车流量检测装置获得信息并输入给单片机，该方向绿灯时间会延长对应的另一方向红灯时间延长[4]，这样可合理分配各方向的通行时间，便于疏导交通。
1.1概述
近年来，随着经济的发展，城市的规模也在不断扩大，私家车的大量增加和公交线路的全面覆盖，交通拥堵现象越来越严重。交通的压力已是制约经济建设的一大阻力。现在车辆的大量增加，使十字路口的交通建设成为重中之重，拥堵的交通，杂乱的秩序已经严重影响了城市的交通安全[5]。大力发展经济以来，国家投入了大力的人力，物力，大量相关人员积极研发，设计开发出了许多新型的方案，把我国交通建设抬到了更高的水平。目前，交通路口都采用了信号灯来指挥车辆和人的通行，即有利于维护管理，而且有较高的自动化[6]。大量的交通灯电路正向着数字化、多样化、友好的人、车、路关系的方向发展，以满足社会主义经济的发展。交通灯的出现使交通得以有效管理，对于疏导车辆、提高道路承载能力，减少交通事故十分有明显效果。交通信号灯控制方式很多[7]。本系统采用AT89S51单片机来设计智能交通灯控制系统，运用红外避障传感器检测车流量并合理分配绿灯时间。此外还设置了闯红灯报警功能。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强，可以适应当今交通发展的需要。可实现交通的智能化管理，根据车流量自主调整时间，合理引导交通，减少拥堵，提高出行效率。智能交通灯应用前景广泛。交通灯智能化是未来交通灯发展的主流，固定通行时间的交通灯会逐渐被淘汰，因为它有绿灯时间固定这一不可避免的缺点。智能交通灯拥有符合实际的优点必将兴起，这也是有效疏导交通较为合理的方式，能有效降低事故率，大大减少通行时间，减缓交通压力，是目前城市交通灯发展的方向。
1.2课题研究背景
随着人口快速的增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道[8]。自18世纪工业革命以来，工业发展带动整个交通运输的发展，从而催生了单独的交通控制学问与管理机构。交通信号灯作为保障行人和车辆顺利顺畅通过的存在，伴随着社会以及人类发展，成为现代生活中必不可少的一部分[9]。
交通信号灯用于道路交叉路口，通过对行人和车辆发出进行或停止的指令，从而使车与车，人和人之间，人与车之间互不干扰，从而提高路口通过率，保障路口通畅和安全[10]。在十字路口两条相交的道路中车流量较大的使主干道其次是支干道。在主次干道上四个方向上有设有红色、绿色、黄色的三色信号灯。红色代表禁止通行，绿色代表可以通行，黄色代表在停车线以外的禁止通行。
? 我国在交通管理方面水平还欠发展，随着交通需求越来越旺盛，而我国城市交通管理智能化不足。在车辆，道路和交通管理系统，城市交通信号控制系统，城市交通管制中应用人工智能技术，信息采集和信息提供技术等方面都与发达国家有很大差距。近几年，虽然有专人研究，但是应用效果不明显，成本高收益小成了难题。目前我国交通事故仍然频发，城市车辆逐渐增加，运输速度却普遍下降，这需要进一步提高城市交通智能化的强度，疏通城市心脏的血液。
1.3国内外研究现状
目前交通信号灯的种类多种多样，有的应用了CPLD设计实现交通信号灯的控制；有的应用了PLC实现交通信号灯的控制；有的应用单片机实现对交通信号灯的控制[11]。我国的交通信号灯一般情况下设置在十字路口，在醒目的地方用红色、绿色、黄色三种指示灯，加上一个倒计时开控制人车通行。在一般情况下这种信号灯能保障安全，车辆分流也能发挥不错的作用，但是根据现在车流量日益增加的现状还存在着许多不足。比方说车辆放行时间固定，在十字路口经常出现东西和南北方向的车流量相差甚大的情况，这样如何给车流量较多的干道给予较多的放行时间就成了问题。
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