基于模糊控制的智能交通灯控制系统开题报告 - 图文

(13) 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART (14) 工作温度范围：0—75℃/-40—+85℃ (15) 封装：LQFP-44,PDIP-40,PLCC-44,PQFP-44 单片机的应用如下： ①智能仪器：单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。 ② 工业控制：单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 ③ 家用电器：家用电器广泛采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。 ④ 网络和通信：现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 ⑤ 模块化系统：某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。 四、总结 采用基于单片机控制的的智能交通灯控制系统，其模糊控制可以根据东西南北方向上的车流量不同的大小来合理的调节交通信号灯红绿灯亮灯的时间，这样不仅可以有效的防治交通拥堵而且可以合理的利用交通资源，进而大大缓解交通压力。在基于单片机模糊控制的智能交通灯控制系统的设计过程中可能牵涉到信号的采集与传输，在考虑到设计的成本以及设备稳定性能的前提下，本设计主要想采用RS-485总线串行输出信号。因为RS-485总线它的抗干扰能力强，传输信号远。 五、参考文献 [1] 侯媛彬等，凌阳单片机原理及其毕业设计精选 2006年，科学出版社 [2] 罗亚非，凌阳十六位单片机应用基础2013年 北京航空航天大学出版社 [3] 北京北阳电子有限公司，061A凌阳单片机及其附带光盘2013年 [4] 张毅刚等， MCS-51单片机应用设计，哈工大出版社，2014年第9版 [5] 霍孟友等，单片机原理与应用，机械工业出版社，2014.1 [6] 霍孟友等，单片机原理与应用学习概要及题解，机械工业出版社，2005.3 [7] 许泳龙等，单片机原理及应用，机械工业出版社，2005.1 [8] 马忠梅等，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天大学出版社，2003修订版 [9] 薛均义 张彦斌 虞鹤松 樊波，凌阳十六位单片机原理及应用，2013年，北京航空航天大学出版社 [10] 李全利，迟荣强编著 单片机原理及接口技术 高等教育出版社，2015.1

二、开题报告

一、课题的目的与意义 1.1研究目的 本课题通过对于智能交通灯控制系统的研究，来改善现在已有的交通灯身上留着的短板，而研究发现对于一般情况下的安全可靠性行车的话车辆的分流还是能够发挥其作用，但是发现根据实际的行车当中会出现的情况，有着以下的劣势：①两个车道的车辆的轮流放行的时间是一样的，如在十字路口，会将一个车道列为主车道，在这条道上的车辆会比较多，但是给的放行时间并没有加长，所以认为应该要给一些宽放；另外的一个车道是副车道，车子流量比较少，但是放行的时间也并没有因此而减少。②发生紧急车通过的这种情况并没有考虑在内，如120急救车该如何通过，两个车道如何做，才能让紧急车辆通过。 1.2研究意义 自19世纪开始，就有英国人发明了最最原始的机械式扳手交通灯后，到如今的100多年，交通事故情况因交通灯的出世而发生了巨变，与此同时交通灯也在广大市民的日常生活之中起到了不可估量的作用，跟着人们的社交活动越来越多，经济发展越来越好，急剧增加的汽车数量，让我们的城市道路越来越拥挤，智能控制化的交通灯将更加能够突显出它的优势，因为它能够让交通路况获得有效明显的管理制度，这也对我们的交通警察疏导减轻了负担，城市道路的导通强度也有许多的提高，对交通事故的减少也起到了明显的作用。 改革开放以来，我们的科技发展越来越好，其中电子器件也是被广泛的应用到各领域中，单片机也是发展很快，不断的融入到人们的生活当中。本课题设计的模拟交通灯控制系统是利用单片机AT89C51作为其核心元件，其功能将是实现通过信号交通灯对道路状况的智能管理控制，其作用是在一定程度上把交通堵塞、车辆停车等待时间不合理、紧急车辆通过的问题解决。本次设计的系统将具有结构简单、成本低、可靠性高、实时性好、安装维护方便等优势，有着极为广泛的应用前景。 由于传统的交通灯控制系统设计比较死板，红绿灯的交替变换时间一成不变的劣势，智能化的交通灯控制系统设计就将更加突显出它的设计意义，它将可以去根据城市道路交通拥挤的情况以及交通路口经常堵塞的情况，利用单片机控制技术设计出软件和硬件方案，最终实现道路的最大化行车效率。 二、课题主要内容和要求 本课题对基于单片机的交通灯控制系统的设计。以单片机为核心，设计并制作交通灯控制系统，用于城市十字交通路口的车辆以及人行的交通管理。东南西北四个路口具有左拐和右拐以及直行、行人四种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在紧急车辆通过时，系统可以自动的转化为紧急车辆放行，其他的车辆暂时的禁止通行状态。模拟交通信号灯的信号转换；最大限定的提高交通运行顺畅度；系统的硬件运行与实现；节省能源的损耗。 2.1设计内容 模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED和数码管，来模拟真实的交通灯功能，利用数码管倒计时计数显示间隔性的红黄绿灯交替闪亮，计时牌显示路口通行剩余时间，用于管理十字路口的车辆以及人行通道。 2.2基本功能 (1)利用单片机完成交通灯的信号控制 (2)该交通信号灯控制器由一条主车道和一条支车道汇合成十字路口。 (3)在每个路口设置红绿黄三色信号灯，红灯亮的时候禁止通行，绿灯亮的时候允许通行，黄灯亮的时候则是给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。 (4)设置了左转和右转灯，左转绿灯亮的时候可以左转；左转红灯亮的时候禁止左转，这个时候右转的绿灯闪亮，表示可以右转。 (5)设置紧急状态，当紧急按钮按下各方向全部变红灯。 2.3设计方案 (1)设计一个十字路口的智能交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向的两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能根据车流量的大小来自动调节通行时间的长短，车流量大的时候，通行的时间长，车流量小的时候，通行时间短。 (2)每次绿灯变红灯的时候，要求黄灯先亮6S，才能变换运行车辆。 (3)东西方向、南北方向的车道除了有红黄绿灯指示以外，每一种灯亮的时间都需要用数码管显示器来显示，采用倒计时的方法。 (4)考虑到紧急车辆通过的情况，设置紧急转换开关。