十字路口交通信号灯PLC控制系统摘要

第一篇：十字路口交通信号灯PLC控制系统摘要

摘 要

随着社会的发展和进步以及人民生活水平的提高，上路的车辆越来越多，但相应的公路设施却没有相应的改善，这就导致了城市交通拥堵问题突出，而且拥堵的地方多是十字路口等车辆汇集处。如何改善交通灯控制系统，以适应现在的交通状况，成为竞相研究的课题，本文对该问题给予了深刻地研究。本文十字路口交通灯控制系统主要用于处理十字路口车辆及行人通过的问题，使其减少相互干扰，提高了十字路口的通行能力。

本文总结了交通灯控制技术的发展，讨论了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统的设计可行性。根据PLC的工作原理并结合城市交通的实际状况，本文提出了以三菱公司生产的FX2N-128MT-001型PLC作为基本控制核心，安排了四个方向的直行、左转红黄绿灯，人行道红绿灯以及倒计时数码管的具体配置；设计完成了PLC的I/O端口分配和控制程序；探索了基于红外遥控的十字路口交通信号灯的无线强通控制方案并设计了具体的硬件电路及软件控制程序。

关键词：十字路口；信号灯；PLC；三菱；无线控制器

ABSTRACT

As the development of society and the advance in people’s living standard, More and more vehicles drive on road, meanwhile, road facilities corresponding haven’t got improved, which leads to the prominent of traffic jam.What’s more, traffic jams appear mainly at the gathering area of vehicles such as crossroad.How to improve the current traffic system becomes a hot point to research, and the paper revealed it deeply.Traffic light control system is mainly used to process passing of vehicles and pedestrians, reducing interference between vehicles and to promote the traffic capacity.The paper summarized the development of traffic light control technology and discussed the feasibility of crossroad traffic signal light control system based on PLC.According to the PLC work principle and practical situation of crossroad, the paper presents FX2N-128MT-001 of Mitsubishi Corporation as control core, making arrangements of red, yellow, green light for straight going and for left-face;red，green light on sidewalk and figure manifestation of count down.Completed I/O port-settings and control procedure of PLC.The paper also searched the project of crossroad traffic signal light based on infrared remote control and designed the specific hardware circuit and software control programs.Keywords: crossroad;traffic light;PLC;Mitsubishi Corporation;remote controller

第二篇：PLC控制十字路口交通信号灯实验

PLC控制十字路口交通信号灯 一、十字路口交通信号灯设计控制要求

1、系统工作受开关控制，起动开关ON时则系统开始工作；停止开关ON时则系统停止工作。

2、控制对象有六个：

东西方向红灯两个，南北方向红灯两个； 东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个； 东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个。

图1所示是十字路口交通信号灯示意图。信号灯的动作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如表1所示。

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电工电子中心 1

二、控制思路设计步骤

1、观察十字路口交通灯的工作时序

2、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，只接PLC输入端）

3、用专用软件编程（用指令，或画梯形图）。

4、调试运行。

5、写出实验报告

实验报告中要包括的内容：（要交打印版）

①、封面（实验的题目，班号，学号，姓名，实验日期）

②、在工业控制方面，可以使用传统的继电器控制方式，单片机控制方式和PLC控制方式，对它们进行比较。（简述）③、画出“十字路口交通信号灯”示意图（图1）；

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电工电子中心 2 ④、画出交通灯控制要求表（上面的表格）

⑤、画出“十字路口交通灯”的工作时序图（自己分析后画出来）⑥、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，实际接线时只接PLC输入端）

⑦、写出程序（画梯形图，或用指令）。⑧、小结（实验的体会和收获）

三、硬件及外围元器件

根据信号灯的控制要求，本模块所用的器件有：起动按钮SB1，停止按钮SB2，红黄绿色信号灯各六只（共12只），输入／输出端口接线如图2所示。

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电工电子中心 由图可见：起动按钮SBl接于输入继电器XO端，停止按钮SB2接于输入继电器X1端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y0端，东西方向黄灯接于输入继电器Y1端，东西方向的红灯接于输出继电器Y2端，南北方向绿灯接于输出继电器Y3端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y4，南北方向红接于输出继电器Y5。

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电工电子中心 4

第三篇：十字路口交通信号灯控制系统设计文献综述

石河子大学信息科学与技术学院

毕业设计(论文)开题报告

课题名称： 十字路口交通信号灯控制系统设计 学生姓名： 孔森 学 号： 2009082362 学 院： 信息科学与技术学院 专业年级： 电子信息工程09级（1）班 指导教师： 裘祖旗 职 称： 副教授

完成日期： 二○一三年一月八日

信息科学与技术学院本科生毕业设计（论文）文献综述

文 献 综 述

前言

交通是当今世界上一大热门课题，也是世界上多发性灾害中发生频率较高的一种灾害，它给人们带来便捷服务同时，也威胁着人们的生命安全，是世界各国人民所面临的一个共同的问题。随着社会的日益进步，人民的生活质量也有很大的提高，人们出行的安全问题也成了重要话题。因此，如何防止交通事故，保护人们的出行安全，减少伤亡，已成了当今至关重要的问题，而十字路口是交通事故最多发生的地点。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。因此本课题设计基于stc-89c52的十字路口交通灯控制器，以使城市交通安全畅通。

正文

1.国内外对十字路口交通信号灯的研究现状及存在问题 1.1 国外研究现状

早在1850年，城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。世界上第一台交通自动信号灯的诞生，拉开了城市交通控制的序幕，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命，这一次的煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。1914年及稍晚一些时候，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥才重新出现了交通信号灯，它们采用电力驱动，与现在意义上的信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，这是城市交通自动控制的起点。

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20世纪30年代初，美国最早开始用车辆感应式信号控制器，之后是英国，当时使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器。车辆感应控制器的特点是它能根据检测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短，使绿灯时间更有效地被利用，减少车辆在交叉口的时间延误，比定时控制方式有更大的灵活性。车辆感应控制的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展。继气动橡皮管式检测器之后，雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红外以及环形线圈等检测器相继问世。

当前世界广泛使用的最具代表性却有实施的城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT与SCOOTS交通控制系统和澳大利亚的SCATS系统。在信号机的发展过程中，自适应理论一直受到各研究机构的欢迎，比如上面所说的SCOOTS与SCATS系统。最近几年，国外仍偏向与引进自适应理论来对交通控制系统进行研究，特别是美国有十几个大学或研制机构正在研制自适应交通信号控制系统，具有代表性的有美国亚利桑那大学研制的RHODES.1.2 国内研究现状

我国交通领域的发展起步比较晚，基本是从新中国建国之后，随着各方面的条件的成熟以及社会发展的要求，才建立及健全的交通系统。城市交通是一个高度综合而又复杂的问题，必须从政策，机构，体制，管理，收费价格，基础设施和投资各个方面同时入手解决。我国城市经济和社会告诉发展使得社会对交通的需求急剧增加，也对此提出了严峻的挑战。

目前国内设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计；有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。2．两条干道的红绿时间不能随时间的改变而修改。

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1.3 存在问题

我国是一个文明古国，许多城市已有上千年的历史，城市布局和道路结构是在漫长的历史进程中逐步形成的，近几年虽然作了些改建和扩建，但毕竟还难以冲破原来的基本格局。

目前我国城市道路普遍存在以下三个弊端：①路网密度低；②交通干道少；③路口平面交叉。

道路状况与车辆状况的综合作用形成了我国城市交通的特殊性，主要有以下表现：

城市路网稀，干道少，间距大，市区人口稠密，出行需求集中，迫使车辆集中于少数干道上行驶。尤其是一些中小城市，干道特征更为明显，往往只有一两条干道贯穿全市，而其他支路上交通量极小。从流量变化情况来看，除外围过境干道外，都是有一定规律的，高峰小时基本上都集中在几个时段内。

我国城市机动车车种繁杂，从50年代的老式车到80年代的新型车，从大货车到小轿车都在一个平面上行驶，不少城市拖拉机还是一种主要运输工具，前面一辆旧车挡道，尾随的新型车只能跟着爬行，过交叉口时经常出现启动慢的车挡住启动快的车，严重影响了人们的生活节奏和出行效率。1.4 发展前景

综合分析国内外先进的城市交通控制系统，结合我国城市道路及交通的实际情况，同时也对今后城市交通与道路建设的发展的前瞻性考量，我国道路智能交通控制系统的发展模式应具有如下功能：

（1）多模式化。首先从系统结构上吸收集中式SCOOT、分布式SCAT等智能交通系统的长处，在控制范围内各个区域采用灵活可转换的系统结构，使系统结构根据交通流的区域变化而改变。此外，充分根据不同地区实时交通情况，对路口能力最大、延迟时间最短等作为遴选不同系统的参考标准。

（2）智能化。随着信息技术的高度发展，作为道路交通控制系统所承担

信息科学与技术学院本科生毕业设计（论文）文献综述 的工作不仅仅是对交通流的引导，更承担了诸如为车辆提供道路交通信息的职能，利用对车辆的GPS 诱导，使道路通行更加顺畅。

（3）最优化。随着计算机技术和优化理论的发展，模型算法的求解和交通模型的建立就有可能获得最优解并建立最佳模型。当我们建立整个交通路网的动态交通分配模型和整体优化模型并求最优解，从而达到对路口的控制参数进行调整进而实现某个地域范围内对交通流进行动态协调控制就成为可行。

（4）规整化。任何控制系统都是立足于具体的道路和交通条件，所以采用道路的方法和疏导交通流的方法对控制系统会有很大的参考作用。我国在建立完整的道路交通控制系统之前，必须针对道路状况和交通流做出若干种交通疏导预案和道路使用预案，从而使交通和道路更加规整。

（5）通用性和模块化。根据计算科学的发展，我国在制定和实施智能交通控制系统时必须在硬件设计和软件编程上采用通用化和模块化，有利于将来的逐步升级和换代。1.5 stc89-c52单片机：

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，2个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。其工作参数为：

（1）6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择。

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（2）工作电压：5.5V～3.3V。

（3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。

（4）用户应用程序空间为8K字节。

（5）片上集成512字节RAM。

（6）通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。

（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。

（8）具有EEPROM功能。

（9）具有看门狗功能。

（10）共3 个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。

(11)外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。

(12)通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。(13)工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。(14)PDIP封装。

结论

城市交通是一个高度综合而又复杂的问题，必须从政策、机构、体制、管理、收费价格、基础设施建设和投资各个方面同时入手解决。我国城市经济和社会的高速发展使得社会对交通的需求急剧增加，也对此提出了严峻的挑战。要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的科技手段加以实现。本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上，运用使用stc89-c52单片机作为中央控制器，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为

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众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。编程语言采用单片机c语言设计主要功能，时间采用两位七段共阴数码管来显示，采用发光二极管来模拟交通灯信号。

参考文献：

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第四篇：交通信号灯控制系统

交通信号灯控制系统(红绿灯系统)

1、概述

近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规范有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。

对****信号控制系统进行升级改造，在*****新建设一套信号控制系统

2、设计依据

 《道路交通信号控制机》（GB25280-2010） 《道路交通信号灯》（GB14887-2011）

 《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB14886-2006） 《道路交通信号倒计时显示器》（GA/T508-2004）

 《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2009） 《交通信号机技术要求与测试方法》（GA/T47-93） 《道路交通信号机标准》（GA47-2002） 《道路交通信号灯安装规范》（GB14866-94）

3、设计原则

本期工程按“国内领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。

信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。

1）设计思路

以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。

2）预期实现目标

完善城区交通安全设施布局，规范行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。

4、交通信号控制系统功能

（1）图形与界面

系统界面中文化、图形化、菜单化。命令操作方式灵活多样，并对错误操作发出警告或禁止执行。

能多用户、多窗口显示，显示窗口可缩放、移动。

具有图形编辑工具，可以对图形的区域背景、路口背景等进行用户化编辑。背景地图可按管理区域和路口进行缩放和漫游显示。

能够实时显示路口设备、路口设备工作状态及信号控制模式等信息。系统可动态、实时地显示路口信号灯的运行状况，并可对某一路口的信号灯变化进行实时显示；还可以根据需要直接对信号机进行手动操作功能。

能够用图表显示交通流量、占有率等统计分析数据。（2）用户管理

系统能够支持至少50个用户的使用和管理，对用户的名称、密码和访问角色等相关内容进行设置。

能够设立访问角色，能够定义相应的访问权限，每个用户可以对应多个角色。组管理：每个组可以有多个用户，所有用户不能重名，不同的组可以管理不同的路口设备。

记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令，显示用户是否在线。

禁止多用户对同一对象同时进行控制操作，并给出提示信息。（3）日志管理

操作员记录：操作员登录/退出时间、部分重要操作命令记录。记录保存时间：系统至少保留最近12个月的综合日志记录。记录查询：可根据日期范围、时间范围、用户等各种限定，方便快捷地查询各类日志记录。（4）系统数据库

总体要求：支持Oracle数据库，具有系统参数设置、交通数据存储、数据管理功能。

参数设置：每个数据项均附有数据定义和有效值范围的在线说明；系统自动检测所有数据项输入数据的合理性，提示并拒绝不合理及非法的数据输入；易于数据修改和更新。

交通数据存储：能够对采集的交通实时数据和历史数据进行储存和管理，保证数据的快速存取、编辑和删除。

数据库管理：

禁止未授权使用者进入数据库操作界面。

多用户同时对不同数据对象的修改、删除无冲突，禁止同时修改同一数据对象并有冲突报警显示。

详细记录数据修改人员、修改内容和时间。支持多用户数据库查询、访问。（5）数据采集存储

中心计算机从现场设备实时（秒级）采集以下交通数据： 路口到达方向分流向（左、直、右）的车流量 路口到达方向分流向（左、直、右）的车辆占有率 路口到达方向分流向（左、直、右）的放行时间 路口到达方向分流向（左、直、右）的断流次数 路口到达方向分流向（左、直、右）的最大断流间隔 以上数据保存15日。

流量、占有率的实时统计数据随时向交通信号控制系统管理平台开放性提供。（6）数据统计分析

中心计算机对采集的交通数据进行各种统计分析，形成设定时间、区域范围的交通统计分析报告，内容包括：路口的交通流量、路口交通占有率； 中心计算机对采集的交通数据进行统计处理，分别形成15分钟和1小时时间段的交通统计数据，并按15分钟数据保存半年、1小时数据保存一年进行存储，并随时向交通信号控制系统管理平台开放性提供。（7）系统状态监视

中心计算机能够实时监视：

系统中心设备、传输设备及路口设备工作状态

路口信号控制模式、控制方案、信号状态等交通控制状态

交通信号状态信息在信号灯色变化时向交通信号控制系统管理平台实时开放性传送。（8）系统故障报警

中心计算机监视以下各类故障： 系统中心软/硬件故障 传输单元故障

信号控制器、车辆检测器等路口设备故障

上述故障均有详细的分类故障代码；故障发生时通过异常信息显示进行报警并生成故障记录；故障消除后或操作员确认后取消报警。（9）时钟校准功能

中心计算机具有如下时钟校准功能：

接受交通信号控制系统管理平台的时钟校准。

对路口信号控制器进行自动时钟校准，校时命令每天执行1次,校时时间可设置。

时钟格式为：年、月、周、日、时、分、秒，校时误差小于1秒。（10）时间表功能

系统具有时间表控制功能

设置时间包括年、月、周、日、时、分、秒。日时段划分不得低于16个，方案数不得少于32个。设置内容应包括事件、控制模式、控制方案等。

系统可分别设置工作日、周末、节日或特别指定日的时间表，系统根据日期自动改变执行时间表。（11）系统优化

根据路口检测的交通流信息自动进行交通控制参数的优化并执行优化配时方案，提高路口通行能力。（12）动态方案选择控制

根据实时交通流检测信息，从预设方案库中调用适宜方案。（13）线协调控制

按照系统时间表设置进行线协调控制。（14）感应式控制

系统能够响应冲突方向的车辆感应请求，进行半感应或全感应控制。（15）行人控制

路口行人过街控制应具有请求式控制方式和预案式控制方式。

系统能够在线协调或区域协调控制的条件下及时响应或等待响应路段行人过街请求，使行人利用交通流间隙过街通行。（16）紧急车辆优先控制

系统能够按预定时间和预定路线进行绿波信号推进，以满足各种重大活动、重大事件及特殊警务的通行需求。

系统对路口信号机强行控制，指定某一阶段放行、黄闪或者全红。能响应特殊情况下的警务、消防、救护、抢险等特种车辆的紧急请求，使车辆迅速通过沿线路口。

（17）方案模拟演示

设置好的配时方案，模拟演示路口信号灯的变化情况，查看运行效果以便于分析配时方案中存在的潜在影响。（18）强制控制

允许系统中心操作员直接控制系统内设置的相位组信号。（19）上下载功能

中心计算机能选择性地上载和动态存储路口信号控制器的基本配置、时间表以及各种控制方案。

中心计算机能选择性地下载基本配置、系统时间表和各种控制方案给路口信号控制器。

5、交通信号控制机

信号机

信号机符合行标《GA47－2002道路交通信号控制机》的标准、国标《GB-25280-2010集中协调式信号机》的标准，并兼容国标GB－T20999的通讯协议。本信号机采用多智能节点分布式架构，各节点以32位微处理器作为控制核心，通过CAN总线进行内部通讯。32路环型线圈车辆检测或视频车辆检测器（可选）本信号机具有独立硬黄闪功能，可以在不关灯的情况下进行现场维护，给现场维护带来方便。支持无线遥控、点动等现场人工控制功能；持GPS模块对本地进行校时；支持多达32组的独立灯组通道输出；支持视频和线圈车流辆检测；具有单灯组输出回路检测功能，对红绿冲突等各种严重故障有着完善的降级处理。本机有着多种人机交互接口，通过本地信号机内的液晶模块、设置终端、指挥中心都可以实现完整的方案设置和信号机运行状态监测。对于各用户的不同控灯需求，方案设置方便、灵活、易于操作。软件系统设计中，有着完善的事务管理机制并能对信号机发生事件、故障等信息进行存储及显示。信号机内具有加热和排风的装置，可根据外界的温度不同自动加热或排风，以适应外界环境温度变化。

信号机具有无缆线控、单点优化、感应控制等功能；在智能交通指挥中心控制系统中可实现线控、区域协调控制、系统优化控制等功能；

1、具备32位微处理器

2、可编程的32相位控制，96路可控硅输出（可选）

3、相位冲突监视和控制，信号灯故障检测及报警

4、掉电时采集数据和配时参数不丢失

5、具有手动、自动、远程控制方式

6、具有强制、黄闪、四面红功能

7、具有本地遥控功能

8、具有固定方式、多时段控制方式、多方案选择控制方式、感应控制方式等多种控制方式

9、在线修改配时参数，在线显示各相位状态、故障状态

10、时段划分多达48个时段，可存储32种控制方案

11、提供4个RS232接口、一个RS485接口，一个以太网接口，可实现电话线、专线、光纤、无线多种通讯

12、适合于单路口控制、主干道控制、区域控制。出现故障自动降级使用

13、时钟、日历显示和修改，支持GPS授时功能

14、自动排风、加热功能

15、具有防雷、漏电保护功能

16、提供8路行人过街输入接口 主要特点

1、全中文手动操作界面

2、交通信息存储功能

3、独有的路口协调小面控功能

4、基于车头时距的感应控制功能

5、信号相位与信号灯组的自由编程

6、冲突相位硬件和软件双重监视

7、信号灯故障检测和报警

8、掉电数据不丢失，保存5年以上

9、输入和输出信号全部光电隔离

10、车辆数据检测准确率高

11、具有多相位的强制遥控

12、提供以太网接口和多个串口，便于网络化

13、提供二次开发的透明接口，便于多系统的集成

14、模块化设计，便于维护

15、指挥中心软件可实现信号机的远程控制

16、本地单点路口或区域的自适应协调控制

17、实时检测交通流量数据；并将采集到的实时交通流量数据进行分析、处理，传送至本地、区域或中央控制系统 主要技术指标

1)控制最大相位：32个；控制最多信号灯组：32组；车辆检测最大路数：32路；

2)机柜外壳采用铝合金材料或不锈钢材料；遥控相位：8个；

3)遥控器：每台信号机配2台遥控器，8个相位选择键，1个黄闪键、1个全红键、4)1个全灭键、1个取消键，遥控距离大于50米，遥控器应以灯光、声响或振动方式提示操作人员，交通信号控制机是否成功接收并执行指令。5)为保证信号机用电安全，信号机机柜和驱动线路应采用漏电保护电路装置。

6)信号机的机柜外侧面应设有手动控制门，在仅打开手动控制门的情况下可以实现

7)单点控制、黄闪控制、指定相位控制、关闭信号灯、关闭倒计时器、关闭遥控功能等操作。

智能交通信号控制机属协调式户外网络型的交通信号控制机，适合于单路口多时段定时控制、多方案选择控制、全（半）感应控制，适合于多路口无缆协调、有缆协调的绿波带控制，适合于指挥中心的远程控制、区域控制。在感应控制、多方案选择以及时制计划生成方面均有自己的控制算法。智能交通信号控制机具有技术先进、使用方便、功能齐全、模块化设计、维护简单，控制软件接口透明，便于二次开发。采用自主开发的机动车辆线圈检测器、自有专利技术的单元式检测型负载开关，整机性能价格比高。智能交通信号控制机具有多时段定时控制、多方案选择控制、感应控制、主干道无缆协调控制、集中协调控制等功能。将多个智能交通信号控制机通过调制解调器连成交通控制网，对城市多路口、多条干线进行控制，其基本架构如下：

通过以太网通讯接口，与指挥中心控制系统联成网络、接收指挥中心的远程控制、有缆线控、区域控制，并实现交通流量的自动采集。

6、机动车信号灯

发光单元透光面直径为400mm，红黄绿竖向组灯，光源采用超高亮发光二极管。红满屏+黄满屏内含双色数显+绿满屏，符合2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电，竖装；

7、方向指示信号灯

发光单元透光面直径为400mm，红黄绿竖向组灯，光源采用超高亮发光二极管；红箭头+黄箭头内含双色数显+红箭屏，符合2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电，竖装；

8、人行横道信号灯

发光单元透光面直径为300mm，光源采用超高亮发光二极管；红、绿二色行人图案单屏显示，红、绿二色数显同屏显示（绿色行人静态/非机动车）七字形连接片，2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电；

第五篇：交通信号灯控制系统

交通信号控制系统

1.设计任务

设计一个十字路口交通控制系统，要求：（1）东西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有绿灯、黄灯、红灯指示，其持续时间分别是30秒、3秒和30秒，交通灯运行的切换示意图如图1-1所示。

（2）系统设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间。

（3）

当东西或南北两路中任意一路出现特殊情况时，系统可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即红灯全亮，时钟停止记时，东西、南北两路所有车辆停止通行；当特殊运行状态结束后，系统恢复工作，继续正常运行。

2．总体框图

本系统主要由分频计、计数器和控制器等电路组成，总体框图如1-2所示。分频计将晶振送来的信号变为1Hz时钟信号；当紧急制动信号无效时，选择开关将1Hz脉冲信号送至计数器进行倒计时计数，并使控制器同步控制两路红、黄、绿指示灯时序切换；当紧急制动信号有效时，选择开关将紧急制动信号送至计数器使其停止计数，同时控制器控制两路红灯全亮，所有车辆停止运行。

2-1 交通灯总体结构框图 模块设计

（1）分频器

设晶振产生的信号为2MHz，要求输出1Hz时钟信号，则分频系数为2M，需要21位计数器。用VHDL设计的2M分频器文本文件如下:

LIBRARY

IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY fenpin2m IS

PORT(clk:IN STD_LOGIC;

reset:IN STD_LOGIC;

--时钟输入

clk_out:out STD_LOGIC);END ENTITY fenpin2m;

ARCHITECTURE one OF fenpin2m IS signal count:integer range 0 to 1999999;

BEGIN

PROCESS(clk)

BEGIN

if reset='1' then

count<=0;

clk_out<='0';

else

if clk'EVENT and clk='1'THEN

IF count<999999 THEN

count<=count+1;

clk_out<='0';

ELSif count<1999999 then

count<=count+1;

clk_out<='1';

else

count<=0;

END IF;

END IF;

END IF;

END PROCESS;END one;

(2)模30倒计时计数器 采用原理图输入法，用两片74168实现。74168为十进制可逆计数器，当U/DN=0时实现9~0减法计数，记到0时TCN=0;当U/DN=1时实现0~9加法计数，计到9时TCN=0；ENTN+ENPN=0时执行计数，否则计数器保持。该电路执行减法计数，当两片计数器计到0时同步置数，因此该计数器的计数范围是29~0，当系统检测到紧急制动信号有效时，CP=0计数器停止计数。

图3-1 模30减法计数器电路图

图3-2 模30减法计数器仿真波形

（3）显示译码器

显示译码器为动态显示，用VHDL文本输入法设计的七子段译码器如下：

图3-3 显示译码器的仿真波形

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

--调用库文件

ENTITY xianshi IS

--实体开始

PORT(CLK:IN STD_LOGIC;

datain1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

datain2:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

--扫描时钟信号

SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--数码管选择信号

q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));--数码管八端输入 end xianshi;

--实体结束 ARCHITECTURE one OF xianshi IS

--结构体开始 begin

PROCESS(CLK)

--进程开始 VARIABLE TMP:STD_LOGIC_vector(1 downto 0);VARIABLE d:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--中间变量

begin

IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN

--时钟上升沿有效

IF(TMP=“00”)THEN

TMP:=“01”;

d:=datain2;

CASE d IS

WHEN“0000”=>q<=“00111111”;

--0

WHEN“0001”=>q<=“00000110”;

--1

WHEN“0010”=>q<=“01011011”;

--2

WHEN“0011”=>q<=“01001111”;

--3 WHEN“0100”=>q<=“01100110”;

--4 WHEN“0101”=>q<=“01101101”;

--5 WHEN“0110”=>q<=“01111101”;

--6

WHEN“0111”=>q<=“00000111”;

--7

WHEN“1000”=>q<=“01111111”;

--8

WHEN“1001”=>q<=“01100111”;

--9

WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--数码管不显示

END CASE;

elsif(tmp=“01”)then

TMP:=“00”;

--如果tmp为“001”即第2个数码管显示b输入

d:=datain1;

CASE d IS

WHEN“0000”=>q<=“00111111”;

--0

WHEN“0001”=>q<=“00000110”;

--1

WHEN“0010”=>q<=“01011011”;

--2

WHEN“0011”=>q<=“01001111”;

--3

WHEN“0100”=>q<=“01100110”;

--4

WHEN“0101”=>q<=“01101101”;

--5

WHEN“0110”=>q<=“01111101”;

--6

WHEN“0111”=>q<=“00000111”;

--7

WHEN“1000”=>q<=“01111111”;

--8

WHEN“1001”=>q<=“01100111”;

--9

WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--数码管不显示

END CASE;

end if;

end if;sel<=tmp;

--把tmp的值赋予sel

end process;

--进程结束

end one;

（4）控制器

该模块输入为1Hz时钟，和紧急制动信号PE,输出为两路红、黄、绿指示灯，当紧急制动信号无效（PE=1）时，两路红、黄、绿灯时序切换。当紧急制动信号有效时，选项开关将紧急制动信号送至计数器使其停止计数，同时使控制器控制两路红灯全亮，所有车辆停止通行。用VHDL文本输入法设计的控制器如下；

图3-4控制器的仿真波形

LIBRARY

IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY contr IS

PORT(cp1:IN STD_LOGIC;

pe:IN STD_LOGIC;

chan:IN STD_LOGIC;

ra,ga,ya,rb,gb,yb:out STD_LOGIC);END ENTITY contr;ARCHITECTURE one OF contr IS signal count:integer range 0 to 59;

BEGIN

process(cp1)

begin

if pe='0'then

count<=0;

else

IF(cp1'EVENT AND cp1='1')THEN

if count<59 then

count<=count+1;

else

count<=0;

end if;

end if;end if;END PROCESS;PROCESS BEGIN

if pe='1'then

if chan='1' then

if count<30 then

rb<='0';

gb<='1';

yb<='1';

ra<='1';

if count<27 then

ga<='0';

ya<='1';

else

ga<='1';

ya<='0';

end if;

else

rb<='1';

ga<='1';

ya<='1';

ra<='0';

if count<57 then

gb<='0';

yb<='1';

else

gb<='1';

yb<='0';

end if;

end if;

else

if count<30 then

rb<='1';

ga<='1';

ya<='1';

ra<='0';

if count<27 then

gb<='0';

yb<='1';

else

gb<='1';

yb<='0';

end if;

else

rb<='0';

gb<='1';

yb<='1';

ra<='1';

if count<57 then

ga<='0';

ya<='1';

else

ga<='1';

ya<='0';

end if;

end if;

end if;

else

rb<='0';

ra<='0';

gb<='0';

yb<='0';

ga<='0';

ya<='0';

end if;end process;end one;交通灯原理图

图4-1 交通灯原理图