城市交通信号灯智能控制系统设计
发表时间：2016-12-26T15:32:55.733Z 来源：《基层建设》2016年29期作者：郭晓妮
[导读] 摘要：城市交通信号灯智能控制系统主要为实现城市交通智能化，最大程度的疏导交通，减少堵塞，提高通行能力。同时依据物联网管理理念，完成对自身设备的管理。主要完成系统架构设计、数据流结构设计以及系统功能设计等。
金交恒通有限公司北京 100011
摘要：城市交通信号灯智能控制系统主要为实现城市交通智能化，最大程度的疏导交通，减少堵塞，提高通行能力。同时依据物联网管理理念，完成对自身设备的管理。主要完成系统架构设计、数据流结构设计以及系统功能设计等。
关键词：交通信号灯，智能控制，区域协调控制
0 前言
随着我国当前城市发展进程加速，车辆拥有量迅速提升，交通拥堵已经是一个亟待解决的问题，已经严重影响到人们的生活质量和工作效率，同时堵车造成的环境污染也是无法忽略的问题。如果能够克服现有交通灯定时切换控制方式的局限性，将对改善交通状况有很大的帮助，因此有必要寻求一种智能的交通信号灯控制系统。
交通信号智能控制系统是将信息技术、通信技术、自动控制技术以及计算机技术等先进技术有效集成构造交通管控系统[1-2]。它能大幅度地增加道路网络的通行能力，提高运输的机动性、安全性和运输效率，避免拥挤和堵塞，减少能源消耗和环境污染。
1 系统总体结构设计
系统采用三级结构形式，即：中心控制级、区域控制级和路口控制级。
图1 系统总体结构图
1) 中心控制级
负责全系统硬件和软件运行状况与故障的监测与管理，交通控制信息分析与处理，交通流数据数据库管理及与其他系统互联的接口管理等；并可兼作显控台实时显示被控区域的交通状态和信息，并进行系统干预及系统配置[3]。
中央控制机可以实现对多个区域机的联网监视控制。
2) 区域控制级
负责控制区域内系统设备和系统软件的管理与监测，相位差和信号周期的宏观协调。区域控制机实时采集交通数据，优化控制被控区域内路口的交通信号，并可兼作交通工程师工作台，监视、控制和协调系统的运行，进行系统核心参数的配置。多路通讯处理器为区域控制计算机与路口控制信号机提供通信通道，高低速数据转换和缓冲整理。
3) 路口控制级
通过车辆检测器（环形检测器或视频检测器），负责交通信息的采集与预处理（包括：车流量、占有率等重要参数）并通过通讯接口传输给区域控制机，进行周期、绿信比、相位差的优化计算，实现各种单点控制功能，控制交通信号灯色等。
2 数据传输设计
交通信号控制系统的联网控制由通信网络支持。通信传输由以下步骤完成：
Step1：各路口采用光纤方式传输到通信网络运营商汇聚点，之后传输至支队指挥中心，通信接口采用 IP 方式。
Step2：由支队指挥中心进入分控中心数据接入分中心的通信服务器；分中心通信服务器将处理后的交通数据通过光纤网络以 IP 方式传输到支队指挥中心的数据库服务器。
Step3：路口进入支队指挥中心的数据，通信服务器将处理后的交通数据传输到指挥中心的数据库服务器。
Step4：指挥中心、总控中心的指令下达也按照以上通道反向运行。
Step5：采用开放的、标准的通信协议。
3 系统控制功能设计
3.1 系统基本控制功能
1) 区域协调控制
控制区域内交通信号机与交通控制中心区域控制机联网运行，信号配时方案由优化算法软件根据交通流量检测设备获得到的车流量、占有率等交通信息进行优化计算实时生成，下载给交通信号机实施区域协调控制，实现区域优化的效果。
2)干线协调控制
干线协调的路口交通信号机都在区域控制计算机的控制之下，信号机软件根据预先设置好的相序、配时、相位差等参数，自主进行协调平滑处理，使干线道路实现线控绿波带的效果。
3)单点自适应控制
对于孤立的交叉口，不便于与其他路口进行协调控制，由交通信号机自带的优化软件根据检测器检测到的车流量自动生成信号配时方
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是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，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图
1选题背景 今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成
诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有
太原理工大学现代科技学院数字电子技术基础课程设计 设计名称交通信号灯控制器 专业班级自动化12-1 学号 姓名 指导教师张文爱
交通信号灯控制器 一、设计要求： 通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。 1.设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。 2.用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。 3.主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 4.主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。 5.在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。 二．设计方案： 1，设计思想及方案论证： 本设计要求设计一个主干道绿灯45秒、支干道绿灯25秒的交通灯控制系统，每次由绿灯变为红灯时应有5秒黄灯亮作为过渡，分别用红、黄、绿三色发光二极管表示信号灯，并用数码管显示倒计时。因此，本设计需
要一个脉冲产生模块、信号灯模块、倒计时模块、数码显示模块和主控模块。脉冲产生电路用以驱动倒计时电路，置数电路将交通灯亮时间预置到计数电路和寄存器中，信号灯模块对信号灯的各种状态进行循环控制，倒计时模块以基准时间秒为单位做倒计时，数码显示模块显示倒计时的时间，主控模块对电路种的各个模块进行级联控制。 交通信号灯控制电路，交通灯采用发光二极管，显示时间则采用自带译码器的数码管显示。系统需要每秒减数，所以可以采用数字电路箱产生秒脉冲（数字电路实验箱中已给出），经由一个脉冲驱动电路后产生信号灯需要的三种脉冲，即45s,25s,5s，传递给控制器，由控制器发出状态。译码器接受状态后译码，输出控制信号灯和数码管显示的状态。 2，设计方案的工作原理： 1.倒计时电路（定时电路） 倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、一个非门和一或门构成。其组成如图所示，其中74LS192是上升沿触发，CPU
xx家电控制系统设计说明 一、定义 智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑 （IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 二、表述 智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小
智能交通信号灯控制系统设计
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导
的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，
毕业论文 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 姓名 学院电气工程与自动化学院 专业自动化 指导教师 职称教授 2013年5月1日
天津工业大学毕业论文任务书 题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 学生姓名额外特温 特 学院名称 电气工程与自动化学 院 专业班级 过多个地 方 课题类型实际课题 课题意义 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。 任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓 4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计， 5.4-5.30 ：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试； 5.31- 6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成 主要参考 文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237. [2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002. [3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010. [4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004. 起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注 院长教研室主任指导教师
交通信号灯控制详细操作说明 一、操作面板示意图： 二、修改程序的基本步骤： 按“加”或“减” 按“功能1” 按“加”或“减” 按“功能1” 按“加”或“减” 按“功能1” 按“加”或“减” 按“功能1” 步骤1、按住“显示程序”键，听毕 “啼”音后进入程序修改操作； 步骤2、显示[-0 0·7 00] 步骤3、显示[- 0 02·02 设定第一段程序开始运行的时间，按数字下 面相对应的“减”或“加”来调整时分。 显示内容说明：当前显示的是“-0 0.7 00” “-0”的含义指的是当前设定的是第一段程 序。“07 00”的含义是指时间，在以下三个 步骤中设定的程序将在凌晨7点钟开始运 行。用“·”的位置指示当操作步骤的进度， 在以下几个步骤中“·”点的位置往后移。 设定干线与支线左转弯绿灯时间，按加减来 调整干线或支线左转弯绿灯时间，注意：调 整为02.02则控制器工作于两相位模式。 步骤4、显示[- 0 2 5 2·5] 设定参数，一般不需修改，如需修改按数字 下面相对应的按键。第一位”2”代表黄灯过渡 到红灯时红灯持续时间为2秒，第二位”2” 代表绿灯过渡到黄灯时黄灯持续时间为2 秒，第三位”5”代表绿闪次数5次，第四位数 是右转弯绿灯的运行模式。 步骤5、显示[- 0 2 2 5 8·] 设定干线与支线直线绿灯时间，左边的两位 数是干线的，右边的两位数是支线的，按数 字相对应的“减”或“加”来调整绿灯时间。
三、修改多时段程序的步骤： 在基本步骤6中按下“功能1”，根据你的需要重复“修改程序的基本步骤”2-5；设定时钟的应从早上到晚上，共有十个时段可以设定。 四、修改程序中的特定数字： 1、设定左转时间[ 0 2·0 2 ]是转入二相位的特定数字 2、设定直行时间[ 0 3·0 3 ]是转入黄闪的特定数字； 3、设定时钟时间[ 2·3 5 9 ]是退出修改的特定数字； 五、手动： 在正常工作状态下按“功能2”键即进入手动工作状态，按相应键即对干线左转、支线左转、干线直行、支线直行的手动控制，再按“功能2”键返回正常工作状态。 六、恢复出厂设置及24小时连续工作设置： 如遇到不明原因的控制器故障请恢复出厂设置复位，按住“功能2”键再开电源，听毕“啼”音后即恢复出厂设置。 自动1初始化出厂设置如下：（四相位设置:直线先行）
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。
交通信号灯及控制系统设备安装与施工详解 交通信号系统包括机箱、灯杆、SCATS检测线圈、电缆与电线、取电电源、防雷与接地、管井与管道等设施设备，下面介绍各个部分的材料、安装要求和施工工序。 机箱 1．信号机箱无特殊情况时一般安装在路口的西南角。 2．信号机箱的安装应考虑设置在人行横道上视野宽阔、不妨碍行人及车辆通行、能观察到交叉口的交通状况和信号灯的变化状况、并能容易驳接电源的地点。 3．信号机箱的基础位置与人行横道的路缘距离应在50～100cm，与路缘平行，基础高于地面20cm，平面尺寸应和信号机箱底座尺寸一致，地面以下的水泥钢筋基础至少70cm 深。 4．在有可能积水的地面安装信号机箱时，应适当增加基础高度，防止信号机被积水淹没。 5．信号机箱安装完毕后，应将机箱底部的接线孔用填充物密封，防止潮气侵蚀。 6．信号机箱安装时，保护接地线、避雷器接地线的接地施工应符合GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》的规定；接地完毕，测量信号机箱接地电阻小于4Ω。 灯杆 灯杆制作 1．信号灯杆所属的立柱、法兰盘、地脚螺栓、螺母、垫片、加强筋等金属构件及悬臂、支撑臂、拉杆、抱箍座、夹板等附件的防腐性能应符合GB/T18226《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》的规定。 2．信号灯杆应采用圆形或多棱形经热镀锌处理的钢管制造。 3．信号灯杆安装前须经过防锈处理，底层喷涂富锌防锈底漆，外层喷涂银灰色瓷漆。 4．机动车立柱式灯杆距路面约350mm 处留有拉线孔和拉线孔门，人行道和非机动立柱式灯杆距路面约300mm 处留有拉线孔和拉线孔门。 5．立柱式灯杆拉线孔门应设有防盗措施，孔内设置接地端子座，以便接驳地线。 6．立柱式灯杆顶部安装灯具处应留有出线孔，并配备橡胶护套、电缆线回水弯挂钩，灯杆顶部应安装塑料或经防腐处理的内套式金属防水管帽。 7．悬臂式灯杆悬臂杆与支撑杆使用圆形或多棱形的变截面型材制作，悬臂与灯杆连接端宜焊接固定法兰盘，悬臂下应留有进线孔和出线孔。 8．悬臂式灯杆拉杆宜使用圆钢制作，一端配有可调距离的螺旋扣，直径和长度根据悬臂长度确定。 9．信号灯杆杆体底部应焊接固定法兰盘，法兰盘与杆体之间应均匀焊接加强筋。 灯杆安装 1．悬臂式灯杆支撑臂使用抱箍、抱箍座与灯杆连接固定；拉杆与灯杆、拉杆与悬臂、支撑臂与悬臂可使用夹板连接固定；安装时使用的固定螺栓、螺母、垫圈应使用热镀锌件并用弹簧垫圈压紧。 2．紧固标准件全部采用不锈钢材料。 3．信号灯杆安装应保证杆体垂直，倾斜度不得超过±0.5%。 4．信号灯杆安装应有足够的强度，能抵抗12 级大风或者一般移动物体的撞击。 5．信号灯杆保护接地电阻应小于4Ω。 SCATS检测线圈 材料要求
基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案 随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。 家庭智能化即智能化家居 (Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family )、家庭自动化(Home Automation )、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home )、网络家居(Network Home )、智能屋(Wise House, WH)、智能建筑(Intelligent Building、等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1智能家居系统体系结构 家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对 讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。 图1智能家居系统结构框图 2系统主要模块设计 2.1照明及设备控制 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个 由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智 能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触 发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触 发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主
LED路灯智能控制系统设计 LED路灯智能控制系统设计 内容提要：LED路灯在当前已得到越来越多的应用，一些城市甚至已经将传统的高压钠灯全部都更换为LED路灯，不过，在更换为LED路灯后，却沿用了传统光源的控制方式，使得路灯的控制方式单一，不便于管理，且浪费了较多的能源。本文从智能控制系统的建设目的、系统设计原则、系统架构、后台控制软件的基本功能等几方面加以阐述，以希望读者能从中吸取有益经验。 关键词：LED路灯智能控制设计 中图分类号：S611文献标识码： A 一、系统建设目的 道路照明智能控制系统使用物联网、传感器、自组网、云计算等高新技术，通过单灯控制、单灯监测的方式，相较传统管理模式，应达到以下几项基本功能： ①按需照明：基于更加精细化的控制方法，根据天气规律、人车活动规律、重要路段照明等要求，灵活调整路面照度，真正做到保障交通安全与节能减排之间的完美契合。 ②主动发现：精细到每盏灯、每个组件的故障由系统主动上报，为建立快速的维修响应机制奠定基础；避免夜间有灯不亮、白天亮灯等百姓最关注的问题。 ③高效管理：精细到每盏灯的工作情况一目了然，减少日常大量的巡灯工作，合理规划维修维护路径，使得人力资源能够投入到更具有服务价值的工作中。 ④精细监测：精细到每个照明设施组成部分的实时数据监测，对设施寿命、质量进行全程监控，使得设备采购、更换更加科学、准确。 ⑤合理规划：基于现代化的专业地理信息系统，所有路灯设施分布一目了然，为整个照明设施建设规划、全面掌控提供详尽的数据化支持。 ⑥经济投入：高科技并不意味着高投入，无需布线、维护简单、
超长寿命是城市路灯智能管理系统的基本要求。 二、系统基本设计原则 智慧城市照明是指将城市中的每一盏路灯、每一处景观亮化通过信息传感设备与互联网连接起来，实现集中、远程、智能控制与管理，需要将物联网、传感器、云计算、互联网等先进技术融合在一起，以实现按需照明和精细化管理的目的。 ①路灯照明的公共服务属性原则 优先保证路灯的功能性，保障夜间活动安全，提高夜晚环境质量，构建城市夜晚的明暗层次和主次脉络，增强市民夜间活动的意愿。通过市民活动区域的分析，充分发挥照明之于城市的社会功能，根据城市不同区域（居住、商业、工业等）的功能需要，为各分区的活动和相互间的交通、联系提供区别化的照明时间和照度水平。 实现照明功能性要求和照明节能之间的最佳契合点。通过采用单灯控制与无级调光，结合地理信息系统，根据每盏路灯所处的环境及交通等因素合理分时选择其照明输出，满足道路照明要求的原则下达到最优的节能效率，实现真正的按需照明。 ②海量数据的智能处理与分析原则 采用基于单灯管理的LED 道路照明物联网管理系统后，对于每盏灯具均能实现控制与数据采集。但随着数据点的大量增加，必须从应用出发，对基础数据优先级划分，有区别的实现数据展现及重要信息的优先获得，且定义准确的智能分析策略。 对于大数量的灯具进行控制，同时又能达到每盏灯具均能做到按需照明，则必须采用合理的、快速的控制方法，管理系统不应造成管理人员、使用人员、维护人员的工作负担。 ③系统设计及技术选择的原则 由于照明功能与地理信息紧密相关，真正的按需照明实现必须紧密结合地理信息系统，根据每盏灯具所处位置、所应该担负的照明职能，结合时间和外部因素变化，合理的实现控制与数据监测。 作为物联网系统的重要基础，单一通信方式很难解决道路中所面临的各种环境，因此系统必须支持多种通信技术，而每种通信技术均
目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)
有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。
交通信号灯的PLC控制 使用教材：《可编程序控制器及其应用》（中国劳动社会保障） 授课班级：10秋电气班（中职二年级学生） 学生人数：30人 教学容：基于课本《基本指令综合运用》一节的容作拓展学习 授课类型：理实一体 一、教学目标 知识技能目标：1.进一步学习PLC的编程。 2.掌握交通信号灯的控制原理。 专业能力目标：培养学生的动手操作能力和自主探究能力。 职业情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。 二、教学重点与难点 重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。 难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。 三、教法与学法 教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸） 学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。） 四、课时、教具 课时：2课时 教具：PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLC、计算机、万用表。 五、教学程序 本次项目实施设置了六个环节，如图所示：
六、教学过程 教学过程一、确定项目（约10分钟） 采用创设工作情境的方式引入项目： 假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活通灯是如何控制的？如果用我们所学的PLC知识，应该如何完成？ 一组同学展示： 1．彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。 2．交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。 项目任务描述： 1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。 2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。 采用创设情境的方式引入项目，此方式使学生更直观了解本节课的实训项目，引起学生的学习兴趣。 充分发挥学生的自主能动性，使学生充分参与到教学活动中来。
智能生活智慧人生智能家居控制系统解决方案 广东领航者科技有限公司
一、概述 本方案设计采用witlife智能家居控制系统。 维德莱夫品牌源自澳大利亚，始创于1989年， Witlife维德莱夫—智能生活·智慧人生，系智能化酒店，智能化家居的领航者，在大洋洲和大中华地区设有研发和业务机构。在全球40多个国家和地区设有经销商和代表处。为智能化生活的进一步发展奠定了厚实的基础，为智能化领航起到了决定性作用。公司自创立以来始终不变的核心理念：为智能生活，提供人性化、专业化的全程智能服务，实现超乎客户满意的惊喜。 Witlife维德莱夫大中华地区总部成立于2010年，Wit life维德莱夫是一家专业从事家庭智能化控制产品与解决方案的研发、生产、销售和服务的全球知名企业，是全球知名的智能家居公司。 Witlife维德莱夫智能家居系统，是采用自动化控制系统、计算机网络系统、网络通讯技术、无线射频(RF)技术于一体的智能控制系统。具有实时显示、即时控制、预设控制、远程控制等功能，可以用家用电脑、手机、平板电脑、RF遥控器、触控面板等多种方式进行控制。通过网络可以完全掌控家庭、酒店所有的灯光、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、房门、窗帘、供养、浇花等。 Witlife维德莱夫，智能生活，智慧人生，一切尽在掌握之中。 推出的世界上最先进的网络家居控制系统，广泛应用于现代住宅中的安防监控、灯光窗帘、温度湿度、音乐影院等智能控制，并能无
缝接入小区网络对讲、家庭物联网。 二、网络家居控制系统的设计标准 本设计方案主要参照以下设计标准： 1、JGJ/T16-92 （民用建筑电气设计规范） 2、EN50090 （欧洲电工标准） 三、智能家居系统结构原理 智能家居控制系统采用目前最先进的网络架构，分散控制各个子系统，最适合现代家居的应用，其结构如下： 智能家居控制系统结构 智能家居控制系统的基本构成是网络点，网络点通过网络线接入路由器构成的家庭局域网。可以高速双向传输控制、信息、视频、音频等。 由上图可看出，智能家居控制系统平台能够搭载各种控制子系统，除了继电器控制信号，它能控制任何控制协议，传输任何音频、视频、信息数据，并能双向反馈。 智能家居控制系统具有： ?居家安防控制 ?居家监控系统 ?灯光智能控制
基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计 摘要 随着经济的发展，车辆的数目不断增加，道路堵车现象日益严重，智能交通灯就应运而生了。目前世界上的智能交通系统存在的问题是：系统结构庞大、管理困难、维护投入大等。为了改善现有的交通状况，迫切需要设计智能的交通灯控制系统。 智能交通灯是一项综合运用网络通讯计算机技术、感应技术来管理交通灯具的自动控制系统。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。总之，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干通与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 可编程控制器以微处理器为核心，普遍采用梯形图进行程序设计，编程容易，修改灵活，且结构简单，抗干扰能力强。本设计采用德国西门子的S7-200系列的CPU226做主机，配以扩展模块EM222。设计中采用了S7-200编程软件SETP7-Micro/WIN3.2进行编程，用梯形图设计程序，并配有输入输出I/O接线图。本论文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算等问题来进行具体分析讨论。将智能控制方案和正常时序控制进行对比，它具有小型化、智能化、维修投入小、易于安装等特点。与其他的智能交通系统相比该系统更适应经济和社会的发展，符合目前科技发展的现状。
关键词：智能化；交通灯；PLC Intelligent Traffic Light Control System Design Based on PLC Abstract With economic development and increasing of the number of vehicles, road congestion is becoming increasingly serious, so the intelligent traffic lights is emerged. At present, the world's Intelligent Transportation System's problem is: huge structure, difficulty managed and the maintenance is largely expensive. In order to improve the existing traffic conditions, it is urgent to design a small scale smart traffic lights system. Intelligent traffic lights is a comprehensive use of computer network communication technology and sensor technology to manage the automatic control system of traffic lights. Urban traffic control system is used for urban traffic data monitoring, traffic signal control and traffic management computer system, it is the most important component of modern urban traffic control system. In short, the main problem that how to use the appropriate control method to make full use of the high-speed roads, trunk road, that are costly built, and the ramp to alleviate urban with the neighboring state of traffic congestion have become more and more urgent to the traffic management and urban planning departments. Programmable controller, whose core is a microprocessor, is commonly used to design program with ladder appearance diagram（LAD）, it is also flexible and easy to modify, moreover, it has simple structure and strong anti-interference ability. This report uses the CPU226 of Germany's Siemens' S7-200 series as the host computer, and together with the expansion module EM222. The layout is designed via the S7-200 programming