智能交通灯控制系统

基于plc智能交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (4)1.3 论文研究内容与方法 (5)二、智能交通灯控制系统概述 (7)2.1 智能交通灯控制系统的定义与功能 (8)2.2 智能交通灯控制系统的组成与工作原理 (9)2.3 智能交通灯控制系统的应用领域 (11)三、PLC在智能交通灯控制系统中的应用 (13)3.1 PLC的特点与优势 (14)3.2 PLC在智能交通灯控制系统中的实现方式 (15)3.3 PLC控制系统的设计原则与步骤 (17)四、智能交通灯控制系统的硬件设计 (18)4.1 硬件系统总体设计 (19)4.2 传感器模块设计 (21)4.3 执行器模块设计 (23)4.4 电源模块设计 (25)五、智能交通灯控制系统的软件设计 (27)5.1 软件系统总体设计 (28)5.2 控制算法设计 (29)5.3 数据处理与通信接口设计 (31)六、智能交通灯控制系统的系统集成与测试 (32)6.1 系统集成方案 (33)6.2 系统测试方法与步骤 (35)6.3 系统测试结果与分析 (36)七、结论与展望 (38)7.1 论文研究成果总结 (39)7.2 存在问题与不足分析 (40)7.3 未来发展趋势与展望 (41)一、内容概述随着城市交通问题的日益凸显，智能交通灯控制系统成为提高交通管理效率、缓解交通压力的关键技术之一。

本论文旨在设计一种基于的智能交通灯控制系统，以提高交通流量、优化交通运行、减少交通拥堵和事故风险。

本论文首先介绍了研究背景、目的与意义，阐述了在智能交通灯控制系统中的应用现状及发展趋势。

接着，对交通灯控制系统的基本原理和组成部分进行了详细阐述，为后续设计奠定基础。

在此基础上，论文重点阐述了基于的智能交通灯控制系统的设计思路与实现方法。

设计内容包括：系统总体架构设计、硬件选型与配置、软件编程与实现、系统调试与优化等。

文献综述一．绪论1.交通灯的由来：交通灯是指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯,最早出现在19世纪初在英国中部的约克城的一个典故中，当时交通灯只有两种颜色红绿，随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生.它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善.2.交通灯的发展史：19世纪初，在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。

其中，着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者.后来，英国伦敦议会大前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,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。

从此,城市的交通信号灯被取缔了.直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。

稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。

随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善.黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎,他怀着“科学救国”的抱负到美国深造,在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。

一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。

回到宿舍，他反复琢磨,终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险.他的建议立即得到有关方面的肯定。

基于Arduino的智能交通信号灯控制系统设计与实现智能交通信号灯控制系统是现代城市交通管理中的重要组成部分，它通过智能化技术的应用，可以提高交通信号灯的效率和灵活性，从而更好地引导车辆和行人的通行。

本文将介绍基于Arduino的智能交通信号灯控制系统的设计与实现过程。

一、系统设计1.1 系统架构智能交通信号灯控制系统主要由Arduino控制器、LED灯组、传感器和电源模块等组成。

Arduino作为系统的核心控制单元，负责接收传感器数据并根据预设的算法控制LED灯组显示不同的信号。

1.2 功能设计实现交通信号灯的红绿黄三色循环显示；根据车辆和行人流量动态调整信号灯显示时间；支持手动控制模式，方便维护人员对信号灯进行调试和维护。

二、系统实现2.1 Arduino编程Arduino编程是实现智能交通信号灯控制系统功能的关键。

通过编写Arduino代码，可以实现对传感器数据的读取和处理，以及对LED 灯组状态的控制。

示例代码star：编程语言：arduinovoid setup() {// 初始化引脚}void loop() {// 读取传感器数据// 根据算法控制LED灯组状态}示例代码end2.2 传感器应用在智能交通信号灯控制系统中，常用的传感器包括光电传感器、红外传感器和超声波传感器等。

这些传感器可以实时监测车辆和行人的情况，为信号灯控制提供数据支持。

2.3 LED灯组控制LED灯组是交通信号灯显示的核心部件，通过Arduino对LED进行控制，可以实现红绿黄三色循环显示，并根据需要进行闪烁或变换显示模式。

三、系统优化3.1 车辆和行人流量检测算法优化通过优化车辆和行人流量检测算法，可以更准确地判断道路上的车辆和行人情况，从而更精准地调整交通信号灯的显示时间，提高交通效率。

3.2 节能减排策略智能交通信号灯控制系统还可以结合节能减排策略，通过降低信号灯亮度或减少闪烁频率等方式，降低能耗并减少环境污染。

基于单片机的智能交通灯控制系统设计---文献综述（电气112班王志刚 1062）一、交通灯的历史发展早在19世纪初期，在英国的一座城市中，红绿装是女性不同身份的代表，其中着红装的女性代表已婚，而着绿装的女性代表未婚，后来由于伦敦议会大厦前经常发生马车撞人的事件，于是当时一位名叫德哈特的设计师受红绿装的启发，发明了当时世界上第一台交通信号灯——该信号灯柱高7米，身上挂着一盏红色和一盏绿色的煤油灯。

在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲的牵动着皮带转换灯的颜色。

不幸的是，在该信号灯面世的半个多月，煤气灯突然爆炸，并且将在执勤的警察炸死，从此，信号灯就隐匿了。

直到二十世纪初期，在美国一个叫克利夫兰的城市率先恢复了红绿交通信号灯，这时已经是电气信号灯了，随后美国许多城市也就陆续的将这种信号灯投入交通使用。

对于第一盏名副其实的三色灯（红、黄、绿三种标志）在1918年诞生，该信号灯是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高楼上，由于它的诞生，使城市的交通大为改善。

话说红黄绿三色灯的发明者是我国的胡汝鼎，当时他抱着“科学救国”的信念到美国深造，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯面就要过去是，一辆转弯的汽车呼啸着从他身边擦过，吓了他一身冷汗，回到宿舍的他，对刚刚发生的这惊险一幕一直耿耿于怀，他反复琢磨，终于想到解决这种问题的方法，就是在红绿灯的基础上再加上一盏黄灯，提醒人们注意安全。

从此三色灯就成为了一个在交通上出色的指挥官，慢慢的也就遍及了全世界。

我国最早的交通信号灯出现在1928年的上海英租界，也就是在那个时候人们才慢慢的感觉到交通信号灯对交通安全和秩序的重要性，交通灯也才在中国慢慢流行。

从最早的手动控制煤气灯到后来的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通灯在科学化，自动化上不断的更新，发展与完善着。

二、国内外交通灯系统现状在西方发达国家，交通控制系统基本上完成了由传统的交通控制系统向智能交通控制系统ITS的转变，在信号机的发展历程中自适应理论一直受到各研究机构的欢迎，比如SCOOTS和SCATS系统。

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布，交通灯是城市交通的重要指挥系统。

交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段，对减少交通事故有明显效果。

可编程控制器PLC作为工业用的计算机，在工业自动化中的地位极为重要。

其具有小型化、价格低、可靠性高等特点，在各个行业也得到了广泛应用。

本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统，构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。

实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

1、设计系统简介系统上电后，交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。

启动按钮按下，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。

南北绿灯亮25s闪3s，黄灯亮2s后南北红灯亮30s。

东西方向与南北方向相同。

正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。

系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。

图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2．1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。

FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。

这里选用的是FX2N-80MＲ-D基本单元，带40点输入/40点继电器输出，选用额定电压12V、额定电流25mA（每段）高亮的共阴极两位25．4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。

选用直径200mm的圆形LED点阵，左边红、绿、黄灯额定电压DC12V，额定电流4．2A，额定功率50W，直接采用DC12V/4．2A电源供电。

各控制信号说明如表1所示。

SB2按下时，接点断开，停止工作。

按下SB3时，七段数码管显示“00”。

摘要本系统主要介绍了以89C51单片机为核心的新交通控制控制系统的设计。

这个系统采用手动控制，定时控制，无线遥控和实时控制。

实时控制是交通控制中的一种较新颖且有效的方法，该方法应用最优控制理论中的控制思想，动态、实时地控制当前绿灯时间，在保证交通安全的前提下最大限度地提高了交通效率。

系统主要包括软件和硬件两个部分。

硬件部分：CPU主控部分电路，交通灯信号的输出和驱动电路，车辆检测出入，键盘及显示电路，时钟电路，通信电路。

CPU是整个交通灯信号控制机的核心部件，通过它来控制个电路以实现信号机的各种功能。

交通信号输出电路是把主机的交通灯控制信号送驱动器，控制交通灯的状态。

时钟电路是为了显示车辆通行的剩余时间。

通讯是主机和中央监控系统、路口基站和信号驱动部分的通讯。

键盘主要设置控制方式和各个参数。

软件部分主要是协助硬件完成各项功能。

关键词：89C51，定时控制，遥控目录1 概述 (1)1.1城市交通的作用 (1)1.2国内外交通系统发展现状 (2)1.3我国交通中存在的主要问题 (2)1.4城市交通解决的主要途径 (3)1.5论文研究的主要内容 (4)1.6系统的主要特点 (4)2 交通信号控制系统的研究 (5)2.1城市交通控制系统概述 (5)2.2交通规则介绍 (5)2.3常用交通标志简介 (6)2.4交通信号控制硬件设备简介 (7)2.5交通信号控制系统信息传输系统简介 (7)2.6信号控制方式的分类 (7)2.7交通信号控制原理 (8)3 交通控制方案设计 (9)3.1系统设计目的 (9)3.2技术框架 (9)3.3十字路口交通信号相位设置 (10)3.4不同相位配时方案 (10)3.5交通信号灯的控制方法 (11)3.5.1 定时控制 (11)3.5.2 感应控制 (11)3.6系统控制方案 (11)3.6.1感应—定时信号控制方案 (11)3.7总体方案设计 (12)3.8十字路口交通信号亮灯的顺序设定 (15)4 控制系统硬件设计 (16)4.1硬件系统设计的总体要求 (16)4.2系统的组成 (16)4.3该系统主要硬件 (16)4.3.1 主要芯片的性能介绍 (16)4.3.2 整个系统的组成框图 (21)4.3.3 交通灯CPU主控和存储部分系统原理框图 (22)4.4驱动电路的设计 (22)4.5键盘及显示电路 (23)4.6时钟电路的设计 (25)4.7车辆检测 (27)4.10串行通信接口的设计 (32)5 软件设计 (34)5.1交通控制设计主要满足以下功能 (34)5.2系统模块组成 (34)5.3主要程序流程框图 (34)致谢 (43)参考文献 (44)附录一 (45)附录二 (59)1 概述1.1 城市交通的作用城市是人类从事各类社会、政治、经济和文化的活动中心，在社会发展中起了重要的作用。

基于PLC的交通灯智能控制一、概述随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，交通拥堵和交通事故问题日益突出。

传统的交通灯控制系统大多采用定时器或简单的逻辑判断，无法根据实时交通状况进行智能调节，导致交通效率低下，甚至加剧交通拥堵。

开发一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的交通灯智能控制系统具有重要的现实意义和应用价值。

PLC作为一种成熟的工业自动化控制设备，具有可靠性高、稳定性好、编程灵活等优点，适用于各种复杂的控制场景。

基于PLC的交通灯智能控制系统能够实时采集交通流量、车速等交通数据，通过智能算法进行分析和处理，从而实现对交通信号的精确控制。

该系统能够根据交通状况的变化自动调节信号灯的配时方案，提高交通流畅度，减少车辆等待时间，降低能源消耗和环境污染。

同时，基于PLC的交通灯智能控制系统还具备故障自诊断和远程监控功能。

当系统出现故障时，能够自动进行故障诊断和报警，方便维护人员进行快速维修。

通过远程监控功能，交通管理部门可以实时了解交通灯的工作状态和控制效果，为交通管理和决策提供有力支持。

基于PLC的交通灯智能控制系统是一种高效、智能、可靠的交通控制方案，能够有效提升城市交通的效率和安全性，为城市的可持续发展做出贡献。

1. 交通灯控制系统的重要性交通灯控制系统在现代城市生活中扮演着举足轻重的角色。

作为道路交通管理的重要组成部分，交通灯控制系统不仅能够有效调节车流和人流，提高道路通行效率，还能在一定程度上减少交通事故的发生，保障行人和车辆的安全。

交通灯控制系统的智能化管理能够显著提升道路通行效率。

通过精确控制红绿灯的切换时间和顺序，系统可以根据实时交通状况进行灵活调整，避免交通拥堵和车辆滞留。

这不仅有助于减少人们的出行时间成本，还能降低车辆尾气排放，对改善城市空气质量具有积极意义。

交通灯控制系统在保障交通安全方面也发挥着关键作用。

合理设置的红绿灯切换顺序和时间间隔可以规范交通参与者的行为，减少因闯红灯、抢行等违规行为导致的交通事故。

基于STC89C52RC单片机的智能交通灯控制系统设计Design of Traffic Lights Control Module Based on STC89C52RC摘要：交通灯控制系统是智能交通系统中重要的组成部分。

选择微处理器STC89C52RC作为核心芯片，设计了一种通用化、可独立挂接的交通灯控制模块。

硬件电路围绕STC89C52RC搭建，由单片机的I/0口给出控制信号，数码管显示倒计时，LED放光二极管模拟交通灯运行。

软件体系在总体上按照串口通信机理设计了自定义通信协议，并编写了指令以实现系统运行所要求的功能。

关键词：交通灯控制模块 STC89C52RC 单片机倒计时 Proteus1 引言城市智能交通系统(ITS)中，路口信号灯控制子系统是现代城市交通监控指挥系统中重要的组成部分。

交通控制灯是我们日常生活中重要的交通控制设施，安装在各个交叉路口，在疏导车辆通行中有着很重要的意义。

交通控制灯有红黄绿三种颜色组成，红灯代表停止，绿灯代表通行，黄灯代表警示，在车辆逐渐增多的今天，交通灯的出现大大缓解了交通堵塞，以及减少了交通事故的发生。

目前交通信号灯控制系统有多种的实现方法，本文采用STC89C52RC为核心器件配以数码管，发光二极管来进行交通控制灯的设计，采用Proteus软件来进行模拟仿真，提高了系统的可实用性，使过程更加形象生动。

2 设计要求十字交叉路口的东西南北四个方向各有一组红绿灯和一个时钟显示管，用于显示红绿灯的时间。

设计要求如下：1．东西方向红灯亮30s，南北方向绿灯亮30s。

2．东西方向黄灯亮3 s，南北方向黄灯亮3 s。

3．东西方向绿灯亮30s，南北方向红灯亮30s。

4．东西方向黄灯亮3 s，南北方向黄灯亮3 s。

5．依次循环显示。

6．数码显示管采用倒计时方式显示，显示红黄绿灯的显示时间。

东西方向红灯绿灯黄灯南北方向红灯绿灯黄灯30s3s30s3s30s图1 交通灯工作时序3 系统总体设计及硬件电路系统系统设计为独立模块，模块可以采用智能总线的形式与上位机相连接，这种分布式开放体系结构使得交通灯控制系统可以自由组合与自由发展。

PLC智能交通灯控制系统设计作者：[作者姓名]日期：[日期]摘要本文介绍了基于PLC的智能交通灯控制系统的设计和实现。

通过使用PLC控制器作为系统的核心，结合交通检测技术和信号控制算法，实现了交通灯的智能控制，提高了交通流量的效率和道路安全性。

1. 引言智能交通灯控制系统是现代城市交通管理的重要组成部分。

传统的交通灯控制系统在道路流量变化较大或特定时段出现交通事故时，常常出现流量分配不均、交通拥堵或道路交通事故发生率升高的问题。

因此，设计一种基于PLC的智能交通灯控制系统，能够根据实时交通流量和道路情况，动态调整交通灯的信号控制策略，以提高交通流量的效率和道路的安全性，具有重要的实际意义。

2. 系统设计2.1 硬件设计本系统的硬件设计主要包括：PLC控制器、交通检测器、信号灯和电源。

在本设计中，我们选择使用PLC控制器作为系统的核心控制单元。

PLC具有高可靠性、多功能和易于编程的特点，非常适合交通灯控制系统的设计。

交通检测器用于实时检测交通流量信息，通过传感器等设备将检测数据传输给PLC控制器。

信号灯则根据PLC控制器的输出信号进行控制。

电源用于为整个系统提供稳定的电能。

2.2 软件设计本系统的软件设计主要包括：编程环境选择、PLC程序设计和信号控制算法设计。

在本设计中，我们选择使用适合PLC编程的开发环境进行程序设计。

根据系统功能和要求，我们设计了相应的PLC控制程序，包括交通流量检测、信号灯控制和交通流量调整等功能。

同时，我们还设计了一套合理的信号控制算法，根据实时的交通流量信息和道路情况，动态调整交通灯的信号灯时序和绿灯时间，以达到提高交通流量效率和道路安全性的目的。

3. 系统实现3.1 硬件连接在实现过程中，我们按照系统设计的硬件设计部分，进行了相应的硬件连接。

将交通检测器与PLC控制器连接，将PLC控制器与信号灯连接，并为整个系统接通电源，以提供所需的电能。

3.2 软件编程根据系统设计的软件设计部分，我们使用相应的编程环境进行PLC程序的编程。

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一五年五月十日三号宋体德州学院毕业论文（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 (2)2 智能交通信号灯系统总设计 (3)2.1单片机智能交通信号灯通行方案设计 (3)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 (7)5 结论和展望 (7)参考文献 (16)杨红宇要：随着我现代社会交通运输需求量的不断扩大，如何处理好如此庞大的群体，交通信号灯就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1.11.1.11.1.2 交通信号灯的发展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。

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。

1.2 本课题研究的背景、目的和意义随着城市机动车辆的不断增加，在我国许多的大城市出现了交通超负荷状况。