基于微波檢測器交通燈智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計

【摘 要】本文主要解決根據(jù)十字路口紅燈路段停車數(shù)的多少，控制交通指示燈的下次放行時間達(dá)到實時智能交通控制。

【關(guān)鍵詞】微波交通檢測器；單片機(jī)；交通燈；8255并行口

對目前十字路交通控制器研究發(fā)現(xiàn)，用戶設(shè)定主副路口的時間后，就一直按照設(shè)定的時間在主副路交替轉(zhuǎn)換下去，無法滿足智能交通對于路口控制器的要求；能否找出根據(jù)實際交通狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)控制是解決問題的關(guān)鍵，本文通過微波檢測器測出的車輛數(shù)，控制定時時間來達(dá)到實時智能交通控制。

一、微波交通監(jiān)測器

微波交通檢測器是利用雷達(dá)線性調(diào)頻技術(shù)原理，通過發(fā)射中心頻率為1 0.525GHZ或24.200GHZ的連續(xù)頻率調(diào)制微波（FMCW）在檢測路面上，投映一個寬度為3.4米，長度為64米的微波帶。每當(dāng)車輛通過這個微波投映區(qū)時，都會向RTMS反射一個微波信號，RTMS接收反射的微波信號，并計算接收頻率和時間的變化參數(shù)以得出車輛的速度及長度，提供車流量、道路占有率、速度和車型等實時信息。為了檢測出車道上停車的車量數(shù)，RTMS在微波束的發(fā)射方向上以2M為一個層面分展探測物體，微波束在15度范圍內(nèi)投影形成一個分為32個十層面的橢圓形波束（橢圓的寬度取決予儀器選擇的工作方式），通過這種方式可檢測出車量數(shù)。

二、交通指示燈控制過程分析

十字路口各車道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈點亮?xí)r間為各干道的公共停車時間。各干道車輛通行情況如下表1所示。

表1 各干道車輛通行情況

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計

它主要由控制器、微波交通檢測器、定時器、串行通訊電路、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。所選元件為8051單片機(jī)、各車道微波檢測器、8255并行通用接口芯片、74LS07鎖存器、MAX692‘看門狗’以及顯示電路指示燈組成。系統(tǒng)總框圖如圖1示：

四、系統(tǒng)工作原理

（1）系統(tǒng)初始化，微波交通檢測器檢測各車道車輛數(shù)，通過車輛數(shù)的多少轉(zhuǎn)換為各車道放行時問，通過研究發(fā)現(xiàn)，車道放行時間與停車數(shù)存在一種復(fù)雜的數(shù)學(xué)關(guān)系，為了使問題簡單，這里用簡單的公式表示為：車道放行時間=停車數(shù)*3秒，然后通過8051單片機(jī)延時程序控制延時時間，達(dá)到智能控制十字路口車輛通行情況。（2）由8051單片機(jī)通過P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的PC口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PA、PB口顯示每個燈的點亮?xí)r問。（3）8255 PA口用于輸出時問的個位，P B口用于輸出時間的十位，由747S07驅(qū)動芯片驅(qū)動；而P C口用于輸出各個燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用220V交流電壓驅(qū)動。（4）在交通控制程序中加入看門狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異?？撮T狗將發(fā)出溢出中斷。通過專用端口輸入到MAX692看門狗芯片的WDI引角引起RESET復(fù)位信號復(fù)位系統(tǒng)。（5）微波交通檢測器測得的數(shù)據(jù)，通過RS。232接口傳遞數(shù)據(jù)至8051串行口，將數(shù)據(jù)通過編制的軟件處理得到定時時間并延時。

五、軟件流程圖

系統(tǒng)的軟件流程圖如下圖所示：

本系統(tǒng)的設(shè)計，主要突出通過微波交通檢測器實現(xiàn)十字路口交通燈智能控制，獲得了不錯的效果。通過系統(tǒng)將擴(kuò)展，可實現(xiàn)攝像機(jī)交通監(jiān)控的控制，盲人通過時交通燈的控制以及行人通過時播放音樂聲等更加完善。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版，1996

[2]余錫存，曹國華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2000（7）