一種智能交通燈的設計與研究

吳楠

摘 ?要：在以51單片機為核心的基礎上，利用其內部的定時器產生定時中斷刷新時間，同時設置了四個方向的流量檢測開關，用以調節對應方向的紅綠燈時間，實現了交通燈的智能控制。

關鍵詞：智能交通燈;流量檢測;智能調節;數碼管

中圖分類號：U491.51 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.093

隨著人們生活水平日益提高，中國家庭擁有的私家車數量越來越多。近年來，我國機動車和駕駛人數迅猛增長，近五年機動車年均增量1 500多萬輛，駕駛人年均增量2 000多萬人。截至2014年底，全國機動車保有量達2.64億輛，其中，汽車1.54億輛;機動車駕駛人突破3億人，汽車駕駛人超過2.46億人。日益嚴重的交通壓力考驗著城市的道路交通系統。而研究表明，緩解交通壓力最經濟有效的手段是交通燈系統的智能化。

本文提出了一種簡單、有效的方法，即在盡可能簡單的電路基礎上設計一種可以根據車流量自動調節對應方向紅綠燈時間的設計方案。

1 ?總體電路設計

電路采用at89c51單片機為核心，四個雙位數碼管顯示對應四個方向的紅綠燈時間，接在單片機的P0口。四個按鍵分別用來檢測四個方向的車流量是否達到設定值。

2 ?設計思路

2.1 ?數碼管的顯示

由于采用了4個雙位數碼管，為了節省I/O口，將4個雙位數碼管都接在P0口，因此采取動態顯示。每間隔極短的時間，分別打開四個雙位數碼管的高低位顯示使能端口。

2.2 ?流量檢測的實現

現實中，通常使用在道路中埋設檢測線圈的方法，當某一方向的路段車流量過大導致紅燈時間等待通行的車排隊過長，在檢測線圈上方有車排隊時，即產生一個脈沖信號進入單片機的I/O端。本文設置了4個開關，模擬對應方向上的車流量是否達到設定值而調節紅綠燈的時間。

2.3 ?流程設計

為了準確定時，考慮采用單片機內部的定時器每隔50 ms產生一次中斷，累計20次使時間+1.這里采用時間軸的方式來顯示紅綠燈時間，如圖1所示。

圖1 ?時間軸顯示示意圖

同時設計4個子函數，分別對應4個按鍵按下時紅綠燈時間的調節。為了不影響時間軸，使調整前后總周期不變，所以采用這樣的方案——如果北向車流多，則增加北向綠燈通行時

間2，同時減小東西方向綠燈通行時間1.

3 ?系統仿真及結論

proteus仿真結果如圖2所示。

圖2 ?proteus仿真結果

通過protues仿真，系統能夠按照預設目標針對車流量進行紅綠燈時間的調節，同時盡可能簡化電路，滿足了多數情況下的交通流量控制。

4 ?結束語

電路采用51單片機為核心，四片雙位數碼管顯示時間，四組LED管模擬紅黃綠信號，四組開關模擬流量檢測線圈，電路結構非常簡單，實現了紅綠燈根據流量自動調節時間的目的。如果要使控制效果更佳，可以在此基礎上進一步對系統進行改進，例如采用CCD圖像傳感器檢測實時車流量，同時采用PID模糊控制對紅綠燈時間進行調節等，相信效果會更加智能化。

參考文獻

[1]李朝青.單片機原理及接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[2]張婧武，周靈彬.單片機系統的proteus設計與仿真[M].北京：電子工業出版社，2007.

〔編輯：王霞〕

The Design and Research of a Kind of Intelligent Traffic Light

Wu Nan

Abstract： In 51 microcontroller core based， using its internal timer generates timer interrupt refresh time， and set the four directions of flow detection switch， used to adjust the directions of the corresponding traffic light time， the realization of the intelligent control of traffic lights.

Key words： intelligent traffic light; traffic detection; intelligent adjustment; digital tube

文章編號：2095-6835（2015）14-0094-01