分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的設計

曲奕

摘 要

分布式智能交通信號燈，緩解了城市交通的壓力。分布式智能交通信號燈系統(tǒng)的核心是控制模塊，根據(jù)分布式智能交通的需求，規(guī)范設計信號燈的控制系統(tǒng)，滿足城市交通的指示需求。本文主要研究分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的設計。

【關鍵詞】分布式 智能交通 信號燈 控制系統(tǒng)

交通信號燈是交通系統(tǒng)中的重要組成，起到指示、控制的作用，保障路面車輛的交通秩序。目前，分布式智能信號燈的應用，在很大程度上，提高了城市交通的安全性，分布式交通信號燈，其可提高交通指揮的效率，選擇高效的控制系統(tǒng)，把控信號燈的運行。

1 分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的軟件設計

1.1 中斷控制

分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的軟件設計中，采用中斷控制的方法，控制信號燈的中斷指示。軟件中，中斷控制的模式為：開始→關中斷，保護現(xiàn)場→轉入中斷服務子程序→恢復現(xiàn)場，開中斷→結束。軟件系統(tǒng)可以靈活指定中斷控制的模塊，獨立控制中斷源，按照優(yōu)先級的順序，控制信號燈的中斷操作。軟件系統(tǒng)實時監(jiān)測路面上的交通狀態(tài)，把交通信息反饋給路面監(jiān)控中心，由路面監(jiān)控中心處理中斷模塊中發(fā)送的請求指令。

1.2 通信軟件

通信軟件是指分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)中的串口通信軟件，如：RS-485串口通信軟件，控制系統(tǒng)的通信模塊中，集成了全雙工串行通信口，配置了獨立的接收與發(fā)送緩沖器，同時執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收。分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)中，涉及到PLC、嵌入式技術，促使通信模塊較為復雜，控制系統(tǒng)的通信過程中，采用主從通信模式，要求信號燈的通信系統(tǒng)，按照主控制器的命令發(fā)出動作，配合主從通信模式，創(chuàng)造多級串行通信的條件，提高分控制器到主控制器之間的通信可靠性。分布式智能交通信號燈中的控制器，規(guī)定了通信軟件的配置，整個通信系統(tǒng)中，控制器的通信軟件，應該設置相同的串口數(shù)值，以此來規(guī)范通信軟件的運行。

1.3 數(shù)據(jù)同步

分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的軟件設計中，所有的分控制器之間，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，信號同步后，分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)才能按照主控模塊的周期，同步發(fā)送控制信號。一組同步信號的周期，表示交通信號燈的運行周期。軟件的數(shù)據(jù)同步設計中，采用分控器，接收同步控制的數(shù)據(jù)信號，驗證信號并且同步信號的周期信息，排除脈沖干擾，數(shù)據(jù)同步中，只有有效的信號，才能傳送到分控器內，信號中斷了分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)中正在執(zhí)行的程序，按照傳送信號重新驅動信號燈。軟件設計時，數(shù)據(jù)同步不能出現(xiàn)問題，數(shù)據(jù)同步狀態(tài)下，才能同步控制信號，保障分布式智能交通信號燈系統(tǒng)中，各組信號燈能精確同步，以免干擾信號燈的指示狀態(tài)。

1.4 參數(shù)設置

分布式智能交通信號燈軟件設計時，運用PC上位機，仿真路口的交通信號燈，設計出準確的參數(shù)。PC上位機的控制界面，模擬出分布式智能交通信號燈在路口運行狀態(tài)，了解信號燈的運行參數(shù)，仿真模擬的過程中，發(fā)現(xiàn)信號燈軟件的錯誤設置，以便獲取正確的參數(shù)信息。分布式智能交通信號燈軟件的參數(shù)設置，應該到了智能化設置的方法，可以在PC上位機的界面中，選擇“智能化設置”命令，參數(shù)設置完成后，就要運行仿真測試，PC上位機把參數(shù)設置的信息，發(fā)送到主控制器，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，設計信號燈控制系統(tǒng)的運行參數(shù)。

2 分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的硬件設計

2.1 主控制器

分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)中的主控器硬件，以單片機為核心，分別控制電源模塊、復位電路、鍵盤控制模塊、LED顯示模塊、時鐘電路模塊、同步信號發(fā)送模塊，而且單片機上，具有與上位機和分控制器連接的通信接口，方便連接。主控制器硬件，采用串口通信的方式，連接著控制系統(tǒng)的軟件模塊，串口通信內部，具有調制、解調的模塊，適用于遠距離通信，滿足分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)硬件、軟件相互連接的需求。

2.2 分控制器

分控制器采用485通信，與主控制器連接，分控制器到主控制器的數(shù)據(jù)，具有單向傳遞的特征。分控制器與分控制器之間，也是利用485通信連接的，分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，由一個分控制器傳到主控制器內，而且每個分控制器都有對應的數(shù)據(jù)信息。分控制器中的單片機，負責連接電源模塊、復位電路、晶振電路、同步信號接收模塊、信號燈顯示模塊，單片機上，還有連接分控制器的通信接口，負責連接相鄰的分控制器。

2.3 外圍電路

分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的外圍電路，由4個部分組成，分別是：電源電路、晶振電路、復位電路和專用串行配置器件EPCS4接口電路。外圍電路設置時，電源電路中采用了直流電，晶振電路保障時鐘工作穩(wěn)定，復位電路控制紅綠燈的轉換，接通復位電路，延遲復位信號，直到復位信號消失。外圍電路設計時，特別注意交通信號燈控制數(shù)據(jù)重復輸入，硬件設計中的EPCS4串口電路，可以預防數(shù)據(jù)重復，還能簡化外圍電路的設計，降低外圍電路中的電流值。

2.4 存儲器模塊

存儲器模塊，是分布式智能交通信號燈控制硬件設計中的關鍵。存儲器的配置要科學、合理，以交通信號燈控制硬件的實際情況為主，規(guī)劃存儲器的應用。存儲器模塊，可以規(guī)劃成2個部分，第一是SRAN存儲器，此類存儲器的容量是256k×16位，運行速度是10ns，第二是FLASH存儲器，其為一種程序存儲介質，數(shù)據(jù)寬度是26為，適用于2.7～3.6V的工作電壓。存儲器模塊的設計，要符合主控制器、分控制器以及外圍電路的要求，準確設計到控制系統(tǒng)內，發(fā)揮存儲作用。

3 結束語

分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)，提高了交通信號燈的控制水平，其可緩解交通運行的壓力，合理利用交通資源。分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的軟件和硬件部分，直接關系到信號燈的實踐應用，完善軟件與硬件的設計，確保分布式智能交通信號燈控制系統(tǒng)的規(guī)范性、高效性。

參考文獻

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作者單位

天津市公安交管局東麗支隊華明大隊 天津市 300000endprint