吳楠

摘 ?要：在以51單片機(jī)為核心的基礎(chǔ)上，利用其內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷刷新時(shí)間，同時(shí)設(shè)置了四個(gè)方向的流量檢測(cè)開(kāi)關(guān)，用以調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)方向的紅綠燈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了交通燈的智能控制。

關(guān)鍵詞：智能交通燈;流量檢測(cè);智能調(diào)節(jié);數(shù)碼管

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.51 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)家庭擁有的私家車(chē)數(shù)量越來(lái)越多。近年來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)和駕駛?cè)藬?shù)迅猛增長(zhǎng)，近五年機(jī)動(dòng)車(chē)年均增量1 500多萬(wàn)輛，駕駛?cè)四昃隽? 000多萬(wàn)人。截至2014年底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)2.64億輛，其中，汽車(chē)1.54億輛;機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)送黄?億人，汽車(chē)駕駛?cè)顺^(guò)2.46億人。日益嚴(yán)重的交通壓力考驗(yàn)著城市的道路交通系統(tǒng)。而研究表明，緩解交通壓力最經(jīng)濟(jì)有效的手段是交通燈系統(tǒng)的智能化。

本文提出了一種簡(jiǎn)單、有效的方法，即在盡可能簡(jiǎn)單的電路基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)車(chē)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)方向紅綠燈時(shí)間的設(shè)計(jì)方案。

1 ?總體電路設(shè)計(jì)

電路采用at89c51單片機(jī)為核心，四個(gè)雙位數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)四個(gè)方向的紅綠燈時(shí)間，接在單片機(jī)的P0口。四個(gè)按鍵分別用來(lái)檢測(cè)四個(gè)方向的車(chē)流量是否達(dá)到設(shè)定值。

2 ?設(shè)計(jì)思路

2.1 ?數(shù)碼管的顯示

由于采用了4個(gè)雙位數(shù)碼管，為了節(jié)省I/O口，將4個(gè)雙位數(shù)碼管都接在P0口，因此采取動(dòng)態(tài)顯示。每間隔極短的時(shí)間，分別打開(kāi)四個(gè)雙位數(shù)碼管的高低位顯示使能端口。

2.2 ?流量檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)實(shí)中，通常使用在道路中埋設(shè)檢測(cè)線圈的方法，當(dāng)某一方向的路段車(chē)流量過(guò)大導(dǎo)致紅燈時(shí)間等待通行的車(chē)排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)，在檢測(cè)線圈上方有車(chē)排隊(duì)時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)的I/O端。本文設(shè)置了4個(gè)開(kāi)關(guān)，模擬對(duì)應(yīng)方向上的車(chē)流量是否達(dá)到設(shè)定值而調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)間。

2.3 ?流程設(shè)計(jì)

為了準(zhǔn)確定時(shí)，考慮采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器每隔50 ms產(chǎn)生一次中斷，累計(jì)20次使時(shí)間+1.這里采用時(shí)間軸的方式來(lái)顯示紅綠燈時(shí)間，如圖1所示。

圖1 ?時(shí)間軸顯示示意圖

同時(shí)設(shè)計(jì)4個(gè)子函數(shù)，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)按鍵按下時(shí)紅綠燈時(shí)間的調(diào)節(jié)。為了不影響時(shí)間軸，使調(diào)整前后總周期不變，所以采用這樣的方案——如果北向車(chē)流多，則增加北向綠燈通行時(shí)

間2，同時(shí)減小東西方向綠燈通行時(shí)間1.

3 ?系統(tǒng)仿真及結(jié)論

proteus仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 ?proteus仿真結(jié)果

通過(guò)protues仿真，系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)目標(biāo)針對(duì)車(chē)流量進(jìn)行紅綠燈時(shí)間的調(diào)節(jié)，同時(shí)盡可能簡(jiǎn)化電路，滿(mǎn)足了多數(shù)情況下的交通流量控制。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

電路采用51單片機(jī)為核心，四片雙位數(shù)碼管顯示時(shí)間，四組LED管模擬紅黃綠信號(hào)，四組開(kāi)關(guān)模擬流量檢測(cè)線圈，電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了紅綠燈根據(jù)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)間的目的。如果要使控制效果更佳，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，例如采用CCD圖像傳感器檢測(cè)實(shí)時(shí)車(chē)流量，同時(shí)采用PID模糊控制對(duì)紅綠燈時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)等，相信效果會(huì)更加智能化。

參考文獻(xiàn)

[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[2]張婧武，周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng)的proteus設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：電子工業(yè)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(hào)：2095-6835（2015）14-0094-01