袁波 吳紅蓮 九江學(xué)院

交通信號(hào)燈是維持交通順暢的重要工具，而人行道紅綠燈更是維系行人安危的存在。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的人行道紅綠燈多與該方向車道紅綠燈的持續(xù)時(shí)間相同，并不帶自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。當(dāng)人行道綠燈持續(xù)時(shí)間不足讓行人通過(guò)紅綠燈時(shí)，此時(shí)行人的安全便受到極大的影響。為了更好的解決該問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)控制的人行道交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。

一、總體的設(shè)計(jì)方案

圖1為本文所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。

該系統(tǒng)主要由STC89C51單片機(jī)控制系統(tǒng)、紅外傳感器、人行道信號(hào)燈控制系統(tǒng)、阻攔裝置等組成。

該系統(tǒng)工作時(shí)分為兩種模式，無(wú)延時(shí)模式和延時(shí)模式。無(wú)延時(shí)模式是指當(dāng)人行道上的行人能夠在綠燈結(jié)束之前能夠到達(dá)人行道對(duì)面，即以位于人行道最后一人通過(guò)人行道為標(biāo)準(zhǔn)。延時(shí)模式是指位于人行道最后一位行人無(wú)法在綠燈結(jié)束的時(shí)候通過(guò)人行道，通過(guò)紅外感應(yīng)傳遞給單片機(jī)對(duì)綠燈亮起的時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)。

阻攔裝置是指當(dāng)綠燈剩余亮起的時(shí)間行人無(wú)法通過(guò)人行道，此時(shí)阻攔裝置工作禁止行人再進(jìn)入人行道。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

二、工作原理

（一）無(wú)延時(shí)工作模式

在人行道信號(hào)燈周期內(nèi)，綠燈亮起時(shí)，行人開(kāi)始通過(guò)斑馬線，當(dāng)綠燈亮起的剩余時(shí)間不足與讓行人通過(guò)斑馬線，此時(shí)阻攔裝置開(kāi)始工作。當(dāng)最后一個(gè)行人能夠在綠燈結(jié)束之前到達(dá)馬路對(duì)面，紅燈正常亮起。

（二）延時(shí)模式

在人行道信號(hào)燈周期內(nèi)，綠燈亮起時(shí)，行人開(kāi)始通過(guò)斑馬線，當(dāng)綠燈亮起的剩余時(shí)間不足與讓行人通過(guò)斑馬線，此時(shí)阻攔裝置開(kāi)始工作。當(dāng)最后一個(gè)行人不能夠在綠燈結(jié)束之前到達(dá)馬路對(duì)面，此時(shí)紅外感應(yīng)器感應(yīng)最后一個(gè)行人離馬路對(duì)面的距離，將該距離傳輸至單片機(jī)，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。并將時(shí)間同意至該方向的交通信號(hào)燈。

三、程序流程圖

圖2所示為該設(shè)計(jì)的程序流程圖。

圖2 程序流程圖

四、人行道紅綠燈工作實(shí)例

以圖3某人行道為例。人行道兩旁均設(shè)立紅綠兩種信號(hào)燈，當(dāng)行人能夠在綠燈亮起的時(shí)間內(nèi)通過(guò)人行道則綠燈不延時(shí)。但當(dāng)紅外感應(yīng)器感應(yīng)位于人行道最后一個(gè)行人無(wú)法在綠燈亮起的時(shí)間內(nèi)通過(guò)人行道，此時(shí)采取延時(shí)工作模式，即通過(guò)紅外傳感檢測(cè)行人距離人行道對(duì)面距離的遠(yuǎn)近并按行人行進(jìn)的平均速率進(jìn)行計(jì)算，得出所需延時(shí)的時(shí)間，通過(guò)單片機(jī)控制綠燈進(jìn)行延時(shí)。

無(wú)論人行道信號(hào)燈采取何種工作模式，阻攔裝置均正常工作，即當(dāng)綠燈剩余亮起時(shí)間不足與讓行人通過(guò)人行道時(shí)對(duì)行人進(jìn)行阻攔，禁止行人再進(jìn)入人行道。

圖3 人行道紅綠燈工作實(shí)例

五、小結(jié)

該系統(tǒng)能檢測(cè)出位于人行道的行人，當(dāng)綠燈持續(xù)時(shí)間不足以讓在人行道上的所有行人通過(guò)人行道時(shí)，會(huì)略微調(diào)節(jié)人行道綠燈的持續(xù)時(shí)間從而讓在人行道即將禁止通行時(shí)還位于人行道上的行人能夠安全通過(guò)。同時(shí)通過(guò)計(jì)算平均行人通過(guò)人行道的時(shí)間，在綠燈剩余時(shí)間不足與讓行人通過(guò)時(shí)降下阻攔裝置，禁止行人通行。

在不影響交通狀況的情況下能夠解決行人闖紅燈，行人未能在綠燈亮起的時(shí)間通過(guò)人行道等問(wèn)題。通過(guò)該系統(tǒng)不僅能夠有效地減少交通事故的發(fā)生，而且能夠有效地保護(hù)行人的安全。