基于PLC智能交通灯监控系统的设计 (2)

基于PLC智能交通灯监控系统的设计

徐春阳

[摘要]针对我国城市交通拥堵现状，在监控系统设计中采用可编程控制器(PLC)设计了一种智能交通灯监控系统，以解决交通拥堵问题。在交叉口相应位置嵌入传感器线圈，对该段交通流量进行统计，并根据交通流量的变化改变绿灯的监控时间。实时合理配置绿灯资源，提高交叉口的通行能力。采用PLC300FX系列PLC设计了十字路口倒计时交通灯控制系统的硬件系统和软件系统。该交通灯控制系统在每个交叉口都有固定的工作周期，并通过7根数码管倒计时显示出相应灯的剩余时间。此外，当道路拥挤时，中央控制中心可以智能地调整交通灯的工作周期。

[关键词]智能交通灯；监控系统；PLC；十字路口；车流量

Design of Intelligent Traffic Light Monitoring System Based

on PLC

Xu Chunyang

Abstract：In view of the current situation of urban traffic congestion in China, an intelligent traffic light monitoring system is designed by using programmable logic controller (PLC) in the design of monitoring system to solve traffic congestion. Embedded sensor coils in the corresponding position of the intersection, the traffic flow on this section is counted, and the monitoring time of the green light is changed according to the change of traffic flow. Real-time rational allocation of green light resources can be made, and the traffic capacity of the intersection can be improved. The hardware system and software system of traffic light control system with countdown display at intersection are designed with Mitsubishi FX series PLC. The traffic light control system has a fixed working cycle at each intersection, and shows the remaining time of the corresponding lights by Countdown with seven digital tubes. Moreover, the central control center can intelligently adjust the working cycle of traffic lights when the road is crowded.

Keywords：intelligent traffic lights; monitoring system; PLC; intersection; traffic flow

目录

第一章、课题研究的背景意义 (4)

第二章、PLC介绍及发展 (5)

2.1 PLC概述 (5)

2.2 PLC的组成及结构 (5)

2.3 PLC的交通灯监控设计目的。 (5)

2.4 PLC交通灯监控系统基本原理 (6)

2.5 PLC交通灯监控系统的优点 (6)

第三章、方案所需准备 (6)

3.1 交通参数获取 (7)

3.11感应控制 (7)

3.12车辆检测 (7)

3.2 智能控制规则 (7)

3.2.1定时时间分配规则 (8)

3.2.2智能延时规则 (8)

第四章、设计概述与工作原理 (8)

4.1 十字路口交通灯的常规工作 (9)

4.2 同时监控车流量与行人流量，自动监控交通灯合理调整车辆通行时间9 4.3 同时监控车流量与行人流量，交互监控交通灯合理调整行人通行时间9 4.4 特殊人群应用模块设计 (9)

第五章、智能交通灯监控系统的设计 (10)

5.1 硬件系统设计 (11)

5.2 软件系统设计 (12)

第六章、ＰＬＣ监控系统设计 (13)

6.1 常规工作模式 (13)

6.2 智能工作模式 (13)

6.3 紧急工作模式 (14)

第七章、功能模块实现 (15)

7.1 常规工作模块 (15)

7.2 流量监测监控模块 (15)

7.3 交互监控模块 (15)

7.4 特殊人群应用模块 (16)

第八章、ＰＬＣ监控过程 (16)

第九章、总结与展望 (17)

十、参考文献 (17)

第一章、课题研究的背景意义

随着经济的不断发展和城市私家车数量的不断增加，交通堵塞，尤其是在交通高峰期，这个问题已经成为一个重要的社会问题。现在来衡量城市发展水平的一个重要指标便是城市交通。交通能否快速、安全、有序地运行是交通管理的首要问题。交通灯是最常见、最有效的交通引导方式。传统的交通灯监控方法是通过对道路交通流量的调查和统计，预先设定交通灯的固定时间。然而，城市交通是一个复杂多变的整体系统，交通量随时间而变化。例如，当交通量较小时，应适当减少循环周期，减少等待时间。在交通量较大的高峰期，应适当增加交通时间，使更多的车辆通过。在一些十字路口，东西方向的交通量与南北方向的交通量存在较大差异。交通流量大的一侧，要延长绿灯时间，救护车、消防车等特种车辆通行。因此，城市交通信号灯应是一个多模式的系统，针对不同的问题应采用不同的模式。研究开发了一种基于PLC的多模式交通监控系统。该系统不仅具有传统的交通灯循环、时间显示、根据交通量自动调整交通灯时间的智能模式，而且还具有特殊车辆的应急模式。当专用车辆到达时，系统自动疏通道路，实现专用车辆的紧急通行。

每个交叉口被视为一个监控终端，每个交叉口上有一个集电极和一个GPRS 模块，每个方向上都有一个监视器。Monitor用于直接监控交通灯状态、时间显示屏，获取各车道车辆信息;收集器用于获取下属各监控器的数据并发送监控命令。采集器将采集到的数据通过GPRS网络发送到监控中心，并对监控中心的数据进行分析，从而实现对路况的监控。

PLC是一种专门为工业环境中数字化操作应用而设计的电子监控设备。这应该是一个理想的显示器选择。PLC采用可编程存储器存储和执行逻辑操作、顺序操作、定时、计数和算术操作等操作指令，通过输入和输出数字或模拟量来监控各类机械或生产过程。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、输入简单方便、适应性强、成本低等特点。利用PLC作为智能交通灯的硬件监控部分，可以在恶劣的电磁干扰环境下正常工作。

交通灯作为控制交通流量、提高道路通行能力的有效手段，对减少交通事故有着明显的效果。随着电子技术的发展，交通信号灯控制系统的设计方法层出不穷。可编程序控制器(PLC)作为一种工业计算机，在工业自动化中发挥着极其重要的作用。它具有小型化、低价格、高可靠性的特点，已广泛应用于各个行业。近年来，利用PLC设计交通灯控制系统的方法很多，但各自的功能不尽相同。本文利用PLC实现了交通信号灯控制系统。建立了交叉口倒计时显示交通灯的电气控制系统，并给出了系统的软硬件设计方法。实验表明，该系统简单经济，能有效地

指导交通，提高交叉口通行能力。

。本文利用PLC实现了交通信号灯控制系统。建立了交叉口倒计时显示交通灯的电气控制系统，并给出了系统的软硬件设计方法。实验表明，该系统简单经济，能有效地指导交通，提高交叉口通行能力。