智能交通灯开题报告

毕业论文（设计）开题报告
论文题目：基于单片机的交通灯无线控制系统的设计
系部名称：信息工程系专业班级：测控技术与仪器学生姓名：李白学号： 2
指导教师：崔丹丹教师职称：讲师
2012年03月08 日
毕业论文（设计）开题报告
一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写3000字左右的文献综述：
文献综述
摘要：随着经济的发展，车辆的数目不断增加，道路堵车现象日益严重，智能交通灯就应运而生了。

目前世界上的智能交通系统存在的问题是：系统结构庞大、管理困难、维护投入大等。

为了改善现有的交通状况，并克服现有智能交通系统的缺点我设计了城乡交通灯模拟控制小型化的智能交通灯。

它具有小型化、智能化、维修投入小、易于安装等特点。

与其他的智能交通系统相比该系统更适应经济和社会的发展，符合目前科技发展的现状。

智能交通灯是一项综合运用网络通讯计算机技术、感应技术来管理交通灯具的自动控制系统。

城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

总之，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

为此，本文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

本设计系统的硬件部分主要包括有稳压电源电路部分，8051单片机电路部分，功能电路部分，红外无线信号控制部分，报警电路部分等组成。

系统的软件部分有单片机汇编语言进行程序设计，实现设计要求中各种控制功能。

该设计使交通灯能够根据车流量来实现红绿灯转换功能，设计结构简单，操作方便，功能完全等优点，具有很高的研究开发价值。

关键词：智能化交通灯无线控制
主要内容
一、研究目的及意义
随着近年来经济的快速发展，城市内的车辆也随之增多，城市道路交通情况日益严重，人车冲突也日渐增多，这给人们生活和工作带来很大的不便。

信号灯的出现是交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显的效果。

随着经济的发展，人们更追求时间理念和节能理念，目前我国城市十字路口交通系统大多采用定时控制，这样必然产生很多弊端，例如，当末端道路车流量很大的时候却等红灯，车流量很小的道路交叉口却一直是绿灯，这种多等少的尴尬状况是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机抱怨也是一中对时间和资源的浪费，所以智能交通灯的出现刻不容缓，马路建设对于社会经济的发展有着举足轻重的作用，也正因为如此交通灯的作用显得尤为突出，所以高端节能产品也应运而生。

[1]
智能交通灯是智能交通领域的一个分支。

智能交通系统简称ITS（Intelligent Transport Systems)，作为一个概念性名词出现于20世纪90年代，但其思想早在20世纪30年代已有萌芽。

当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导和推广过“现代公路网”的构想，而20世纪60年代出现的路径诱导、计算机交通控制系统等都可谓是ITS的雏形，不过其重要性并不是很明显，没有收到人们的足够重视。

因此，近几年来世界各国竞相投资ITS研发和应用。

智能交通灯的应用是解决智能交通控制的路径之一。

[2]
智能交通灯系统有着广阔的市场前景和发展空间，因此国内外很多公司和研究机构都致力于与智能交通灯的研究，基于单片机智能交通灯的控制系统占该类课题研究的主导，将人的控制经验及推理过程纳入系统自动控制当中，使道路交通疏导控制实现智能化,节省时间，提高社会经济发展效率。

因单片机造价低廉，操作简单，系统完善，我们先主选单片机为智能交通灯的控制系统主要核心，完成交通等智能的无线控制。

二、国内外研究状况：
1．国外研究状况
智能交通系统（ITS）在日本发展于70年代，从1973年到1978年，日本成功开展了一个叫动态路径诱导系统的实验，在这个试验中车上的驾驶员可以根据车上装载的显示器显示的道路拥堵情况及诱导方向，选择自己达到目的地的最佳路线。

从80年代中期至90年代中期这十年间,日本先后完成了道路与车辆之间的通信系统、交通信息通信系统、超智能车辆系统、安全车辆系统、新交通管理系统等方面的研究，在此基础上，1994年1月，由日本警察厅，通产省，运输省，邮电省等四个部门联合成立了日本道路车辆交通智能化推进协会用以推动ITS在日本的发
展。

[3]
美国交通系统的智能化是研究最早的，始于上世纪60年代末，那时叫做电子路径导向系统（ERGS）。

中间暂停了十多年，到80年代中期后以加州交通部门研究的驾驶员寻路系统获得了成功为契机，在美国全国开展了被称为智能化车辆——道路系统（IVHS）的研究，在1991年成立了美国智能交通系统协会,主要宗旨是帮助和加速智能交通系统在政府和民间企业的发展，从而有力的促进美国智能交通系统的研究的发展。

1991年美国总统签署了综合提高陆上交通效率法案，又称冰茶法案，把开发研究智能化车辆——道路系统作为国策，并给与充足的财政支持。

19945年将美国IVHS改名美国ITS以表明这方面的研究开发不仅限于车辆和道路，而推广到一切交通工具和交通中所组成的智能化系统。

当然，就目前来讲，主要还以道路交通为对象。

目前，只能交通灯一直停留在理论研究阶段。

[4]
2．国内研究状况
目前我国的城市道路交叉口的交通信号灯虽然是自动的，但是仔细的会发现红绿灯转换是定时状态的，即转换间隔时间是固定不变的，定时式的交通灯是不和实际要求需要的，如果东西和南北方向的车流量相差很大，而交通灯是平均分配导通时间，就会出现一方面车挤一方面车松的尴尬状况，就会造成城市间的道路交通拥挤局面，这就是机器自动控制不如现场人工指挥的差别。

然而人工指挥劳动强度大，我们应该充分发挥计算机的作用，用计算机模拟人工智能来控制交通灯，从而提高社会效益和时间节约率。

国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。

加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。

对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。

2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。

[5]
基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，
交叉路口经常出现拥堵的情况。

利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。

通过研究我们能利用智能交通灯的控制系统来实现，智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行; 黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行; 绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿信号灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。

小结
交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。

为此，本文采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制电路，实现能根据实际车流量通过8051芯片的PI口设计红绿灯燃亮的时间的功能：红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，三种颜色交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。

参考文献
[1] 解析城市交通[J]中国水里水电出版社2001
[2] 能运输系统体系框架研究报告，交通部公路科学研究所，2001
[3] 郑为中，史其信，基于数据挖掘的智能交通系统[ITS]公用信息平台，全国智能交通系统共用信息平台研讨会文集，2002
[4] 黄卫，智能运输系统[ITS]北京，人民交通出版社，2000.102
[5] 中国智能运输系统体系框架专题组，中国智能运输系统框架[M]，北京：人民交通出版社，2003
毕业论文（设计）开题报告 二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）：
本论文（设计）要研究或解决的问题：
开启智能化服务实现计算机控制，能大大的减轻人们的劳动强度，实现信号灯的智能化控制是我们当前研究的重要课题。

利用单片机实现道路交通的疏导，我国交叉路口的信号灯大部分是定时的控制，实现交通灯的无线智能控制能够减少交叉路口东西南北车流量不同而红绿灯转换时间相同所造成的车流量分配不均的尴尬局面。

需解决的问题：
1、交通信号灯口直系统的工作原理以及控制系统的发展概况。

2、分析交通信号灯控制系统的工作原理及其对控制系统的要求。

3、根据要求用单片机对其进行控制
（1） 控制系统接线图
（2） 控制系统工作原理的阐述
（3） 控制系统的流程图
本论文（设计）采用的研究手段和方法：
本设计模拟基本的交通控制系统，硬件方面用红绿黄等表示禁行，通行和等待的信号发生。

本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由车流量检测模块和按键涉及模块等产生输入，信号灯状态模块，LED 倒计时模块和蜂鸣器状态绘制课题系统的电路图 对控制系统工作原理进行阐述
完成课题的实物并实现要 求 完成课题的论文报告完成答辩
模块接受输出。

在软件方面运用单片机汇编语言接收按键的输入设置并控制信号灯的基本变化，同时实施处理各检查装置的输入的数据，判断刹那生对信号灯的变化控制以实现交通灯的设计模拟。

本题涉及一种新型交通信号灯控制系统，就是一种可应用于交通系统的交通信号控制子系统，与传统的交通信号机相比，该控制系统有很强的控制能力及良好的控制接口，并且安装灵活，设置方便，模块化，结构化的涉及时期具有良好的可扩展性，系统运行安全、稳定、效率高。

该系统设计为独立模块，模块可以采用智能总线的形势与上位机相连接，这种分布式开放体系结构使得交通灯控制系统可以支持模块新功能。

研究方法：
1、查阅法：通过书籍和网络知识进行概述。

2、实验法：利用仪器或仿真软件做出单片机的交通灯控制系统。

3、对比法：单片机的交通灯控制系统技术与其他技术进行比较。

毕业论文（设计）开题报告
指导教师意见：
指导教师：
201 年月日导师组审核意见：
负责人：
201 年月日系毕业论文领导小组审核意见：
负责人：
201 年月日。