基于PLC的智能交通灯监控系统毕业设计文开题报告.doc

基于PLC的智能交通灯监控系统毕业设计文开题报告.doc

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基于PLC的智能交通灯监控系统毕业设计文开题报告

开题报告

一．题目来源：

智能交通灯控制系统设计

二．研究的目的和意义：

交通灯控制系统的发展有着悠久的历史，伴随着人类工业文明的发展，汽车以及其他各种交通工具呈现出一片欣欣向荣的景象。

各种交通工具的大量使用使得人们的出行更加方便，但随之而来的是交通的压力越来越大，各个路口对于对于交通指挥系统的需求大量增加。

早在1868年，全世界第一台煤气是红绿两色照明灯由英国工程师纳伊特安装在了伦敦威斯特敏斯特街口，它可以控制车辆的通行，但是不久，这种交通灯便消身匿迹了，原因是由于一场爆炸事故。

盗了1914年左右，交通灯又重新出现了，美国的克利夫兰制造了一款由电力驱动的交通灯，它被安装在了纽约和芝加哥等地，这种交通灯的概念已经和现在大致相同。

1926年，自动化控制的交通灯得到利用，这为现代城市交通奠定了基础。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对交通灯的各种意义做出了明确的规定，绿灯行，绿灯车道的车辆可直行可左拐可右拐，如果前面有禁止标志的则除外。

并且左右拐弯的车辆必须让直行车辆和行人先行。

红灯停，红灯车道的车辆不准超过人行道。

黄灯等一等，黄灯车道的车辆必须减速，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

交通灯的使用大大缓解了交通压力，使得城市的拥堵显现得到了一定程度的缓解，使人们的出行现状得到了改善。

但是随着当今经济的飞速发展，汽车的拥有量不断上升，传统的交通灯系统已经越来越不能满足交通压力的需求。

在这样的背景下，本次论文设计的任务主要是设计一款能根据路面车流量的变化，进而调整交通灯读秒时间的交通灯系统，从而改善路面交通压力，同时也可以节约交通资源。

自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。

近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。

本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

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。

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。

三．国内外的现状和发展趋势，以及研究课题的主攻方向：

此次设计的主要内容是在传统的交通灯基础之上，通过PLC进行编程，设计出一款能够根据车流量的变化来智能化调整交通灯读秒时间的交通灯控制系统。

要实现预期目的的初期设想是在十字路口东西南北各个方向上安装光电计数器，以此来统计各个路口的车流量，再将数据输入计算机中央控制系统对数据经行分析，根据预先设定的参数，智能化的判断各个交通路口的拥堵情况，从而通过PLC控制系统来适当的调整红绿灯的读秒时间。

并且在此基础之上，若交通灯路口遇到特殊车辆或者紧急情况，该系统也能切换到人工控制模式，实现强通控制，从而保证路面交通的正常运行。

此系统不仅成本低，维护方便，而且能在最大程度上缓解交通压力，节约交通资源。

在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两色旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。

这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

而中国最早的马路交通灯却是诞生于1928年的上海英租界。

从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。

但是，随着社会的不断进步，传统的交通灯的缺陷也日益出现，其中设计过于死板，达不到道路的最大通行效率是最明显的问题，红绿灯交替变换时间过于程式化。

随着我国经济的高速发展，人们对各种交通车辆的需求量不断增大，城市的交通拥护问题日益严重，目前，大部分城市的十字路口的交通控制灯，通常的做法是：

事先经过车辆流量的调查，利用传统的方法设计好红绿灯的延时，然而，实际上的车流量是不断变化的，有的路口在不同的时间段车流量的大小甚至有很大的差异，所以说，统计的方法己不能适应迅速发展的交通现状。

本设计的目的在于设计出一个具有实用价值、性价比较高的智能交通灯控制系统。

该系统性能较好，且稳定性高，可实现十字路口城乡交通自动控制和紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。

设计一种以AT89C51单片机为核心芯片，并外加输入和输出电路，由四部分组成：

车检测电路，信号灯电路，时间显示电路，紧急转换开关。

在此交通灯系统中设计出最佳的检测车流量大小的硬件电路，并对其主要部分进行详细分析，完成主电路和控制电路的设计，并对智能交通灯的运行过程中存在的问题进行分析，得到可行性方案。

四．阅读的主要文献、资料名称：

[1]彭树生.PLC单片机原理及应用.机械工业出版社.2002.1.1

[2]王晓军.可编程控制器原理及应用.化学工业出版社.2010.9.4

[3]杜荔编.微机原理及其接口.清华大学出版社.2011.3.1

[4]曹克澄.单片机原理及应用.第二版.机械工业出版社.2009.1.1

[5]龚捷.接口技术.化学工业出版社.2009.1.1

[6]韩九强.传感器与检测技术.清华大学出版社.2010.9.1

[7]于泉.城市交通信号控制基础.冶金工业出版社.2011.1.1

[8]周蔚吾.道路交通信号灯控制设置技术手册.知识产权出版社.2009.1.1

[9]高钦和.可编程控制器应用技术与设计.人民邮电出版社.2004.7.1

[10]路林吉.PLC应用开发技术与工程实践.人民邮电出版社.2009.4.8

[11]陈立定.电气控制与可编程控制器.华南理工大学了版社2006.2

[12]何衍庆.可编程控制器原理及应用技巧.第二版.化学工业出版社.2003.1.1

[13]廖常初.可编程控制器的编程方法与应用.重庆大学出版社.2001.2.1

[14]廖常初.PLC梯形图程序的设计方法与技巧.电工技术出版社.2004.9

[15]廖常初.PLC梯形图的书许控制设计法与顺序功能图.电子技术杂志.2001.第11期

[16]廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电子技术杂志.2001.第10期

[17]吴建强.可编程控制器原理及应用.哈尔滨工业大学出版社.2011.7.12

[18]邱公伟.可编程网络通讯及应用.清华大学出版社.2000.3

[19]郑凤翼.轻松解读三菱FX2N系列PLC原理与应用.机械工业出版社.2011.10

五．要研究的内容、途径及技术路线：

设计一个十字路口的交通灯控制系统及其相关的硬件选型和链接，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车流量小，通行时间短。

在各方向的车辆处于通行的状态时，相对应的人行横道也应处于通行状态。

要达到预期的效果，首先通过光电计数器来统计各个方向的车流量，然后将数据传输到计算机芯片进行处理，最后通过计算机来控制红绿灯的读秒时间。

在实现这一系列的预期目标的过程中，可能牵涉到光电计数器，数据传输以及接口技术等相关知识。

而在智能控制这一块则主要选择以PLC为基础的代码编程。

PLC的选择以及相关实现程序的编写是此次设计的中心环节，也是要解决的主要问题。

当然其中也可能牵涉到光电计数器的选择与设置，数据的传输与走线等相关的问题等待解决。

六．工作的主要阶段：

第1步，选题；

第2步，收集、阅读、整理资料；

第3步，论证与组织，进行简单的大体框架设计，并撰写文献综述、开题报

告、外文翻译等工作；

第4步，撰写论文正文；

第5步，与老师讨论论文的修改方案以及最终的定稿；第6步，毕业答辩

七．进度及最终目标的完成时间：

1，完成开题报告一份1—2周,2完成外文翻译一份1周,3完成文献综述一份,4进行相关的数据计算及可行性分析,5进行相关的硬件选型以及硬件结构设计

6，进行核心控制系统的PLC编程.7进行论文的系统编写及校验8毕业答辩周