智能交通灯的模糊控制设计

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毕业论文范文题目： 智能交通灯的模糊控制设计，论文范文关键词： 智能交通灯的模糊控制设计
智能交通灯的模糊控制设计毕业论文范文介绍开始：
　　（全文共36页，17634字）
　　前言
　　随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。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。
　　城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号控制技术为前导，与汽车工业并行发展的。在其各个发展阶段，由于交通的各种矛盾不断出现，人们总是尽可能地把各个历史阶段当时的最新科技成果应用到交通自动控制中来，从而促进了交通自动控制技术的不断发展。早在1850年，城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。世界上第一台交通自动信号灯的诞生，拉开了城市交通控制的序幕，1868年，英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照明灯，用来控制交叉路口马车的通行，但一次煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。1914年及稍晚一些时候，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥才重新出现了交通信号灯，它们采用电力驱动，与现在意义上的信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，这是城市交通自动控制的起点。1917年，在美国盐湖市开始使用联动式信号系统，把六个交叉路口作为一个系统，以人工方式加以集中控制。1922年，美国休斯顿市建立了一个同步系统，它以一个交通亭为中心控制十二个交叉路口。1928年，上述系统经过改进，形成“灵活步进式”定时系统;由于它简单、可靠、价格便宜，很快在美国推广普及。这种系统以后不断改进、完善，成为当今的协调控制系统。20世纪30年代初，美国最早开始用车辆感应式信号控制器，之后是英国，当时使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器。车辆感应控制器的特点是它能根据检测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短，使绿灯时间更有效地被利用，减少车辆在交叉口的时间延误，比定时控制方式有更大的灵活性。车辆感应控制的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展。继气动橡皮管式检测器之后，雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红外以及环形线圈等检测器相继问世。当今在城市道路交通自动控制、交通监测和交通数据采集系统中，应用最广的是环形线圈车辆检测器。超声波检测器主要在日本等少数国家得到广泛应用。
　　伴随着城市交通信号控制系统的迅速发展。人们认识到，要更好地提高城市管理水平，不仅仅依靠硬件设备的更新和改进，还必须同时在控制逻辑和方法上有所突破，即城市交通的区域协调控制。传统的城市道路交通控制指的是区域交叉口信号灯控制，而城市交通的区域协调控制，是在整个城市范围内对交通进行控制，这无论是从理论角度还是实践角度，都是一个极其复杂的大系统控制问题。进入20世纪80年代后期，随着城市化进程的加快和汽车的普及，城市交通拥挤、阻塞现象日趋恶化，由此引发的事故、噪声和环境污染己成为日益严重的社会问题，交通问题成为困扰世界各国的普遍性难题。人们对交通系统的规模复杂性和开放性特征有了更深一层的认识，并开始意识到单独考虑车辆或道路方面很难从根本上解决交通拥挤现象，只有把路口交通流运行与信号控制的藕合作用综合考虑，且赋以现代的各种高新技术方可彻底消除有关问题。于是，智能交通系统(ITS)应运而生，并得到迅猛发展。可以说，在近百年的发展中，道路交通信号控制系统经历了无感应控制到有感应控制、手动控制到自动控制再到智能控制、单点控制(点控)到干线控制(线控)再到区域控制和网络控制(面控)的过程。
　　目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计；有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前，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，还存在缺点：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。
　　针对道路交通拥挤，交叉路口经常出现拥堵。利用单片机控制技术，提出了软件和硬件设计方案及改进措施：根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间。
　　目录
　　摘要 I
　　ABSTRACT II
　　1.1选题的理论价值与现实意义 1
　　1.2国内外交通灯研究的发展概况 1
　　1.3 本课题国内外研究现状 3
　　1.4 本课题研究重点 4
　　第 2章系统的总体方案设计与分析 5
　　2.1交通灯总体设计的描述 5
　　2.2 交通灯控制系统的工作原理 6
　　2.2.1十字路口调度系统模糊控制器设计 6
　　2.2.2路口管理系统的模糊控制器 8
　　2.2.3 十字路口车辆通行方式 10
　　2.2.4 交通灯的工作原理 11
　　第 3 章系统硬件电路设计 12
　　3.1 单片机最小系统外围电路 12
　　3.1.1 AT89S51单片机芯片内部结构 12
　　3.1.2 AT89S51单片机主要引脚功能 13
　　3.1.3 看门狗电路 16
　　3.1.4 8255芯片简介 17
　　3.1.5 74LS373简介 18
　　3.2 显示电路 19
　　3.2.1 时间显示电路设计 19
　　3.2.2 交通的显示电路 20
　　3.3车流量检测电路 21
　　3.4紧急车通行电路 22
　　第 4 章系统软件设计 23
　　4.1软件总体设计思想 23
　　4.2软件主要模块程序流程图 23
　　4.2.1 系统初始化程序 23
　　4.2.2 模糊控制器程序 25
　　4.2.3 系统显示器程序设计 26
　　4.2.4 紧急状况控制模块 27
　　总结与展望 28
　　致谢 29
　　摘要
　　随着经济的发展，城市现代化程度不断提高，交通需求和交通量迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。
　　本系统采用MSC-51系列单片机和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，进行交通路口的管理。它用简单的硬件电路模拟交通信号灯的交替变换，实现红绿灯循环点亮，用LED数码管作为倒计时指示。本次设计中增加了车流量检测电路，运用模糊控制算法来自动调整红绿灯时间，实时的控制当前交通灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通能顺畅交替运行，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，节省能源消耗，具有巨大的现实意义。
　　
　　关键词：模糊控制，51单片机，交通灯
　　ABSTRACT
　　With the development of economy and the improvement of urban modernization level, the demand of traffic and the number of cars have been growing rapidly. As the traffic congestion, traffic accidents and environment pollution has become more obvious, that, it has become the global economic and social problem.
　　This system uses MSC-51 series microcontroller and 8255A to design the traffic controller to manage the traffic road. It uses simple hardware circuit to simulate the alternative transformation of the traffic lights and to realize the circular illumination of the lights. We use the LED as the countdown instructions. In this project, we add the traffic detection circuit, which uses the fuzzy control algorithm to change the time of the traffic lights automatically to control the traffic lights time. This design can make sure that the LED keeps the pace with the state lamp. What is more, while it can keep the traffic safe, at the same time, it can make the traffic running smoothly, operation efficient, and also can reduce the number of traffic accidents, save energy consumption. Above all, this system has great realistic signification.
　　Keywords：Fuzzy logic control，MCU51，Traffic ligh
　　第1章绪论
　　1.1选题的理论价值与现实意义
　　城市交通控制是通过对交通流量的控制已达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。随着经济的发展，城市交通问题引起越来越多人的关注，交通问题成为制约我国经济发展的一个大问题。因为我国人口较多，所以大部分城市都会出现交通拥堵现象，特别是一些大城市，随着社会的发展，一个城市交通的便捷便是衡量一个城市具有发展潜力的重要指标。随着城市车辆的不断增加，大部分城市交通出现超负荷运行状况，所以交通问题成为交通管理部门需要解决的重要问题之一，因此城市修了高速道路，然而，随着私家车的不断增多，导致交通量的不断增加，交通拥堵现象并没有出现大的改观，需要运用交通灯控制系统解决这一问题。

以上为本篇毕业论文范文 智能交通灯的模糊控制设计的介绍部分。

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