淺析交通燈控制系統設計

帕爾哈提.庫爾班

摘要 經濟發展使城市建設逐漸走向科學化，智能化。交通擁堵現象在各大中小發達城市越發明顯。y我們需要把交通網絡的控制樞紐，交通燈控制系統進行改造，以求通過智能化處理來緩解交通壓力。

關鍵詞 城市建設；智能化；交通網絡；交通燈控制系統

中圖分類號 U48 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0102-01

0引言

隨著我國經濟的發展，公路上各種各樣的車輛越來越多，給目前的交通網絡控制帶來了嚴峻的考驗。作為交通控制主要樞紐工具的交通燈，在這場考驗中扮演了一個重要的角色。通過國家一二級城市交通調查表明，目前的交通燈控制系統基本不能很好的控制城市交通擁擠問題。其主要原因是目前的交通燈大多數都是使用單片機作為其控制系統，單片機只能夠使用定時算法來控制城市交通。

在城市建設發展初期，這種控制系統基本上能夠滿足交通要求，但是在我國城市建設發展后期，伴隨著交通車輛的增加，這種系統不但不能夠解決交通擁擠問題， 在某些場合還會使交通疏導工作變的越發嚴峻。科學技術的發展，提高了人們的生活水平，生活離不開智能化處理。

數字圖像處理技術、電子信息技術、機械電子技術的發展為交通燈控制系統的智能化建設提供了有力的技術支持。通過對這幾種技術的有機結合，可以使交通燈通過對當前的路況信息進行實時監控，然后將數據信息傳輸到數據控制中心，通過數字控制中心的智能化分析，根據實際情況來控制十字路口的交通狀況，避免出現南北交通堵塞擁擠現象嚴重，而東西車輛稀少的交通狀況。

1交通燈控制系統

本系統主要由三大模塊組成，它們分別是交通燈基礎控制模塊，交通燈智能數據處理模塊，交通控制處理模塊。交通燈數據處理將收集到的數據信息整合分析，通過采集到的路況信息發送到交通控制處理模塊，交通控制模塊根據路況信息，實時控制交通燈的顯示時間。

1.1 交通燈基礎控制

交通燈的控制方面采用單片機進行控制，只不過單片機中紅綠燈得顯示、中斷時間由系統控制處理器進行實時控制。為了能夠使單片機能夠很好的控制交通燈的狀態，我們將單片機控制的顯示燈分為以下幾種狀態：

基礎狀態，在這種狀態下，單片機對紅綠等進行正常情況下的控制，每60s的時鐘周期，南北方向與東西方向的紅綠燈進行交替顯示，這也是正常路況信息。

智能狀態，在這種狀態下，交通燈南北方向與東西方向的交通燈交替周期不按60s得時鐘周期進行控制，這種狀態下的時鐘周期由系統控制器來控制，交通燈控制模塊根據智能處理模塊中的數據信息，計算當前南北方向，東西方向交通燈的停滯時間，并將交替周期作為該模塊系統的輸出，傳送到交通控制單片機中，單片機根據該數據進行交通燈紅綠燈得交替周期進行控制。

強制狀態，在某些特殊的場合，我們需要對交通燈進行強制控制，其實這種狀態是智能狀態的特殊情況。這種狀態需要操作人員進行控制。一旦進入該狀態，交通燈的某一方向將會一直處于紅燈或者是綠燈狀態。

在本系統中，本系統擬選用C51系列的單片機進行編程控制，在該系列的單片機有2個計時器以及6個中斷源，能夠用C語言進行開發，具有效率高，編程簡單，費用比較低的特點。

在該系統中，單片機的控制模式通過P0，P3口進行控制，P4口控制定時器，P2口控制南北、東西方向，當P2口為1表示當前東西方向處于紅燈狀態，反之南北方向處于紅燈狀態。P5，P6口控制定時器時間的內存。系統運行時，系統會不停的檢測P0，P3口中的數據，如果為10則通常狀態，單片機運行通常模式；如果為00，單片機會從P5，P6口讀取單片機內存地址，通過讀取內存地址中的控制時間，以及P2口中的數據來控制東西、南北方向的顯示時間；如果為11，則系統處于強制狀態，系統會直接根據P2口的數據來控制交通燈東西，南北方向的交通燈，使它們一直處于某種狀態。如果為01，這種狀態系統會直接將整個交通系統處于紅燈狀態，以此來控制交通突發事件的發生。

1.2 交通燈智能數據處理

交通燈智能處理模塊主要由光電反射感應器組成，在距離十字路口的50m處，將會在各個方向按照這種感應器。當有車輛通過該采樣路面時，車輛的反射光線會被感應器接收，通過電路連接，該信號會處于低電平。系統會在一定的時間周期內統計該電平的數量，以此來統計該流向的車輛數量。

如果根據統計數據，發現南北方向的電平數量比較多，說明南北方向的車輛比較多，這個時候系統會將這一數據發送到交通控制出模塊。為了提高系統的準確性，系統還間使用數字圖像處理，通過數字圖像處理技術來判斷當前檢測到的車輛是否為同一車輛。這種數字圖像處理的方法一般采用模糊匹配的方法，然后將其寫入單片機中利用程序進行控制。

1.3交通燈控制處理

交通燈的控制處理一般使用單片機的上位機電腦在交通監控室進行實時處理控制，可以將其設計交通控制軟件，該控制模塊的輸入是當前十字路口的路況信息以及交通流量數據，該系統會將從交通智能數據處理模塊得到數據進行分析。根據分析結果，向交通燈基礎控制模塊中的單片機P1，P2，P3，P4，P5，P6端口傳輸相應的控制數據。基礎控制模塊得到數據后，控制當前路況紅綠燈的顯示。

2結論

智能化控制交通燈是當前城市交通建設的必然趨勢，本文將交通燈智能化控制系統分為3個模塊進行簡要的淺析，以求在交通燈的實際設計過程中提供開發思想借鑒。

參考文獻

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