智能交通信號燈控制器設計

摘 要：本文利用圖形化可視虛擬儀器儀用軟件LabView及NI ELVIS作為交通信號燈控制器設計的開發平臺，完成了硬件電路的設計與搭試及軟件編程，最后經過軟硬件系統調試實現了交通信號燈控制器的控制要求。

關鍵詞：LabView；NI ELVIS；交通信號燈控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.136

0 引言

交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著經濟發展及社會進步使得交通必須得到有效地管制，利用交通信號燈可以疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故。本設計也可應用于日常教學，使理論與實踐教學相結合，可以提高學生的學習興趣，也可為后續的課程建立良好的基礎。利用LabView和NI ELVIS進行設計，可以給學生感性直觀的認識，以啟發學生的創新思維。

1 LabView簡介

LabView是由美國國家儀器（NI）公司研制開發的一種程序開發環境，它使用的是圖形化編輯語言且產生的程序是框圖的形式。 LabView軟件是開發測量和控制系統的理想選擇。

2 NI ELVIS介紹

美國國家儀器公司的教學實驗室虛擬儀器套件 （NI ELVIS）可用于動手設計及原型設計，平臺集成了12款最常用儀器，包括示波器、數字萬用表、函數發生器、波特分析儀等，緊湊的結構是實驗室及課堂教學的理想選擇。NI ELVIS可通過USB接口與PC連接，實現快速易用的測量采集及顯示。NI ELVIS的設計以教學為目標，是一款全面的教學工具，用于電路設計、儀器控制、無線通信、嵌入式/MCU 理論等教學。

3 交通信號燈控制要求

設計一個智能交通信號燈控制器，能實現紅綠燈的自動指揮，疏通車流。

（1）東西、南北各三盞紅、黃、綠燈，交通燈亮滅規律為：

初始態：路口紅燈全亮，延時5s之后；

次態1：東西路口的紅燈亮，南北路口的綠燈亮，東西方向通車，延時25s后；

次態2：南北路口綠燈滅，黃燈亮5s后；

次態3：東西路口綠燈亮，同時南北路口紅燈亮，南北方向開始通車，延時25s后；

次態4：東西路口綠燈滅，黃燈亮5s后，再次切換到次態1進行重復。

（2）紅黃綠交通燈亮和滅的時間可以調節。

（3）有倒計時功能。

4 交通信號燈控制器設計

（1）設計分析。根據控制要求進行分析，首先給出交通信號燈控制時序圖，且定義兩通道的十字路口，四個時間周期分別為T1、T2、T3、T4。計算四個時間周期內發送到數字端口控制交通燈亮滅的8位代碼。比如，T1周期內對應的南北向紅黃綠燈亮滅的代碼為0001，東西向為0100，則T1周期的8位代碼從高位到低位對應的二進制代碼為00010100，轉換為十進制則為20，依此類推可確定T2、T3、T4對應的代碼。

（2）硬件接線。在NI ELVIS原型設計板上搭建硬件電路，如圖1所示。

（3）軟件設計。利用LabView軟件進行圖像化編程，程序運行中部分程序框圖如圖2所示，前面板如圖3所示。

5 結束語

本文利用LabView、NI ELVISw和電子元件相結合設計了一個交通信號燈控制器，經過軟硬件系統調試完全實現了控制要求，其時間是可以調節的，所以可以應用到實際生活中。

參考文獻：

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作者簡介：韓碩（1982-），女，陜西西安人，講師，研究方向：自動化、儀器儀表。endprint