第一篇：基于PLC交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)概要

畢業(yè)設(shè)計(jì)題目: 交通燈畢業(yè)論文 系別:電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè) : 電氣自動(dòng)化 班級(jí):電氣自動(dòng)化10-01 姓名: 指導(dǎo)教師: 【摘要】:交通信號(hào)燈的出現(xiàn),使交通得以有效管制,對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力,減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理,力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng),以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法,實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),能夠有效地疏導(dǎo)交通,提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問(wèn)題的現(xiàn)狀,結(jié)合交通的實(shí)際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理,給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)方案?？删幊绦蚩刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要,廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展,可編程控制器的功能日益完善,加上小型化、價(jià)格低、可靠性高,在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出

1.1交通信號(hào)燈的作用和意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人,車(chē),路三者關(guān)系的協(xié)調(diào),已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng),它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。

隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)量的不斷增加,許多大城市如北京,上海,南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況,因此,自80年代后期,這些城市紛紛修建城市高速公路,在高速公路建設(shè)完成的初期,它們也曾有效地改善了交通狀況。然而,隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制,高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高

速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn),也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。所以,如何采用合適的控制方法,最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路,緩解主干道與匝道,城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r,越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)亟待解決的主要問(wèn)題, 根據(jù)交通等工藝控制要求和特點(diǎn),我們采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC 有小型化,高速度,高性能等特點(diǎn),三菱可編程控制器指令豐富,可以接各種輸入,輸出擴(kuò)充設(shè)備,有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備,其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的,能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器(PLC對(duì)十字路口交通控制等實(shí)現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個(gè)原因:(1PLC具有很高的可靠性,抗干擾能力。通常的平均無(wú)障礙時(shí)間都在30萬(wàn)小時(shí)以上;(2系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短,維護(hù)方便,改造容易,功能完善,實(shí)用性強(qiáng);(3干擾能力強(qiáng),具有硬件故障的自我檢查功能,目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重,為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定,我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC;(4近年來(lái)PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高,是的實(shí)際應(yīng)用成為可能?！娟P(guān)鍵詞】:PLC可編程控制器、交通型號(hào)燈、可靠性高。【目錄】: 關(guān)鍵詞(01 第1章交通信號(hào)控制系統(tǒng)(02 1.1十字路口交通燈控制實(shí)際情況(04 1.1.1南北向(列和東西向(行主干道(04

1.1.2南北向和東西向人行道(04 1.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)(04 1.2.1南北向(列和東西向(行主干道(04 1.2.2南北向和東西向行人道(04 1.2.3盲人安全通道控制和手動(dòng)控制車(chē)流量(04 1.3流程圖(05 第2章可編程控制器程序設(shè)計(jì)(07 2.1可編程控制器選擇(07 2.2十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖(07 2.3可編程控制器IO端口分配(10 2.4程序設(shè)計(jì)(10 第3章總結(jié)(13 3.1難點(diǎn)分析(13 3.1.1行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對(duì)應(yīng)關(guān)系(13 3.1.2盲人脈沖按鍵(13 3.1.3手動(dòng)車(chē)流控制按鍵的控制方式(13 3.1.4交通燈閃亮問(wèn)題(13 3.2調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法(13 3.3PLC智能化控制交通燈的方法(13

3.4收獲與感悟(14 致謝(14 參考文獻(xiàn)(14 第1章交通燈信號(hào)控制系統(tǒng) 1.1 十字路口交通燈控制實(shí)際情況

a.南北主干道:直行綠27S、直行綠閃3S、左轉(zhuǎn)綠10S、左轉(zhuǎn)綠閃3S、黃2S、紅45S;b.東西人行道:紅45S、綠27S、綠閃3S、紅60S;c.東西主干道:紅45S、直行綠27S、直行綠閃3S、左轉(zhuǎn)綠10S、左轉(zhuǎn)綠閃3S、黃2S;d.南北人行道:綠27S、綠閃3S、紅60S;e.循環(huán)控制方式;f.交通燈變化順序表(單循環(huán)周期90秒。1.1.1 南北向(列和東西向(行主干道

南北向(列和東西向(行主干道均設(shè)有直行綠燈27S,直行綠燈閃亮3S,左行綠燈10S,左轉(zhuǎn)綠閃3S,黃燈2S和紅燈45S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮直行綠燈,直行綠燈閃,左轉(zhuǎn)綠燈,左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈;反之,當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,南北主干道依次點(diǎn)亮直行綠燈,直行綠燈閃,左轉(zhuǎn)綠燈,左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。1.1.2南北向和東西向人行道

南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮,當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也

要對(duì)應(yīng)閃亮,其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮,當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮,其它時(shí)間為紅燈。

1.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)

在PLC交通燈模擬模塊中,主干道東西南北每面都有3個(gè)控制燈,分別為: ●禁止通行燈(亮?xí)r為紅色 ●準(zhǔn)備禁止通行燈(亮?xí)r為黃色 ●直通燈(亮?xí)r為綠色

另外行人道東西南北每面都有2個(gè)控制燈,分別為: ●禁止通行燈(亮?xí)r為紅色 ●直通燈(亮?xí)r為綠色

結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)如下: 當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)。1.2.1南北向(列和東西向(行主干道

南北向(列和東西向(行主干道均設(shè)有綠燈 10S,綠燈閃亮2S(亮0.1 滅0.1,黃燈2S和紅燈14S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,東西住干道應(yīng)依次點(diǎn)亮綠燈,綠燈閃亮,黃燈,反之,當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈,綠燈閃,黃燈。

1.2.2南北向和東西向行人道

南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮,當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮,其它時(shí)間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮是點(diǎn)

亮,當(dāng)東西主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮,其它時(shí)間為紅燈。

1.2.3盲人安全通道控制和手動(dòng)控制車(chē)流量

除此之外另設(shè)兩個(gè)功能,使用10個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓盲人可以方便通過(guò)十字路口和手動(dòng)控制車(chē)流量。其中8個(gè)安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過(guò)馬路的時(shí)候,按下脈沖開(kāi)關(guān)東西向行人道綠燈亮起,南北向主干道紅燈閃亮,延遲10秒恢復(fù)原來(lái)的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同,另外兩個(gè)脈沖開(kāi)可以控制車(chē)流量,當(dāng)東西向主干道等待車(chē)量較多的時(shí)候,按下東西向控制脈沖開(kāi)關(guān),東西向主干道延長(zhǎng)綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到15秒。東西向行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)延長(zhǎng)。南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同。

1.3 流程圖 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)

東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西黃燈亮 東西紅燈亮 東西主干道 10S 2S 2S 14 南北紅燈亮 南北綠燈亮 南北綠燈閃 南北黃燈亮 南北主干道 14S 10S 2S 2S 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)

南北紅燈亮 南北綠燈 南北綠燈閃 14S 10S 4S 東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西紅燈亮 10S 4S 14S 東西行人道 南北行人道 結(jié)束 結(jié)束

交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 按下脈沖開(kāi)關(guān)

原來(lái)控制循環(huán)系統(tǒng)

行人道綠燈點(diǎn)亮,主干道紅燈閃亮 結(jié)束 Y N 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 按下脈沖開(kāi) 關(guān)

對(duì)應(yīng)方向綠燈點(diǎn)亮?xí)r間延長(zhǎng)到15秒,另一方向紅燈點(diǎn)亮延長(zhǎng)到15秒 再次按下啟動(dòng) 開(kāi)關(guān)

按此次控制方式進(jìn)行循環(huán) 原來(lái)方式控制系統(tǒng) 結(jié)束 Y N Y

N 手動(dòng)控制車(chē)流量流程圖 第2章 可編程控制器程序設(shè)計(jì) 2.1 可編程控制器選擇

本次交通燈設(shè)計(jì)用的是來(lái)自O(shè)MRON 的CPM1A-30CDR-A 可編程控制器。產(chǎn)品規(guī)格:CPM1A CPU 單元CPM1A 在編程環(huán)境等方面,它不僅具備了以往的小型PLC 所具有的功能,盡可能使安裝空間最小化,并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)-100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可 連接可編程控制終端,創(chuàng)造了尚無(wú)前例的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜,就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中,亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求AC 電源輸入,繼電器輸出,能加擴(kuò)展單元。

2.2 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖 啟動(dòng) 行人道綠燈 2S 10S 盲人脈沖按鍵控制時(shí)序圖 和此行人道相交叉的主干道紅燈 啟動(dòng) 南北紅 東西綠

東西紅 南北綠 4S 14S 啟動(dòng)

南北紅東西綠 東西黃東西紅 南北綠南北黃 10S 2 S 2 S 10S 2 S 2 S 14S 10S 2 S 2 S

ON OFF 十字路口主干道交通燈模擬控制時(shí)序圖 南北紅東西綠 東西黃東西紅 南北綠南北黃 15 2 S 2 S 10S 2 S 2 S 14S 15 2 S 2 S 東西向綠燈延時(shí)時(shí)序圖 啟

動(dòng) OFF ON 2.3 可編程控制器I/O 端口分配 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 0000 停止開(kāi)關(guān)

0001 東西主干道綠燈 1000 東西主干道黃燈 1001 東西主干道紅燈 1002 南北主干道綠燈 1003 南北主干道黃燈 1004 南北主干道紅燈 1005 東西行人道綠燈 1100 東西行人道紅燈 1101 南北行人道綠燈

1102 南北行人道紅燈 1103 東西向綠燈延遲控制按鈕 0004 南北向綠燈延遲控制按鈕 0005 東西盲人脈沖按鈕

0003 南北盲人脈沖按鈕 0002 2.4 程序設(shè)計(jì) 0 LD 0000 1 OR 20300 2 AND-NOT 0001 3 AND-NOT 20000 4 OUT 20300 LD 20300 6 AND-NOT 20001 7 AND-NOT 20203 8 OUT 20301 PLC 0000 0001 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1100 1101 1102 1103 交通燈控制PLC I/O 端口 0002 0003 0004 0005 9 LD 20301 10 OR TIM 005 11 OR TIM 027 12 OR 20000 13 AND-NOT TIM 002 14 AND-NOT 20103 15 AND-NOT 0001 16 OUT 20000 17 TIM 000 #100 18 TIM 001 #120 19 TIM 002 #140 20 LD TIM 002 21 OR 20001 22 OR TIM 018 23 AND-NOT TIM 005 24 AND-NOT 0001 25 AND-NOT 20203 26 OUT 2001 TIM 003 #100 28 TIM 004 #120 29 TIM 005 #140 30 LD 0004 31 OR 20100 32 AND-NOT 0000 33 AND-NOT 0005 34 AND-NOT 0001 35 OUT 20100 36 LD 20100 37 AND 20105 38 OUT 20102 39 LD TIM 005 40 OR TIM 027 41 OUT 20105 42 LD 20102 43 OR 20103 44 AND-NOT 0001 45 AND-NOT TIM 018 46 OUT 20103 47 TIM 016 #150 48 TIM 017 #170 49 TIM 018 #190 50 LD 0005 51 OR 20200 52 AND-NOT 0001 53 AND-NOT 0000 54 AND-NOT 0004 55 OUT 20200 56 LD TIM 002 57 LD TIM 018 58 OUT 20205 59 LD TIM 20200 60 AND 20205 61 OUT 20202 62 LD 20202 63 OR 20203 64 AND-NOT 0001 65 AND-NOT 027 66 OUT 20203 67 TIM 025 #150 68 TIM 026 #170 69 TIM 027 #190 70 LD 20000 71 AND-NOT TIM 000 72 LD 20103 73 AND-NOT TIM 016 74 OR LD 75 AND-NOT 0001 76 OUT 20002 77 LD TIM 000 78 AND-NOT TIM 001 79 LD TIM 016 80 AND-NOT TIM 017 81 OR LD 82 AND-NOT 20004 83 AND-NOT 0001

OUT 20003 85 TIM 006 #002 86 LD TIM 006 87 OR TIM 008 88 OR TIM 010 89 OR TIM 009 90 OR 20004 91 AND-NOT TIM 007 92 AND-NOT 0001 93 OUT 20004 94 TIM 007 #002 95 LD 20002 96 OR 20003 97 AND-NOT 0001 98 AND-NOT 20009 99 OUT 1000 100 LD TIM 001 101 AND-NOT TIM 002 102 LD TIM 017 103 AND-NOT TIM 018 104 OR LD 105 AND-NOT 20009 106 AND-NOT 0001 107 OUT 1001 108 LD 20000 109 AND-NOT TIM 002 110 LD 20103 111 AND-NOT TIM 018 112 OR LD 113 AND-NOT 20009 114 AND-NOT 0001 115 OUT 1103 116 LD20000 117 AND-NOT TIM 002 118 LD 20103 119 AND-NOT TIM 018 120 OR LD 121 AND-NOT 20103 122 AND-NOT 0001 123 OUT 20015 124 LD 20015 125 OR 20014 126 AND-NOT 0001 127 OUT 1005 128 LD 20001 129 AND-NOT TIM 003 130 LD 20203 131 AND-NOT TIM 025 132 OR LD 133 AND-NOT 0001 134 OUT 20005 135 LD TIM 003 136 AND-NOT TIM 004 137 LD TIM025 138 AND-NOT TIM 026 139 OR LD 140 AND-NOT 20004 141 AND-NOT 0001 142 OUT 20006 143 TIM 008 #002 144 LD 20005 145 OR 20006 146 AND-NOT 20013 147 AND-NOT 0001 148 OUT 1003 149 LD TIM 004

AND-NOT TIM 005 151 LD TIM 026 152 AND-NOT TIM 027 153 OR LD 154 AND-NOT 0001 155 AND-NOT 20013 156 OUT 1101 157 LD 20001 158 AND-NOT TIM 005 159 LD 20203 160 AND-NOT TIM 027 161 OR LD 162 AND-NOT 20013 163 AND-NOT 0001 164 OUT 1101 165 LD 20001 166 AND-NOT TIM 005 167 LD 20203 168 AND-NOT TIM 027 169 OR LD 170 AND-NOT 0001 171 AND-NOT 20009 172 OUT21000 173 LD 21000 174 OR 20011 175 AND-NOT 0001 176 OUT 1002 177 LD TIM 001 178 AND-NOT TIM 002 179 LD TIM 017 180 AND-NOT TIM 018 181 OR LD 182 AND-NOT 20004 183 AND-NOT 0001 184 OUT 20007 185 TIM 009 #002 186 LD TIM 004 187 AND-NOT TIM 005 188 LD TIM 026 189 AND-NOT TIM 027 190 OR LD 191 AND-NOT 20004 192 AND-NOT 0001 193 OUT 20008 194 TIM 010 #2 195 LD 20007 196 OR 20003 197 OR 20002 198 OR 20013 199 AND-NOT 0001 200 OUT 1100 201 LD 20008 202 OR 20005 203 OR 20006 204 OR 20009 205 AND-NOT 0001 206 OUT 1102 207 LD 0002 208 OR 20009 209 AND-NOT TIM 011 210 OUT 20009 211 TIM 011 #100 212 LD 20009 213 AND-NOT 20010 214 OUT 20011 215 TIM 012 #010

216 LD TIM 012 217 OR TIM 015 218 OR 20010 219 AND-NOT TIM 013 220 OUT 20010 221 TIM 013 #010 222 LD 0003 223 OR 20013 224 AND-NOT TIM 014 225 OUT 20013 226 TIM 014 #100 227 LD 20013 228 AND-NOT 20010 229 OUT 20014 230 TIM 015 #010 231 END 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 第3章總結(jié) 3.1 難點(diǎn)分析

本程序在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到了一些難點(diǎn)我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問(wèn)題。3.1.1行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對(duì)應(yīng)關(guān)系

因?yàn)閷?shí)際的紅綠燈控制中行人道的紅綠燈和主干道的紅綠燈是有這一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系的,所以在編程前一定要理清它們,這樣有利于在編程時(shí)簡(jiǎn)化程序、減少PLC不必要的運(yùn)算。

3.1.2盲人脈沖按鍵

盲人在東西南北的行人道同時(shí)通過(guò)十字路口的情況不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),可以說(shuō)是非少的,如果我們要把盲人脈沖分開(kāi)東西控制和南北控制使他不影響和它沒(méi)關(guān)系的主干道就可以使車(chē)輛行走更加通順減少車(chē)輛堵塞的情況。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要在脈

沖按鍵按下時(shí)不影響他們的計(jì)時(shí)程序只在對(duì)應(yīng)的主干道紅綠燈輸出程序上進(jìn)行插入常閉繼電器以此把輸出程序斷開(kāi)。

3.1.3手動(dòng)車(chē)流控制按鍵的控制方式

手動(dòng)車(chē)流控制按鍵是對(duì)相應(yīng)的主干道綠燈延長(zhǎng)的進(jìn)行控制,但不能使它在按下時(shí)使改變當(dāng)時(shí)的紅綠燈顯示情況,如現(xiàn)在是南北紅燈東西綠燈時(shí)按下南北綠燈延長(zhǎng)按鍵就不能使它變成南北綠燈東西紅燈。這就涉及到了一個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)的關(guān)系。

3.1.4交通燈的閃亮

交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過(guò)閃爍的,所以在設(shè)計(jì)程序中也要加入這個(gè)功能,參考了一些PLC的交通燈程序介紹時(shí)發(fā)現(xiàn)PLC中有一些繼電器可以實(shí)現(xiàn)閃爍這些繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器,這是一種硬件實(shí)現(xiàn)功能的方法,雖然程序可以減少但比較死板閃爍頻率不能控制。由于對(duì)PLC內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉(不同型號(hào)的PLC內(nèi)部功能繼電器編號(hào)也不一樣我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法(程序段在第86條~第94條指令之間,此方法可以說(shuō)是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法,雖然程序加長(zhǎng)了但閃爍頻率可以控制比較靈活。

3.2調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),想一次性把程序完成是非常難的,在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤。剛開(kāi)始的時(shí)候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運(yùn)行卻發(fā)現(xiàn)有些燈亮不起來(lái)而且在完成了一個(gè)周期后就循環(huán)不起來(lái)了。那時(shí)真的不知道從哪里入手,只好一條一條地檢查才發(fā)現(xiàn)了一條指令把常閉寫(xiě)成了輸出真正的輸出口就沒(méi)有收到信號(hào)了。燈雖然是亮了但仍然循環(huán)不起來(lái)。從梯形圖又仔細(xì)的看了一次卻看不出什么問(wèn)題出來(lái)。突然想起來(lái)編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控,于是發(fā)現(xiàn)了在程序的第一周期一切都運(yùn)行正常但再運(yùn)行下去的時(shí)候第二周期就再?zèng)]有反應(yīng)了,包括里面的輔助繼電器,最后發(fā)現(xiàn)原來(lái)是程序前面沒(méi)有并上完成這個(gè)循環(huán)的繼電器號(hào)。后來(lái)就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯(cuò)誤也找出來(lái)了。雖然找錯(cuò)誤是一個(gè)枯燥無(wú)味的工作,但只要你耐心的去做的話,你肯定能學(xué)到有用的動(dòng)西。

3.3PLC智能化控制交通燈的方法

傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常是事先經(jīng)過(guò)交通流量的調(diào)查,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案,仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛,而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢(shì)。此系統(tǒng)就是應(yīng)

用可編程序控制器(PLC對(duì)十字路口交通控制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常是事先經(jīng)過(guò)交通流量的調(diào)查,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案,仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛,而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢(shì)。

此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC對(duì)十字路口交通控制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車(chē)輛數(shù)的動(dòng)態(tài)變化量。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。在十字路口的四個(gè)方向(E、S、W、N的近端J(斑馬線附近和遠(yuǎn)端Y(距斑馬線約100米處各設(shè)置一個(gè)傳感器,分別統(tǒng)計(jì)通過(guò)該處的車(chē)輛數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制,需要將綠燈時(shí)間分為兩部分:其一是固定的10秒作為路口車(chē)輛狀態(tài)參數(shù)的采集時(shí)間t1;其二是根據(jù)兩個(gè)方向車(chē)輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時(shí)t2。然后通過(guò)傳感器采集后的排隊(duì)等候的車(chē)輛數(shù)送往PLC進(jìn)行模糊推理運(yùn)算得出延遲時(shí)t2,最后由t1和t2來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口車(chē)流量的靈活控制。

3.4收獲與感悟

經(jīng)過(guò)半個(gè)多月的艱苦奮斗,設(shè)計(jì)成果終于出來(lái)了,我才松了一口氣,我通過(guò)采集資料、進(jìn)行實(shí)際考察后,做出以上設(shè)計(jì)的方法。

查找資料也是一件繁瑣的事情,雖說(shuō)網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事,需要耐心查找。

花了整整十幾天,終于完成了設(shè)計(jì),不過(guò)調(diào)試的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)結(jié)果和想的有所不同,通過(guò)監(jiān)控和修改才得出了需要的設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)讓我們?cè)鲩L(zhǎng)了實(shí)踐技能,還增加了有關(guān)交通知識(shí),這些對(duì)于我們真是受益匪淺。最后,我們覺(jué)得,不見(jiàn)風(fēng)雨,怎么能見(jiàn)彩虹呢?我把體會(huì)用十個(gè)字概括:天下無(wú)難事,只怕有心人

一次又一次的學(xué)習(xí),我們慢慢地在體會(huì),研究和感悟,終于領(lǐng)會(huì)到成功的那一份喜悅,從撰寫(xiě)開(kāi)報(bào)告,查找資料,程序設(shè)計(jì),到整理每一個(gè)次的調(diào)試,我們學(xué)會(huì)了細(xì)心和耐心,也品嘗到了酸、甜、苦、辣,無(wú)數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們的研究成果。興趣是自發(fā)形成的,而默契是慢慢培養(yǎng)出來(lái)的。當(dāng)前的社會(huì),科技迅速發(fā)展,知識(shí)更新速度大大加快,只有我們共同去探索,用自己的雙手去征服每一片天空,用我們新的力量去打造一片創(chuàng)新的領(lǐng)域。結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)這次設(shè)計(jì),我對(duì)PLC設(shè)計(jì)控制有了深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)以前學(xué)的PLC又有了一定的新認(rèn)識(shí),溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí),就像人們常說(shuō)的溫故而知新嘛,但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,遇到了很多的問(wèn)題,我和同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí),所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

在此要感謝我的指導(dǎo)老師徐彬,以及李頌洲老師和甘小梅老師,感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善,但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。

參考文獻(xiàn) [1]．廖常初著.PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用.第 2 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.[2].廖常初編.S7-300/400PLC 應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[3]．三菱電機(jī).FX3U,FX3UC 微型可編程控制器編程手冊(cè).2005.[4].三菱電機(jī).FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC 編程手冊(cè).2002.電氣自動(dòng)化 2012 年 5 月 16

第二篇：基于PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

文獻(xiàn)綜述

一． 緒論

1.交通燈的由來(lái)：

交通燈是指由紅、黃、綠三種顏色燈組成用來(lái)指揮交通的信號(hào)燈，最早出現(xiàn)在19世紀(jì)初在英國(guó)中部的約克城的一個(gè)典故中，當(dāng)時(shí)交通燈只有兩種顏色紅綠，隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。2.交通燈的發(fā)展史：

19世紀(jì)初，在英國(guó)中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未婚者。后來(lái)，英國(guó)倫敦議會(huì)大前經(jīng)常發(fā)生馬車(chē)軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)，1868年12月10日，信號(hào)燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈的廣場(chǎng)上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國(guó)機(jī)械師德?哈設(shè)計(jì)、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈--煤氣交通信號(hào)燈，這是城市街道的第一盞信號(hào)燈。在燈的腳下，一名手持長(zhǎng)桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來(lái)在信號(hào)燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面世23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。

從此，城市的交通信號(hào)燈被取締了。直到1914年，在美國(guó)的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過(guò)，這時(shí)已是“電氣信號(hào)燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈。

隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。

黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國(guó)”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過(guò)去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)呼地一聲擦身而過(guò)，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮 1

信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。

二． 主體

1.發(fā)展智能交通燈系統(tǒng)的意義：

汽車(chē)已經(jīng)逐漸成為了人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪饕慕煌üぞ摺５?，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是城市交通道路的發(fā)展速度卻滿足不了汽車(chē)數(shù)量增長(zhǎng)的需求，這就使城市交通擁堵現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，車(chē)輛通行速度成為了城市發(fā)展的瓶頸。在加強(qiáng)城市基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，改善十字路口的交通信號(hào)燈運(yùn)行模式，提高十字路口的通行效率，對(duì)緩解城市交通堵塞有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。而目前城市的交通燈控制，是根據(jù)一定時(shí)間段的各車(chē)道車(chē)流量的調(diào)查而分配出的相對(duì)合理的同定紅綠燈轉(zhuǎn)化周期。但在特定的時(shí)間段，會(huì)出現(xiàn)某一方向車(chē)輛早已通行完，而另一方向車(chē)輛排隊(duì)等綠燈的情況，這嚴(yán)重降低了實(shí)際的十字路口交通效率。

針對(duì)現(xiàn)實(shí)中越來(lái)越嚴(yán)重的城市交通擁堵現(xiàn)象，可設(shè)計(jì)出一種城市十字路口交通信號(hào)燈控制的新方法。可根據(jù)車(chē)流量來(lái)智能控制紅綠燈的讀秒時(shí)間，解決了各車(chē)道車(chē)流量不均衡所造成的十字路口交通資源浪費(fèi)問(wèn)題，設(shè)計(jì)的智能交通控制系統(tǒng)利用對(duì)相向車(chē)道采用不同步的紅綠燈信號(hào)控制方法，能夠減少交通資源浪費(fèi)，大幅提高十字路口的車(chē)輛通行效率。2.國(guó)內(nèi)外智能交通燈系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀：

交通信號(hào)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代城市交通控制和疏導(dǎo)的主要手段。而作為城市交通基本組成部分的平面交叉路口，其通行能力是解決城市交通問(wèn)題的關(guān)鍵，而交通信號(hào)燈又是交叉路口必不可少的交通控制手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，以及交通流理論的不斷發(fā)展完善，交通運(yùn)輸組織與優(yōu)化理論、技術(shù)的不斷提高，國(guó)內(nèi)外逐步形成了一批高水平有實(shí)效的城市道路交通控制系統(tǒng)。

（1）澳大利亞SCAT系統(tǒng)：

SCATS采取分層遞階式控制結(jié)構(gòu)。其控制中心備有一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)和一臺(tái)管理計(jì)算機(jī)，通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊線路相連。地區(qū)級(jí)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)把各種數(shù)據(jù)送到管理計(jì)算機(jī)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)連續(xù)地監(jiān)視所有路El的信號(hào)運(yùn)行、檢測(cè)器的工作狀況。地區(qū)主控制器用于分析路El控制器送來(lái)的車(chē)流數(shù)據(jù)，確定控制策略，并對(duì)本區(qū)域各路口進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。SCATS系統(tǒng)充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)易于更改，控制方案較易變換。SCATS系統(tǒng)明顯的不足：第一，系統(tǒng)為一種方案選擇系統(tǒng)，限制了配時(shí)參數(shù)的優(yōu)化程度；第二，系統(tǒng)過(guò)分依賴于計(jì)算機(jī)硬件，移植能力差：第三，選擇控制方案時(shí)，無(wú)實(shí)時(shí)信息反饋。

（2）英國(guó)SCOOT系統(tǒng)：

SCOOT是由英國(guó)道路研究所在TRANSYT系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用自適應(yīng)控制方法于1980年提出的動(dòng)態(tài)交通控制系統(tǒng)。SCOOT的模型與優(yōu)化原理與TRANSYT相仿，不同的是SCOOT為方案生成的控制系統(tǒng)，是通過(guò)安裝在交叉口每條進(jìn)口車(chē)道最上游的車(chē)輛檢測(cè)器所采集的車(chē)輛信息，進(jìn)行聯(lián)機(jī)處理，從而形成控制方案，并能連續(xù)實(shí)時(shí)調(diào)整周期、綠信比和相位差來(lái)適應(yīng)不同的交通流。SCOOT系統(tǒng)的不足是：相位不能自動(dòng)增減，任何路E1只能有固定的相序；獨(dú)立的控制子區(qū)的劃分不能自動(dòng)完成，只能人工完成；安裝調(diào)試?yán)щy，對(duì)用戶的技術(shù)要求過(guò)高。

（3）國(guó)內(nèi)智能交通控制系統(tǒng)：

國(guó)內(nèi)應(yīng)用和研究城市交通控制系統(tǒng)的工作起步較晚，20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)家一方面進(jìn)行以改善城市市中心交通為核心的UTSM(urban traffic sys—tem manage)技術(shù)研究；另一方面采取引進(jìn)與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方針，建立了一些城市道路交通控制系統(tǒng)。以北京、上海為代表的大城市，交通控制系統(tǒng)主要是簡(jiǎn)易單點(diǎn)信號(hào)機(jī)、SCOOT系統(tǒng)、TRANSYT系統(tǒng)和SCATS系統(tǒng)其中幾個(gè)結(jié)合使用；而如湘潭、岳陽(yáng)等國(guó)內(nèi)中小城市，交通控制系統(tǒng)主要還是使用國(guó)產(chǎn)的簡(jiǎn)易單點(diǎn)信號(hào)機(jī)和集中協(xié)調(diào)式信號(hào)機(jī)。

3.采用基于PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)的好處：

（1）特點(diǎn)：

① 能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型； ② 通用性高，使用方便； ③ 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)，易懂；

④ 采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便； ⑤ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短；

⑥ 安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??；

⑦ 對(duì)生產(chǎn)工藝改變的適應(yīng)性強(qiáng)，可經(jīng)行柔性生產(chǎn)； ⑧ 體積小，功耗小，性價(jià)比高。（2）PLC的應(yīng)用：

① 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制：這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控制及自動(dòng)化流水線。

② 模擬量控制：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了是可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量質(zhì)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)化模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

③ 運(yùn)動(dòng)控制：PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早起直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。

④ 過(guò)程控制：過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編程控制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。

⑤ 通信及聯(lián)網(wǎng)：PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通行。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通行功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

⑥ 數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排表、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型的控制系統(tǒng)。

三． 總結(jié)

采用基于PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)，可以根據(jù)車(chē)流量合理的調(diào)節(jié)交通信號(hào)燈的讀秒時(shí)間，這樣不僅可以有效的防治交通擁堵而且可以合理的利用交通資源，進(jìn)而大大緩解交通壓力。在基于PLC的智能交通燈控制系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中可能牽涉到信號(hào)的采集與傳輸，在考慮到施工的成本以及安裝困難度的前提下，本設(shè)計(jì)主要想采用光電計(jì)數(shù)器。因?yàn)楣怆娪?jì)數(shù)器叫一般的傳感器而言，它不僅成本低而且安裝方便。

四． 參考文獻(xiàn)

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第三篇：智能交通燈控制系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的指導(dǎo)老師是李麗老師，首先，我們進(jìn)行總體規(guī)劃，包括控制系統(tǒng)組成、控制系統(tǒng)工作過(guò)程、控制系統(tǒng)功能、控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)；之后，進(jìn)行了硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)單片機(jī)原理與接口技術(shù)，網(wǎng)上搜索下載AT89C51、數(shù)碼顯示管、點(diǎn)亮LED技術(shù)資料，并學(xué)習(xí)消化，設(shè)計(jì)硬件控制原理，用Protel繪圖軟件設(shè)計(jì)出控制器原理圖，并對(duì)控制器硬件進(jìn)行了調(diào)試；接著，研究設(shè)計(jì)六線四相步進(jìn)電機(jī)控制方式和方法；而后，規(guī)劃出了控制軟件結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)出了主控模塊程序流程圖、各功能模塊程序流程圖，并逐功能模塊編輯、編譯、連接、測(cè)試控制程序，在編程過(guò)程中，我一邊學(xué)習(xí)C51程序設(shè)計(jì)，一邊熟悉Keil C51開(kāi)發(fā)平臺(tái)，一邊編程設(shè)計(jì)控制程序；最后，對(duì)控制程序進(jìn)行了測(cè)試和修改完善。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)一是提出了六線四相步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)加速控制技術(shù)方案，二是研究了六線四相步進(jìn)電機(jī)各種運(yùn)行控制方式。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)一是深刻認(rèn)識(shí)到專業(yè)理論對(duì)指導(dǎo)實(shí)踐工作的重要性，上學(xué)期間，專業(yè)理論學(xué)的不夠扎實(shí)，不夠深入、不夠全面、不懂用途；二是現(xiàn)有的技能不能勝任實(shí)際工作，實(shí)際動(dòng)手能力欠缺；三是不知道如何進(jìn)行課題需求分析、課題總體規(guī)劃；四是不知道如何進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；五是實(shí)際編程經(jīng)驗(yàn)欠缺，缺少排除故障能力。所以，我們即將畢業(yè)的大學(xué)生需要與時(shí)俱進(jìn)，克服不足，勤學(xué)苦練，迎接挑戰(zhàn)，為國(guó)爭(zhēng)光。

在該課題后續(xù)研究設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視步進(jìn)電機(jī)特性研究，重視控制方法、控制方式研究；增加聯(lián)網(wǎng)控制功能；增加LCD數(shù)據(jù)顯示功能。

在這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)論文即將完成的時(shí)候，我突然意識(shí)到自己的校園生活即將畫(huà)上一個(gè)句號(hào)。當(dāng)我踏上工作崗位的時(shí)候即將面對(duì)的是完全不同于之前十幾年校園生活的新的旅程。如果說(shuō)之前的日子是學(xué)會(huì)如何做人、如何做事、如何認(rèn)識(shí)和理解世界、如何學(xué)會(huì)感恩，那么，今后的日子，我將真正成為一個(gè)有用的人，一個(gè)能與別人合作或者獨(dú)立完成任務(wù)的人，一個(gè)真正懂得世界、懂得感恩并真正付出的人。

我要感謝我存在的這個(gè)世界賦予我的認(rèn)知和理解，感謝父母給了我機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)并引導(dǎo)撫育我這個(gè)世界，感謝二十幾年來(lái)成百上千的老師與朋友讓我能夠在正確的道路上走得更遠(yuǎn)并且激勵(lì)我成為一個(gè)堅(jiān)定信念不做讓自己后悔事情的人。

“窮則獨(dú)善其身，達(dá)則兼濟(jì)天下”，古訓(xùn)教導(dǎo)我們不做自私人，懂得盡己所能，知恩圖報(bào)。一切來(lái)之不易，珍惜且能盡其用，算是在自己能力有限的時(shí)候?qū)ι鐣?huì)，對(duì)生活最大的慰藉和回報(bào)。今年的二月份，在經(jīng)歷了將近一年的苦苦尋覓之后，我終于遇到了一個(gè)適合自己發(fā)展的崗位，也終于能夠?qū)⑷康木ν度氲竭@次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中。首先我非常感謝我的導(dǎo)師李老師對(duì)我的支持和寬容，因?yàn)檫@次畢設(shè)的題目來(lái)源于我在生活的靈感，并且有著強(qiáng)烈的愿望，期望它能夠成為現(xiàn)實(shí)，期望在離開(kāi)校園之前見(jiàn)證自己所學(xué)是有用的學(xué)問(wèn)。李老師在我的畢設(shè)過(guò)程中給予我鼎力的支持，因而有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望。同時(shí)，在漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐過(guò)程中，身邊的同學(xué)和朋友都給了我很多支持和幫助，這也證明了即便是一個(gè)人的任務(wù)也需要集體的力量，慶幸自己在離開(kāi)校園之前學(xué)到了很多今后可能及其重要的東西。

回顧自己的學(xué)習(xí)歷程，感覺(jué)今天的生活與狀態(tài)是由一系列的偶然與必然串聯(lián)成的結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中自己承受了比別人更多的挫折，但也學(xué)到了更多的感悟，獲得了比別人更大的成就。我體會(huì)了人生的正弦曲線，知道很多情況下結(jié)果是之前很長(zhǎng)時(shí)間的累積，很有趣的是，我的這些感悟在大學(xué)的專業(yè)課學(xué)習(xí)的時(shí)候得到

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了理論上描述的一致。因?yàn)槲业拿恳淮纬晒Φ墨@得都比別人晚了許多，但也都是在最關(guān)鍵的時(shí)候比別人得到了更多的收獲，也比別人體會(huì)到更多的付出后的充實(shí)。很慶幸自己在過(guò)去歲月中每一次困難抉擇中做出的選擇，以及在不斷地激勵(lì)中為目標(biāo)而不斷奮斗的堅(jiān)持。

“來(lái)到社會(huì)做什么？畢業(yè)后做一個(gè)怎樣的人？”雖然即將畢業(yè)，但是這兩個(gè)問(wèn)題將常伴左右。第一個(gè)問(wèn)題的答案已經(jīng)深深寫(xiě)在自己三年大學(xué)生活的美好回憶之中，而第二個(gè)問(wèn)題，將是我今后不斷反省自我并思考未來(lái)的信條。

學(xué)無(wú)止境，無(wú)論每天往返于公司和住所，還是奔走于實(shí)驗(yàn)室與宿舍之間，作為一個(gè)職員或者學(xué)生，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在接受新的知識(shí)、觀點(diǎn)、理念。即便是創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值，也仍需要不斷補(bǔ)給養(yǎng)分。于此，作為剛剛走出校園的人，我將牢記于心。

最后，真誠(chéng)期望每一個(gè)已經(jīng)出現(xiàn)在或是即將出現(xiàn)在我不同人生階段卻是同一條生活軌跡的師長(zhǎng)、親友、戰(zhàn)友們，能夠始終擁有美好幸福的生活狀態(tài)、以及一顆熱忱于探索未知和真理的心，同時(shí)也是對(duì)自己未來(lái)生活的期冀。

第四篇：基于WSN的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要

收稿日期:2009-06-16 作者簡(jiǎn)介:田豐(1958—,男,遼寧沈陽(yáng)人,工學(xué)博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等;杜富瑞(1981—,男,山東濱州人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)闊o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)。

基于W S N 的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 田 豐,杜富瑞

(沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制研究室,遼寧沈陽(yáng) 110136 摘要:針對(duì)多路口的交通信號(hào)燈控制問(wèn)題,提出了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩級(jí)組織結(jié)構(gòu),搭建了交通信

號(hào)燈控制平臺(tái)。利用傳感器節(jié)點(diǎn)收集的交通信息,結(jié)合模糊控制方法,實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈的無(wú)線智能控制。仿真結(jié)果表明,該控制器是有效的,其控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)的控制方法。關(guān)鍵詞:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);交通信號(hào)燈控制;模糊方法;魯棒性

中圖分類號(hào):TP273+.5;TP18

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1000-8829(200912-0056-04 D esi gn of I n telli gen t Traff i c L i ght Con trol System Ba sed on W SN TI A N Feng,DU Fu 2rui(Computer Detecti on and Contr ol Laborat ory,Shenyang I nstitute of Aer onautical Engineering,Shenyang 110136,China Abstract:For multi 2juncti on traffic signal contr ol syste m ,t w o 2tier organizati onal structure based on wireless sens or net w orks(W S N is p r oposed,and a p latfor m f or traffic signal contr ol syste m with W S N is built.By using the collected inf or mati on about traffic and fuzzy contr ol method,the goal of intelligent contr ol for the traffic

lights is realized.The si m ulati on shows that the contr oller is realizable and better than the traditi onal contr ol methods.Key words:wireless sens or net w orks;traffic signal light contr ol;fuzzy method;r obustness

交通燈控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的復(fù)雜大系統(tǒng),具有時(shí)變、非線性、不易確定數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)?，F(xiàn)有交通燈控制系統(tǒng)主要分為兩類:定時(shí)控制和感應(yīng)式控制。定時(shí)控制不能適應(yīng)車(chē)流的動(dòng)態(tài)變化,只適用于路面車(chē)流量較少的情況;感應(yīng)式控制易受外界干擾,且在安裝過(guò)程中,容易造成對(duì)道路的損壞。此外,這兩種控制方式都只能單獨(dú)地控制某一點(diǎn),并不能實(shí)時(shí)、多點(diǎn)、聯(lián)測(cè)、聯(lián)動(dòng)的控制。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(W S N,wireless sens or net w orks 作為一種新興的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),融合了短程無(wú)線通信技術(shù)、微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)等?；赪 S N 的交通燈控制系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。

模糊控制不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型,它把人的感官認(rèn)識(shí)和好的控制策略聯(lián)系起來(lái),具有很強(qiáng)的魯棒性。

將模糊控制與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,以W S N 傳 感器節(jié)點(diǎn)收集的路面信息為輸入,經(jīng)模糊控制器處理, 得到作為輸出的控制策略,對(duì)交通燈系統(tǒng)實(shí)施控制,可以實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。以下首先針對(duì)多路口交通燈控制系統(tǒng),提出了兩級(jí)W S N 組織結(jié)構(gòu),搭建了基于W S N 的交通信息收集和控制平臺(tái);然后介紹了多路口交通燈智能控制算法的設(shè)計(jì),以及模糊控制器的設(shè)計(jì);最后,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。W S N 交通燈控制平臺(tái)

在多路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中,信號(hào)燈的周期、綠信比和相位差是控制向量;到達(dá)交叉路口的車(chē)輛數(shù)和各交叉路口停車(chē)線前面排隊(duì)的車(chē)輛數(shù)是狀態(tài)向量。詳細(xì)分

析表明,同時(shí)考慮信號(hào)燈的周期、綠信比和相位差的優(yōu)化,將增大計(jì)算量,使問(wèn)題的求解過(guò)程變得十分

復(fù)雜[1]。針對(duì)多路口交通燈控制系統(tǒng),采用兩級(jí)W S N 組織結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1,第1級(jí)為控制級(jí),負(fù)責(zé)調(diào)整各交叉路口的綠信比;第2級(jí)為協(xié)調(diào)級(jí),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)干線各路口周期的確定和各路口之間的相位差。

圖2為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通燈控制系統(tǒng)模型圖。路口的交通燈控制節(jié)點(diǎn)A1及其相鄰路段內(nèi)的路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)B i(i =1,2,3,4,5和車(chē)載節(jié)點(diǎn)C j(j =1,2,3,4

圖1 兩級(jí)交通燈控制模型組成控制級(jí)。這些傳感器器節(jié)點(diǎn)自組織成簇:交通燈控制節(jié)點(diǎn)作為簇首,路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和車(chē)載節(jié)點(diǎn)作為簇成員。簇首A1負(fù)責(zé)收集簇內(nèi)路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,并與相鄰簇首節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信;簇成員節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路

面信息的收集。從簇首節(jié)點(diǎn)中,選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為協(xié)調(diào)級(jí),稱此節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)以多跳的方式與各簇首節(jié)點(diǎn)通信,收集各路口車(chē)流量信息 , 圖2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通燈控制系統(tǒng)模型 進(jìn)行智能處理,協(xié)調(diào)各路口工作。

針對(duì)交通控制系統(tǒng)中信息采集、策略制定、輸出執(zhí) 行的實(shí)際需求,引入3類W S N節(jié)點(diǎn):信息收集節(jié)點(diǎn)、匯 聚節(jié)點(diǎn)和交通燈控制節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成W S N 的基本要素,具有采集環(huán)境信息、信息處理和無(wú)線通信 功能,它們既是數(shù)據(jù)包傳輸?shù)陌l(fā)起者,也是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)

發(fā)者[1]。信息收集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路面車(chē)輛信息的收集,如 車(chē)速、交通流量比等,將此數(shù)據(jù)信息傳遞給交通燈控制 節(jié)點(diǎn),經(jīng)數(shù)據(jù)融合后傳遞給匯聚節(jié)點(diǎn);匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè) 定的目標(biāo)(如通行量最大、平均候車(chē)時(shí)間最短等運(yùn)用 智能控制方法計(jì)算出最佳方案,并輸出給各路口交通 燈控制節(jié)點(diǎn),控制車(chē)輛的通行與禁止,實(shí)現(xiàn)多路口的協(xié) 調(diào)控制。

信息收集節(jié)點(diǎn)由路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和車(chē)載節(jié)點(diǎn)兩部分 構(gòu)成。路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)用于收集其檢測(cè)范圍內(nèi)的車(chē)輛信 息,它按照一定的距離(一般為50~200m安裝在道 路兩側(cè)的路燈上;車(chē)載節(jié)點(diǎn)被安裝在每一輛汽車(chē)上,用 于收集車(chē)輛本身的數(shù)據(jù)信息(速度和坐標(biāo),并將該信 息發(fā)送給路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)按照一定周期 不斷地廣播消息,消息里面包含本身的I D和自己的坐 標(biāo)信息。處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的車(chē)載節(jié)點(diǎn)接收檢測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送 的消息。根據(jù)無(wú)線定位知識(shí)[2],車(chē)載節(jié)點(diǎn)只需收到3 個(gè)以上節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息,就可以計(jì)算出自己的坐標(biāo)與 車(chē)速,并將坐標(biāo)與速度消息傳遞給附近的路面檢測(cè)節(jié) 點(diǎn)。路面檢測(cè)節(jié)點(diǎn)在收到該消息后,計(jì)算出路面行駛 的車(chē)輛數(shù)、車(chē)輛所在車(chē)道和車(chē)輛與路口的距離,以多跳 通信的方式傳遞給路口的交通燈控制節(jié)點(diǎn)。由車(chē)速和 距離,交通燈控制節(jié)點(diǎn)就可以判斷出車(chē)輛狀態(tài):①它 已經(jīng)到達(dá)路口;②在路口信號(hào)燈換相之前到達(dá)路口;③ 不能按時(shí)到達(dá)路口。這樣,可以方便地統(tǒng)計(jì)出干線路 口間行駛的車(chē)輛數(shù)QN以及各路口紅燈方向排隊(duì)車(chē)輛 數(shù)QR。多路口交通燈控制算法設(shè)計(jì)

文獻(xiàn)[3,4]中指出,在交通控制系統(tǒng)中,各路口協(xié) 調(diào)周期,不能變換太頻繁,否則,方案變換引起的交通 延誤所帶來(lái)的損失會(huì)大于新方案所帶來(lái)的效益。設(shè)定 循環(huán)變量n=6,以6個(gè)周期為一個(gè)時(shí)間段,在此時(shí)間 段內(nèi),保持控制參數(shù)不變。2.1 算法設(shè)計(jì)

步驟1:匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)以往的交通流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 出干線上各交叉口間的相位差ω i(i=1,2,3,…,n、統(tǒng)一使用的周期T、各個(gè)交叉口的綠信比,將此信息發(fā)

送給各路口簇首節(jié)點(diǎn),并初始化循環(huán)變量n=0。步驟2:各交叉口簇首節(jié)點(diǎn)在給定的周期T下,依 據(jù)相位差ω i 依次開(kāi)啟干線各路口綠燈信號(hào)。在周期

時(shí)間末,簇首節(jié)點(diǎn)將周期內(nèi)由W S N檢測(cè)得到的路口間 行駛的車(chē)輛數(shù)QN和路口紅燈方向排隊(duì)車(chē)輛數(shù)QR送 給匯聚節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)用模糊控制規(guī)則以周期時(shí)間長(zhǎng) 度為單位,調(diào)整路口之間相位差。

步驟3:令m=m+T,檢驗(yàn)m>6T是否成立。若 成立,則到下一步;反之,則回到步驟2。步驟4:匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)各路口簇首節(jié)點(diǎn)傳遞過(guò)來(lái) 的各路口間的交通流量和各交叉口的綠信比,預(yù)估下 一階段的干線道路上各個(gè)交通流量比,計(jì)算下一階段 的周期值?；氐讲襟E2。2.2 各控制參數(shù)的具體實(shí)現(xiàn) 2.2.1 周期的確定

在交通信號(hào)控制系統(tǒng)中,為使各交叉口的交通信 號(hào)取得協(xié)調(diào),各個(gè)交叉口的周期需要統(tǒng)一。方法是先

根據(jù)單個(gè)交叉口的配時(shí)方式,計(jì)算出各交叉口的周期, 然后從中選取最大周期,作為系統(tǒng)協(xié)調(diào)周期。周期確 定步驟如下: ①在給定時(shí)間段內(nèi),根據(jù)公式計(jì)算出路口j的第 m周期的交通流量比R j m;其計(jì)算公式為 R j m=∑n j=1 q j m i s j m i(1 式中,q j m i 為第j路口第m周期的第i相位車(chē)道的交通 量;s j m i 為飽和流量;n為相位個(gè)數(shù)。

②求出所有路口的交通流量比的最大值R j m MAX

R j m MAX =MAX{R j m ,j=1,2,3,…}(2

根據(jù)韋伯斯特最佳周期公式 C0= 1.5L+5 1-R j m MAX(3 計(jì)算出第m周期的最佳周期。式中,L為相位損失時(shí)間(車(chē)輛起制動(dòng)、行人、自行車(chē)干擾,可由協(xié)調(diào)級(jí)模糊控制器的輸出得到。

③在本段時(shí)間結(jié)束時(shí)刻,計(jì)算所有周期時(shí)間內(nèi)周期的最大值為 C MAX=MAX{C m,m=1,2,3}(4 將此周期值作為下一個(gè)階段信號(hào)控制的統(tǒng)一值送入?yún)f(xié)調(diào)單元保存起來(lái),作為下一階段內(nèi)的周期。

2.2.2 相位差的確定

相位差是控制交叉路口間交通流的重要參數(shù),設(shè)定一個(gè)好的相位差可以顯著地降低車(chē)流的等待時(shí)間,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛通行的“綠波帶”效應(yīng)。相位差計(jì)算公式為

ω=T

+L(5 式中,T 為本路口到下游路口的行駛時(shí)間,由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)檢測(cè)得到;而損失時(shí)間L由協(xié)調(diào)級(jí)模糊控制器輸出得到。模糊控制器的設(shè)計(jì)

相位損失時(shí)間L與路口間車(chē)輛數(shù)目QN和路口的紅燈方向停車(chē)線前面車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度QR有很大關(guān)系。路口間車(chē)輛數(shù)目多,紅燈方向排隊(duì)長(zhǎng)度QR長(zhǎng),則車(chē)輛啟制動(dòng)所耗費(fèi)時(shí)間就越多,相應(yīng)的相位損失時(shí)間L越大;反之,則越少。

設(shè)計(jì)步驟如下:(1輸入輸出變量的確定及量化。

輸入變量:本路口到下一路口的車(chē)輛數(shù)QN,路口紅燈方向在停車(chē)線前排隊(duì)車(chē)輛數(shù)QR。QN的論域?yàn)閧0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~85,量化因子k1=8÷85=0.09,語(yǔ)言變量為{Z B,Z M,ZS,Z,PS};QR 的論域?yàn)閧0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~48, 量化因子k 2 =8÷48=0.17,語(yǔ)言變量為{NB,Z}。

輸出變量:路口相位損失時(shí)間為L(zhǎng)。L的論域?yàn)閧0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~60,比例因子k3=60÷8=7.5,語(yǔ)言變量為{NB,NS,Z,PS,P B}。

(2確定輸入輸出變量的隸屬函數(shù)(見(jiàn)圖3。

(3確定模糊控制規(guī)則。

根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn),建立模糊控制規(guī)則表。表1中建立了10條控制規(guī)則。表1 模糊控制規(guī)則表 QR QN NB NM NS Z PS NB NB NS Z PS PS Z NB NS Z PS P B

(4解模糊。

解模糊的常用方法有以下幾種:最大隸屬度法、中位數(shù)法、加權(quán)平均法。由于加權(quán)平均法比中位數(shù)法的計(jì)算量要小,比最大隸屬度法控制性能優(yōu)越,因此,在本設(shè)計(jì)中選用加權(quán)平均法進(jìn)行解模糊運(yùn)算,得到精確控制量。其計(jì)算公式為

L = ∑n j =1 u j(e j e j ∑n j =1 u j(6 式中,e j(j =1,2,...,9為論域值;u j(e j(j =1,2,(9 為對(duì)應(yīng)于e j 的隸屬度。

根據(jù)公式(5,計(jì)算出路口間的相位差ω,對(duì)路口間的交通車(chē)流進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。4 仿真實(shí)驗(yàn)

設(shè)一條道路有3個(gè)路口組成,三路口間距離均為600m。其中，南北為次干道。每個(gè)路口的有4個(gè)交通流相位:東西直行,東西左轉(zhuǎn),南北直行,南北左轉(zhuǎn),如圖4所示。路口車(chē)輛的到達(dá)服從泊松分布,車(chē)輛的離開(kāi)服從負(fù)指數(shù)分布。干線飽和流量為3000輛/h,支線飽和交通流量為2000輛/h,左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車(chē)流比例為1∶2∶1。

圖4 主干道三交叉路口示意圖利用MAT LAB 6.5編寫(xiě)仿真程序,將基于W S N 的兩級(jí)模糊控制算法,分別在400、600、1200、1400、2000、2300輛/h 6種不同的車(chē)流量情況下進(jìn)行仿真,統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的車(chē)輛平均延誤時(shí)間。為了作比較,在完全相同的條件下,對(duì)定時(shí)控制也進(jìn)行了仿真,結(jié)果如表2所示。

表2 模糊控制與定時(shí)控制比較 車(chē)流量/輛?h-1 兩級(jí)模糊控制 定時(shí)控制

提高程度/% 40025.126.5 5.260026.428.67.7120029.138.223.8140031.540.622.4200034.751.232.22300 36.7 56.6 35.2

由仿真結(jié)果可以看出,在車(chē)流量不大時(shí),兩種控制

方式的效果差異不大。但隨著車(chē)流量的增大,模糊控制的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的。5 結(jié)束語(yǔ)

以上將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)引入到交通信號(hào)燈的控制

中來(lái),搭建了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通信號(hào)燈控制平臺(tái),提出了針對(duì)多路口交通燈控制的兩級(jí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)。利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、自組織、分布式計(jì)算的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)快速精確的車(chē)輛信息收集,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制效果,具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和魯棒性。同時(shí),結(jié)合模糊控制理論,設(shè)計(jì)了干線信號(hào)燈控制算法,實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈的無(wú)線智能控制。參考文獻(xiàn): [1] 徐建閩.交通管理與控制[M ].北京:人民交通出版社, 2007211.[2] Akyildiz I F,Su W ,Sankarasubra mania m Y,et al.A survey on sens or net w orks[J ].Communicati ons Magazine,2002,40(8:102-114.[3] W ann C D,L in M H.Data fusi on methods f or accuracy i m 2

p r ove ment in wireless l ocati on syste m s [A ].Pr oceedings of 2004I EEE W ireless Co mmunicati ons and Net w orking Con 2ference[C ].2004203:471-476.[4] 李曉紅.城市干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制及仿真[D ].大 連:大連理工大學(xué),2007.[5] 嚴(yán)新平,吳超仲.智能運(yùn)輸系統(tǒng)———原理、方法及應(yīng)用 [M ].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2006212:9-11.□

N I 推出LabV I E W 圖形化軟件教育版, 全力支持動(dòng)手學(xué)習(xí)課程

2009年11月,美國(guó)國(guó)家儀器有限公司(簡(jiǎn)稱N I 推出 LabV I E W 軟件教育版,它是LabV I E W 圖形化編程軟件面向

高校的新產(chǎn)品。該版本軟件的初衷是為了幫助教師實(shí)現(xiàn)基于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STE M 學(xué)科項(xiàng)目的動(dòng)手學(xué)習(xí)。

N I 與美國(guó)塔夫茨大學(xué)工程教育與外展服務(wù)中心(CEEO 一 起合作開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品,它是將工程集成到K 212教育的領(lǐng)導(dǎo)者。

N I 和塔夫茨大學(xué)CEEO 總裁和控制與機(jī)械電子教授Chris Rogers 博士共同合作,開(kāi)發(fā)了該教育版軟件,它可以有效幫

助高校教師使用工業(yè)、學(xué)術(shù)界工程師和科學(xué)家使用圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù),進(jìn)而為工科學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

LabV I E W 教育版軟件可以幫助教師實(shí)現(xiàn)基于項(xiàng)目的動(dòng)

手學(xué)習(xí),并且將理論與實(shí)際世界的實(shí)例聯(lián)系在一起。這一新版本軟件能夠與核心教育硬件平臺(tái)無(wú)縫集成,例如LEG O M I N DST ORMS Educati on NXT、Vernier Sens or DAQ 以及TET 2R I X(Pitsco 開(kāi)發(fā)的金屬機(jī)器人構(gòu)建系統(tǒng),讓教師能夠輕松

地將機(jī)器人、測(cè)量和數(shù)據(jù)采集整合到課程中。軟件的圖形化拖放模式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)主要的編程概念,并在獲取專業(yè)世界中所使用的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),提高分析能力。新版本還包含可以在教室中使用的工具,包括數(shù)據(jù)查看器,能夠圖形化地顯示傳感器數(shù)據(jù),虛擬示波器,以及其他讓學(xué)生能夠獲得多種電子和機(jī)器工程技巧動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)的虛擬儀器。此外,LabV IE W 教育版包括支持課程和教師活動(dòng),能夠直接在

National Instruments、Vernier 軟件與技術(shù)和LEG O 教學(xué)中使 用?！?/p>

第五篇：PLC交通燈課程設(shè)計(jì)

PLC的定義及工作原理

⒈定義：可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置?！癙LC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置”。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

⒉工作原理: 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行三個(gè)階段。

(一)輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。

(二)用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。

(三)輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC作為前沿的工業(yè)控制器，具有體積小、可靠性高、易操作、靈活性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域。用內(nèi)部編程取代繼電器邏輯控制電路中大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，簡(jiǎn)化了控制路線，提高了系統(tǒng)控制的可靠性，這是PLC最大的優(yōu)點(diǎn)。借助于書(shū)序控制圖和梯形圖來(lái)編制用戶控制程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)順序控制，是PLC的主要功能之一。

實(shí)訓(xùn)１

基礎(chǔ)試驗(yàn)

1.兩燈交替閃爍 指令表

梯形圖

工作過(guò)程：

按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)X0，Y0亮，且開(kāi)始計(jì)時(shí),2S后，T0動(dòng)作，T0常閉斷開(kāi)Y0熄滅，T0常開(kāi)閉合Y1亮，經(jīng)過(guò)2s，Y0亮；如此循環(huán)，直到按下停止開(kāi)關(guān)X1。

2.利用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)循環(huán)

指令表

梯形圖

工作過(guò)程：

按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)X0，Y0亮，開(kāi)始計(jì)時(shí)2S后，T0動(dòng)作，Y0熄滅，Y1亮，如此循環(huán)，直到循環(huán)了5次，計(jì)數(shù)器CO動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，整個(gè)過(guò)程停止。

實(shí)訓(xùn)２ 十字路口交通燈控制系統(tǒng)

1、實(shí)訓(xùn)目的

① 了解ＰＬＣ基本功能指令使用方法 ②掌握功能指令圖的輸入方法 ③學(xué)會(huì)利用功能指令進(jìn)行設(shè)計(jì) ２、實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容

該實(shí)驗(yàn)在十字路口交通信號(hào)燈控制實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)完成,按啟動(dòng)按鈕，六盞燈按如下時(shí)序工作：第一組綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒，紅燈亮1０秒；第二組紅燈亮1０秒，綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒。

從時(shí)序圖可以看出，該系統(tǒng)有一個(gè)輸入裝置和 6個(gè)輸出裝置。下表為輸入裝置與輸出裝置與PLC的地址編號(hào)對(duì)應(yīng)表。

指令表

⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ ⒍ ⒎ ⒏ ⒐ ⒑ ⒒ LD

M8002 SET

L0 STL

S0 LD

X000 OUT

Y000 OUT

Y003 SET

S21 SET

S31 STL

S21 OUT

Y000 OUT

T0

K50 ⒓ LD

T0 ⒔ SET

S22 ⒕ STL

S22 ⒖ OUT

T1

K30 ⒗ LDI

T1 ⒘ AND

M8013 ⒙ OUT

Y000 ⒚ LD

T1 ⒛ SET

S23 ２１．STL ２２．OUT ２３．OUT ２４．LD ２５．SET ２６．STL ２７．OUT ２８．OUT ２９．STL ３０．OUT ３１．OUT ３２．LD ３３．SET ３４．STL ３５．OUT ３６．OUT ３７．LD ３８．SET ３９．STL ４０．OUT ４１．LDI ４２．AND ４３．UT ４４．LD ４５．SET ４６．STL ４７．OUT ４８．OUT ４９．STL ５０．STL ５１．LD ５２．AND ５３．SET ５４．RET ５５．END S23 Y001 T2

K20 T2

S24

S24 Y002 T3

K100

S31 Y003 T4

K100

T4

S32

S32 Y004 T5 T5 S33

S33 T6

K30

T6

M8013 Y004

T6

S34

S34

Y005

T7

S24

S34

T3

T7

S0

附加任務(wù)

機(jī)械手手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)

控制要求1：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手左右移動(dòng)。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動(dòng)，到達(dá)左限位開(kāi)關(guān)后停止；按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動(dòng)，到達(dá)右限位開(kāi)關(guān)后停止。

控制要求2：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手上下移動(dòng)。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動(dòng)，到達(dá)上限位開(kāi)關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動(dòng)，到達(dá)下限位開(kāi)關(guān)后停止。

控制要求3：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手左右、上下移動(dòng)。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動(dòng)，到達(dá)左限位開(kāi)關(guān)后停止，按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動(dòng)，到達(dá)右限位開(kāi)關(guān)后停止。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動(dòng)，到達(dá)上限位開(kāi)關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動(dòng)，到達(dá)下限位開(kāi)關(guān)后停止。

控制要求4：

實(shí)現(xiàn)上述控制后，機(jī)械手電磁鐵在A位置可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。機(jī)械手電磁鐵在B位置同樣可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。

可手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)物料從A位置移動(dòng)到B位置或從B位置移到達(dá)A位置。

總

結(jié)

這是一個(gè)比較典型的十字路口交通燈的梯形圖設(shè)計(jì)，最為一種設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要是為PLC在交通控制系統(tǒng)中提出一種設(shè)計(jì)理論，為以后PLC在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中提出一種可行的理論方案。在實(shí)際應(yīng)用中，采用PLC控制城市交通信號(hào)燈，能根據(jù)不同路況要求，隨時(shí)修改控制程序，以改變各信號(hào)燈的工作時(shí)間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，我鞏固了PLC的基本編程方法，對(duì)ＰＬＣ的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到ＰＬＣ的時(shí)候問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符。通過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)ＰＬＣ的理解加強(qiáng)了，看到了實(shí)踐與理論的差距，通過(guò)此次課程，讓我了解了ＰＬＣ梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于ＰＬＣ設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最合適的設(shè)計(jì)方法。