第一篇：杭電畢業(yè)設計任務書--高峰期智能綠波帶交通信號燈控制系統(tǒng)的設計 馮廷松

杭州電子科技大學信息工程學院

畢業(yè)設計（論文）任務書

系 學生姓名 電子通信 馮廷松

專 業(yè) 指導教師

電子信息工程

查麗斌

班 級 學 號

12091811 12918107

一、題目

下沙6號大街高峰期智能信號燈控制系統(tǒng)設計

二、內容和要求（理、工科類：包括需達到的技術指標、規(guī)定閱讀的文獻、應完成的圖紙和說明書等；經管類：包括實習期間應收集的實際材料、論文要求解決的問題及重點、規(guī)定閱讀的文獻等）1.設計要求

搜集有關資料，學習有關綠波帶的概念，在次基礎上，設計下沙6號大街在早晚高峰時綠波帶的交通控制系統(tǒng)。該路段設定帶速40km/h，帶寬24s的綠波帶，通過調整各個交叉口之間的相位差以及各個交叉口本身的相序實現了系統(tǒng)的協調控制。2.技術指標

設計的交通燈協調控制系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機AT89C51為中心器件，加上適當的驅動電路、數碼管顯示和紅黃綠交通信號燈顯示，結合軟件設計實現交通信號燈控制任務。3規(guī)定閱讀的書籍

〔1〕翟忠民，2004，道路交通組織優(yōu)化，北京：人民交通出版社?！?〕楊佩昆，吳兵，2002，交通管理與控制，北京：人民交通出版社?！?〕王煒，過秀成，2000，交通工程學，南京：東南大學出版社。

〔4〕蒲琪，譚永朝，1999交叉口信號配時優(yōu)化模型研究，海鐵道大學學報。

〔5〕楊錦東，楊東援.，2001，城市信號控制交叉口信號周期時長優(yōu)化模型，同濟大學學報。

〔6〕裴玉龍，孫明哲，董向輝，2004，城市主干路交叉口信號協調控制系統(tǒng)設計研究，交通運輸工程與信息學報。

〔7〕張衛(wèi)華，王煒，2004，基于公交優(yōu)先通行的交叉口預信號設置方法研究，清華大學，東南大學。

〔8〕胡輝，單片機原理及應用設計[M]中國水利水電出版社，2006 〔9〕樓然苗，李光飛，51系列單片機設計實例[M]北京航空航天大學出版社，2006 〔10〕何立民，單片機應用技術大全。北京：北京航空航天大學出版社，1994?！?1〕韓全立.趙德申編著.微機控制技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 〔12〕王守中，聶元銘，51單片機開發(fā)入門與典型實例[M].。北京：人民郵電出版社，2009?！?3〕張鑫，華臻，陳書謙，單片機原理及應用[J].電子工業(yè)出版社，2008(5)。

三、起止日期及進度安排

起止日期：

進度安排： 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 時間

2015.12.14-2016.1.15 2016.1.16-2016.3.1 2016.3.2 2016.3.3-2016.3.13 2016.3.14-2016.3.27 2016.3.28-2016.4.10 2016.4.11-2016.4.24 2016.4.25-2016.5.8 2016.5.9-2016.5.24 2016.5.25

內容 查閱資料 任務書 開題報告會

查閱資料并完成原理圖繪制 繪制PCB板圖并完成硬件制作

程序編寫

查閱資料并完成原理圖繪制

撰寫畢業(yè)論文 論文評審及修改 畢業(yè)答辯 2015 年

月

日 至

2016 年

月 25 日

指導教師

（簽名）2016

年 1

月 15 日

四、系部審查意見：

系主任

分院領導

（簽名）2016 年 1

月 18 日

（簽名）2016 年 1

月 15 日

第二篇：杭電畢業(yè)設計開題報告--高峰期智能綠波帶交通信號燈控制系統(tǒng)的設計 馮廷松

杭州電子科技大學

畢業(yè)設計（論文）開題報告

題 目

系

專 業(yè) 姓 名 班 級

學 號

指導教師

下沙6號大街高峰期智能信號燈控制系統(tǒng)設計

電子通信系

電子信息工程

馮廷松

12091811

12918107

查麗斌

一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據和意義

當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在19世紀就已出現了。

1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。

1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。

電氣啟動的紅綠燈出現在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。

1968年，聯合國《道路交通和道路標志信號協定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。

我國社會經濟的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，簡單的十字路口交通燈已經不能適應車流量越來越大的實際情況，所以這就需要一個更為合理和智能且成本不高的路口交通燈控制系統(tǒng)。如何對交通進行合理的管理和調度而盡可能減少堵車現象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題。隨著大規(guī)模集成電路及計算機技術的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術方面的廣泛運用，智能設備有了很大的發(fā)展，是現代科技發(fā)展的主流方向。

綠波帶交通信號燈控制系統(tǒng)，將納入控制區(qū)域的信號燈連接起來，在計算機的協調控制下，使車流在道路上行駛的過程中，持續(xù)出現一個接一個的綠燈信號，保證干道上的車輛能夠順暢通過。該控制系統(tǒng)以AT89S51單片機為路口控制核心、LED作為顯示、驅動電路與部分模擬器件構成的一種電子產品。

“綠波帶”技術在道路交通中的應用，不僅帶來了安全和暢通，而且潛移默化的讓駕駛人養(yǎng)成了一種出行時間的規(guī)律性。當駕駛人習慣了綠波帶，就能大概推算出路程行駛的時間，方便了駕駛人對出行時間的安排。此外，綠波帶的應用可以有效緩解因路口信號燈過多造成的時間浪費、減少延誤和停車次數、減少因停車太多造成的尾氣排放，也有利于提高下沙道路通行能力，對改善下沙區(qū)的交通狀況具有重要意義。

二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

本畢業(yè)設計在介紹綠波帶概念的基礎上，重點討論了下沙6號大街在早晚高峰時綠波帶的設計。獲得最大的綠波帶這種目標的實現主要是通過調整各個交叉口之間的相位差以及各個交叉口本身的相序來實現的。

本文設計的交通燈協調控制系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，加上適當的驅動電路，數碼管顯示，紅、黃、綠交通信號燈顯示，本系統(tǒng)的特色是具有硬件調時功能，并且使用仿真軟件模擬實現交通信號燈控制情況良好。

（一）綠波帶帶速和帶寬設計方法

1．現場數據采集

交叉口間距：相鄰兩交叉121停車線到停車線的距離。干道和相交道路的寬度，進口道車道數以及各進口道寬度。交通量：在單位時間內通過道路指定斷面的車輛數量或行人數。交通管理規(guī)則：如限制轉彎、限速、限制停車情況等。車速：路上或每對交叉口之問所規(guī)定得車速或實際車速。2．計算關鍵車流交通流量比 3．確定公共信號周期 4．用圖解法確定信號時差

（二）總體設計

總體設計可分為硬件和軟件設計，通過設計的單片機軟件設計和硬件電路設計，開始PCB制板流程。之后進行硬件仿真。

1.硬件整體設計框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)采用STC89C51單片機以及單片機最小系統(tǒng)和三極管驅動電路以及外圍的按鍵和數碼管顯示等部件，設計一個基于單片機的交通燈設計。設計通過兩位一體共陰極數碼管顯示，并能通過按鍵對定時進行設置。設計通過STC89C52單片機以及單片機最小系統(tǒng)和74TC245驅動數碼管以及外圍的按鍵和數碼管顯示等部件，數碼管倒計時顯示時間。

2.程序設計思路

如圖2所示，設置南北方向通行，東西方向禁行為初始狀態(tài)，持續(xù)時間40為s。接下來黃燈閃爍5s，然后南北方向禁行，東西方向通行，持續(xù)時間仍為24s，最后黃燈閃爍5s，回到初始狀態(tài)。

圖2 十字路口模型

東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。

（1）當東西方向為紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。

（2）黃燈閃爍5秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。（3）當東西方向為綠燈，此道車輛通行；南北方向為紅燈，南北道車輛禁止通過，行人通行。

（4）這樣如上表的時間和紅、綠、黃出現的順序依次出現這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。

（5）此表可根據車流量設定紅綠燈初始值。

三、研究步驟、方法及措施：

1.為了實現系統(tǒng)設計的完成，對整體設計有個大概的了解，清晰知道系統(tǒng)設計過程當中需要涉及的各類器件及IC。開始階段查閱相關資料，因為本系統(tǒng)設計是基于單片機控制的，所以學習和熟悉單片機的控制原理，對單片機的引腳定義及功能有清晰的認識，以及學習一些使用單片機做為控制中心的設計案例從單片機應用中去學習和常握。隊尾判定使用的是壓力傳感器，根據系統(tǒng)設計要求，學習各種壓力傳感器的應用場景，選擇合適的壓力傳感器做為本系統(tǒng)設計中的隊尾觸發(fā)傳感器，熟悉其的各參數。由資料查詢中學習到的知識對系統(tǒng)原理圖進行設計。

2.在確認原理圖驗證可以實現系統(tǒng)所要求的基本功能后，接下來要做的就是硬件的制作。硬件制作首先要學習硬件開發(fā)的相關軟件，比如PROTEL DXP。因為學校課程的安排對PROTEL有一定的應用基礎，選擇PROTEL對硬件版圖進行設計。完成硬件版圖繪制后，使用覆銅板進行硬件電路的腐蝕。最后進行硬件電路的焊接。

3.硬件電路制作完成后，開始進行程序編寫，首先學習和掌握單片機程序開發(fā)軟件，這里使用KEIL進行軟件設計，軟件編譯通過后使用單片機仿真軟件protues進行軟件仿真。

4.最后一步進行硬件的調試，通過硬件調試對軟件進行修改以實現整個系統(tǒng)的正常運行。

四、研究工作進度：

序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 時間

2015.12.14-2016.1.15 2016.1.16-2016.3.1 2016.3.2 2016.3.3-2016.3.13 2016.3.14-2016.3.27 2016.3.28-2016.4.10 2016.4.11-2016.4.24 2016.4.25-2016.5.8 2016.5.9-2016.5.24 2016.5.25

內容 查閱資料 任務書 開題報告會

查閱資料并完成原理圖繪制 繪制PCB板圖并完成硬件制作

程序編寫 調測各項功能 撰寫畢業(yè)論文 論文評審及修改

畢業(yè)答辯

五、主要參考文獻：

〔1〕翟忠民，2004，道路交通組織優(yōu)化，北京：人民交通出版社?！?〕楊佩昆，吳兵，2002，交通管理與控制，北京：人民交通出版社。〔3〕王煒，過秀成，2000，交通工程學，南京：東南大學出版社?！?〕蒲琪,譚永朝，1999交叉口信號配時優(yōu)化模型研究，海鐵道大學學報?！?〕楊錦東,楊東援.，2001,城市信號控制交叉口信號周期時長優(yōu)化模型，同濟大學學報。

〔6〕裴玉龍，孫明哲，董向輝，2004，城市主干路交叉口信號協調控制系統(tǒng)設計研究，交通運輸工程與信息學報。

〔7〕張衛(wèi)華，王煒，2004，基于公交優(yōu)先通行的交叉口預信號設置方法研究，清華大學，東南大學。

〔8〕胡輝.單片機原理及應用設計[M].中國水利水電出版社，2006 〔9〕樓然苗,李光飛.51系列單片機設計實例[M].北京航空航天大學出版社，2006 〔10〕何立民.單片機應用技術大全.北京：北京航空航天大學出版社，1994.〔11〕韓全立.趙德申編著.微機控制技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008

六、指導教師審核意見：

該同學通過查找資料，對所做課題有一定的理解，所提的實現方案經濟可行，工作量合適，難易程度適宜，同意開題。

七、系部評議意見：

指導教師簽字：

2016年 3 月 2 日

系主任簽字：

2016年3月 2日

八、開題小組評審意見：

該同學通過查找資料，對所做課題有一定的理解，所提的實現方案經濟可行，工作量合適，難易程度適宜，同意開題。

九、分院領導審核意見：

1．通過； 2

開題小組負責人簽字：

2016 年 3月 2 日

．完善后通過；

３．未通過

分院領導簽字：

2016年 3月 4 日