濟南大學畢業(yè)設計畢業(yè)設計方案2-1-濟南大學泉城學院濟南大學泉城學院畢業(yè)設計方案題目基于單片機的十字路口交通信號燈設計專業(yè)機械設計制造及其自動化班級學生學號指導教師二〇一六年三月二十日學院工學院專業(yè)機械設計制造及其自動化學生學號設計題目基于單片機的十字路口交通信號燈設計一、選題背景與意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，最早可以追溯到20世紀七八十年代的一系列車輛導流系統(tǒng)新技術的開發(fā)和應用。1991年美國通過“地面交通效率法”（ISTEA），俗稱“冰茶法案”，從此美國的IVHS研究開始進入宏觀運作階段。1994年，美國將IVHS更名為ITS。之后，歐洲、日本等也相繼加入了這一行列。經(jīng)過30年的發(fā)展，美國、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大基地。美國是當今世界在ITS開發(fā)領域發(fā)展最快的國家，它從上個世紀80年代開始，先后開展了與智能汽車技術相關的PATH、IVI、VII和CVHAS等國家項目1995年3月美國交通部正是出版了“國家智能交通系統(tǒng)項目規(guī)劃”，明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領域和29個用戶服務功能目前7大領域包括：出行和交通關系系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運營系統(tǒng)、商用車輛運營系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、應急管理系統(tǒng)、先進的車輛控制和安全系統(tǒng)。日本于上個世紀90年代初就制定了大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)的國家戰(zhàn)略，其中智能汽車作為智能交通的重要組成部分，也得到了深入研究。日本政府主導的先進安全汽車ASV項目已于2000年取得初步實用化成果。我國ITS的發(fā)展起步較晚，70年代以來，從國外引進、消化了一些項目，并進行了一些ITS或類ITS基礎項目的研究和應用。70年代中至80年代初，主要是進行城市交通信號控制試驗研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引進和消化城市交通信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了一些（高速）公路監(jiān)控系統(tǒng)、高等級公路電子收費系統(tǒng)和路邊信息服務系統(tǒng)。90年代中以來，開始研究部門ITS發(fā)展戰(zhàn)略和GIS、GPS、EDI在交通中的應用等，重視交通信息網(wǎng)絡的建設，公路和橋梁管理用基礎數(shù)據(jù)庫和道路交通量和氣象數(shù)據(jù)采集等經(jīng)過多年的努力，也已取得明顯的進展。選題的目的和意義.隨著我國交通事業(yè)的迅速發(fā)展，各種公交、運輸汽車、私家車等車的急速增加，使得城市道路交通日益堵塞，交通在許多城市已經(jīng)成為“瓶頸”問題。因此，提高城市路網(wǎng)的通行能力、實現(xiàn)道路交通的科學化管理迫在眉睫。雖然各城市已在十字路口設置了交通燈，對交通進行了有效的疏通，但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。圖5-1單片機智能交通燈控制系統(tǒng)結構框圖在給各模塊供電之后，按下單片機的啟動按鈕，各模塊開始進行工作。地感線圈信號是車流量檢測傳感器，當有車輛經(jīng)過時，地感線圈信號發(fā)出相應的信號，信號經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換裝置，將模擬信號轉(zhuǎn)換為控制器識別的電信號，再將電信號輸送到單片機控制系統(tǒng)，單片機對信號進行處理，并作出相應的控制指令，將指令發(fā)送給交通信號燈，對交通燈進行延時、循環(huán)等控制。當發(fā)生緊急情況時，按下緊急按鈕，緊急按鈕發(fā)送信號到單片機，單片機控制系統(tǒng)發(fā)出斷電指令，所有工作模塊斷電，停止工作，保護電路。地感線圈工作原理：原理是當汽車擋住紅外光柵時輸出開關量信號供停車場系統(tǒng)使用,這種替代方式也可以有效避免強干擾環(huán)境下,地感線圈根本不能正常工作時使用。 圖5-2地感線圈原理圖信號轉(zhuǎn)換裝置原理：在自動化控制系統(tǒng)中與各儀表配套使用，實現(xiàn)標準信號轉(zhuǎn)為開關量，在一定條件下代替PLC的輸出，給予現(xiàn)場儀表信號隔離、信號轉(zhuǎn)換、信號分配、信號處理。圖5-3信號轉(zhuǎn)換裝置圖AT89S52單片機：該單片機是8位高性能MCU，超低功耗：掉電模式下典型功耗<0.1μA,空閑模式下典型功耗2mA,正常功耗下典型功耗4~7mA。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。圖5-4AT89S52單片機原理圖圖5-5程序流程圖四、參考文獻[1]吳慶州,蔣光宇.單片機STC89C52RC交通信號燈分析與設計[J].技術與應用.2015(32)[2]王語園,張鑫.基于STC89C52單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計[J].應用與開發(fā).2015(07)[3]郭強,劉志峰,張愛平,王建華.基于STC89C52單片機的智能交通燈控系統(tǒng)設計[J].學術?論文.2008(11)[4]劉維紅,譚永超.基于STC89C52單片機的電子時鐘研究[J].產(chǎn)品與市場.2012(05)[5]黃永安,朱澤軒,韓青洲.十字路口交通信號燈的控制系統(tǒng)設計[J].科技致富向?qū)?010(17)[6]楊輝媛,譚偉杰,楊紅海.基于AT89C52單片數(shù)字頻率計的設計[J].測試測量技術.2008(07)[7]韓曉新,邢紹邦,沈琳.基于AT89C52單片機的液晶GPS定位儀設計[J].科研成果.2010(02)[8]田蛟,展文豪,張宏偉.基于單片機的信號發(fā)生器設計[J].研究與探討.2011(05[9]吳杰.基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J].軟件透視.2015(20)[10]董美紅.幾種常用傳感器的工作原理[N].電子報.2005-11-27[11]趙玉安.熱釋電紅外傳感器中菲涅爾鏡原理與應用[N].電子報.2006-11-26[12]李清泉,劉瀕鑼.基于無線傳感器網(wǎng)絡交通紅綠燈控制系統(tǒng)研究[J].科研探索與知識創(chuàng)新.2010(06)[13]張學成,錢力強,王曉,錢志誠,劉和劍.基于車流量檢測的多相位智能交通燈控制系統(tǒng)[J].項目與課題.2015(01)[14]Zuo,Xingjian,Xu,Lijia.DesignofControlSystemforKiwifruitAutomaticGradingMachine.Sensors&Transducers,2013,Vol.21(5),pp.58-65[15]Hong,Yang,Guohui,Li.DesignandImplementationofMobileCarwithWirelessVideoMonitoringSystemBasedonSTC89C52.Sensors&Transducers,2014,Vol.171(5),pp.262-267

五、指導教師評語（包括學生對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的了解情況、設計方法、手段、文獻綜述等評價）指導教師（簽字）