分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

曲奕

摘 要

分布式智能交通信號(hào)燈，緩解了城市交通的壓力。分布式智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)的核心是控制模塊，根據(jù)分布式智能交通的需求，規(guī)范設(shè)計(jì)信號(hào)燈的控制系統(tǒng)，滿足城市交通的指示需求。本文主要研究分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】分布式 智能交通 信號(hào)燈 控制系統(tǒng)

交通信號(hào)燈是交通系統(tǒng)中的重要組成，起到指示、控制的作用，保障路面車(chē)輛的交通秩序。目前，分布式智能信號(hào)燈的應(yīng)用，在很大程度上，提高了城市交通的安全性，分布式交通信號(hào)燈，其可提高交通指揮的效率，選擇高效的控制系統(tǒng)，把控信號(hào)燈的運(yùn)行。

1 分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

1.1 中斷控制

分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，采用中斷控制的方法，控制信號(hào)燈的中斷指示。軟件中，中斷控制的模式為：開(kāi)始→關(guān)中斷，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)→轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序→恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)中斷→結(jié)束。軟件系統(tǒng)可以靈活指定中斷控制的模塊，獨(dú)立控制中斷源，按照優(yōu)先級(jí)的順序，控制信號(hào)燈的中斷操作。軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路面上的交通狀態(tài)，把交通信息反饋給路面監(jiān)控中心，由路面監(jiān)控中心處理中斷模塊中發(fā)送的請(qǐng)求指令。

1.2 通信軟件

通信軟件是指分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中的串口通信軟件，如：RS-485串口通信軟件，控制系統(tǒng)的通信模塊中，集成了全雙工串行通信口，配置了獨(dú)立的接收與發(fā)送緩沖器，同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收。分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中，涉及到PLC、嵌入式技術(shù)，促使通信模塊較為復(fù)雜，控制系統(tǒng)的通信過(guò)程中，采用主從通信模式，要求信號(hào)燈的通信系統(tǒng)，按照主控制器的命令發(fā)出動(dòng)作，配合主從通信模式，創(chuàng)造多級(jí)串行通信的條件，提高分控制器到主控制器之間的通信可靠性。分布式智能交通信號(hào)燈中的控制器，規(guī)定了通信軟件的配置，整個(gè)通信系統(tǒng)中，控制器的通信軟件，應(yīng)該設(shè)置相同的串口數(shù)值，以此來(lái)規(guī)范通信軟件的運(yùn)行。

1.3 數(shù)據(jù)同步

分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，所有的分控制器之間，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，信號(hào)同步后，分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)才能按照主控模塊的周期，同步發(fā)送控制信號(hào)。一組同步信號(hào)的周期，表示交通信號(hào)燈的運(yùn)行周期。軟件的數(shù)據(jù)同步設(shè)計(jì)中，采用分控器，接收同步控制的數(shù)據(jù)信號(hào)，驗(yàn)證信號(hào)并且同步信號(hào)的周期信息，排除脈沖干擾，數(shù)據(jù)同步中，只有有效的信號(hào)，才能傳送到分控器內(nèi)，信號(hào)中斷了分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中正在執(zhí)行的程序，按照傳送信號(hào)重新驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。軟件設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)據(jù)同步不能出現(xiàn)問(wèn)題，數(shù)據(jù)同步狀態(tài)下，才能同步控制信號(hào)，保障分布式智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)中，各組信號(hào)燈能精確同步，以免干擾信號(hào)燈的指示狀態(tài)。

1.4 參數(shù)設(shè)置

分布式智能交通信號(hào)燈軟件設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用PC上位機(jī)，仿真路口的交通信號(hào)燈，設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確的參數(shù)。PC上位機(jī)的控制界面，模擬出分布式智能交通信號(hào)燈在路口運(yùn)行狀態(tài)，了解信號(hào)燈的運(yùn)行參數(shù)，仿真模擬的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)信號(hào)燈軟件的錯(cuò)誤設(shè)置，以便獲取正確的參數(shù)信息。分布式智能交通信號(hào)燈軟件的參數(shù)設(shè)置，應(yīng)該到了智能化設(shè)置的方法，可以在PC上位機(jī)的界面中，選擇“智能化設(shè)置”命令，參數(shù)設(shè)置完成后，就要運(yùn)行仿真測(cè)試，PC上位機(jī)把參數(shù)設(shè)置的信息，發(fā)送到主控制器，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)信號(hào)燈控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。

2 分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 主控制器

分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中的主控器硬件，以單片機(jī)為核心，分別控制電源模塊、復(fù)位電路、鍵盤(pán)控制模塊、LED顯示模塊、時(shí)鐘電路模塊、同步信號(hào)發(fā)送模塊，而且單片機(jī)上，具有與上位機(jī)和分控制器連接的通信接口，方便連接。主控制器硬件，采用串口通信的方式，連接著控制系統(tǒng)的軟件模塊，串口通信內(nèi)部，具有調(diào)制、解調(diào)的模塊，適用于遠(yuǎn)距離通信，滿足分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)硬件、軟件相互連接的需求。

2.2 分控制器

分控制器采用485通信，與主控制器連接，分控制器到主控制器的數(shù)據(jù)，具有單向傳遞的特征。分控制器與分控制器之間，也是利用485通信連接的，分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，由一個(gè)分控制器傳到主控制器內(nèi)，而且每個(gè)分控制器都有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。分控制器中的單片機(jī)，負(fù)責(zé)連接電源模塊、復(fù)位電路、晶振電路、同步信號(hào)接收模塊、信號(hào)燈顯示模塊，單片機(jī)上，還有連接分控制器的通信接口，負(fù)責(zé)連接相鄰的分控制器。

2.3 外圍電路

分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的外圍電路，由4個(gè)部分組成，分別是：電源電路、晶振電路、復(fù)位電路和專(zhuān)用串行配置器件EPCS4接口電路。外圍電路設(shè)置時(shí)，電源電路中采用了直流電，晶振電路保障時(shí)鐘工作穩(wěn)定，復(fù)位電路控制紅綠燈的轉(zhuǎn)換，接通復(fù)位電路，延遲復(fù)位信號(hào)，直到復(fù)位信號(hào)消失。外圍電路設(shè)計(jì)時(shí)，特別注意交通信號(hào)燈控制數(shù)據(jù)重復(fù)輸入，硬件設(shè)計(jì)中的EPCS4串口電路，可以預(yù)防數(shù)據(jù)重復(fù)，還能簡(jiǎn)化外圍電路的設(shè)計(jì)，降低外圍電路中的電流值。

2.4 存儲(chǔ)器模塊

存儲(chǔ)器模塊，是分布式智能交通信號(hào)燈控制硬件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。存儲(chǔ)器的配置要科學(xué)、合理，以交通信號(hào)燈控制硬件的實(shí)際情況為主，規(guī)劃存儲(chǔ)器的應(yīng)用。存儲(chǔ)器模塊，可以規(guī)劃成2個(gè)部分，第一是SRAN存儲(chǔ)器，此類(lèi)存儲(chǔ)器的容量是256k×16位，運(yùn)行速度是10ns，第二是FLASH存儲(chǔ)器，其為一種程序存儲(chǔ)介質(zhì)，數(shù)據(jù)寬度是26為，適用于2.7～3.6V的工作電壓。存儲(chǔ)器模塊的設(shè)計(jì)，要符合主控制器、分控制器以及外圍電路的要求，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)到控制系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)揮存儲(chǔ)作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，提高了交通信號(hào)燈的控制水平，其可緩解交通運(yùn)行的壓力，合理利用交通資源。分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的軟件和硬件部分，直接關(guān)系到信號(hào)燈的實(shí)踐應(yīng)用，完善軟件與硬件的設(shè)計(jì)，確保分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的規(guī)范性、高效性。

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作者單位

天津市公安交管局東麗支隊(duì)華明大隊(duì) 天津市 300000endprint