基于車流量檢測(cè)的智能交通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

呂曉穎

摘? 要：文章論述了基于STC89C52單片機(jī)采用智能交通控制，系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)和74HC245以及外圍的按鍵、紅外接近傳感器、數(shù)碼管等元器件構(gòu)成，本系統(tǒng)可以根據(jù)不同路口車流量大小的變化，來改變各路口紅綠燈的時(shí)間，用智能的方式，來達(dá)到控制交通的目的。設(shè)計(jì)通過兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵對(duì)定時(shí)進(jìn)行設(shè)置。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、拓展功能強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：智能交通控制;紅外接近傳感器;車流量

中圖分類號(hào)：U495? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）25-0042-02

Abstract： This paper discusses the intelligent traffic control based on STC89C52 single chip microcomputer. The system is composed of STC89C52 single chip microcomputer and 74HC245， as well as peripheral key， infrared proximity sensor， digital tube and other components. The system can be based on the change of traffic flow at different intersections. To change the time of traffic lights at each intersection， with an intelligent way to achieve the purpose of traffic control. The design is displayed by two-in-one common cathode digital tube， and the timing can be set by keystrokes. The system has the advantages of strong practicability， simple operation and strong expansion function.

Keywords： intelligent traffic control; infrared proximity sensor; traffic flow

近年來，隨著城市的發(fā)展，現(xiàn)代交通燈使用的是定時(shí)分配控制方式，存在很多缺點(diǎn)。為了解決上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種根據(jù)檢測(cè)到的車流量大小來智能控制的交通燈系統(tǒng)。

1 智能交通控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

本文所設(shè)計(jì)的基于車流量檢測(cè)的智能交通控制系統(tǒng)主要由五部分構(gòu)成：主控模塊、車流量檢測(cè)模塊、按鍵設(shè)置電路、數(shù)碼管顯示電路、報(bào)警電路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1。

2 智能交通控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 車流量檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中紅外接近傳感器有三個(gè)引腳，一個(gè)接地GND，一個(gè)接電源VCC，還有一個(gè)就是數(shù)據(jù)輸出引腳OUT，OUT與單片機(jī)P3.6（WR）相連接，即引腳16，功能為：P3.6把信號(hào)寫入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，另一傳感器中的OUT與單片機(jī)P3.5（T1）相連接，即引腳15。即數(shù)據(jù)輸出就是當(dāng)前面感應(yīng)到了有障礙物，就會(huì)輸出一個(gè)低電平，沒有障礙物時(shí)就會(huì)輸出一個(gè)高電平給單片機(jī)的I/O口，然后程序上經(jīng)過檢測(cè)I/O口是高電平還是低電平，來判斷是否有車輛經(jīng)過。

2.2 主控制模塊電路設(shè)計(jì)

主控模塊采用STC89C52單片機(jī)作為MCU，主要由電源電路、晶振電路以及復(fù)位電路組成，晶振電路中的晶振頻率為12MHz。

2.3 信號(hào)顯示驅(qū)動(dòng)電路

74HC245芯片中輸入端如果輸入高電平，輸出端就是高電平，輸入端如果輸入低電平，輸出端就是低電平。74HC245主要是驅(qū)動(dòng)作用，比如引腳3輸入一個(gè)高電平，引腳17也會(huì)輸出一個(gè)高電平，如果引腳3輸入一個(gè)低電平，引腳17也會(huì)輸出低電平，其他引腳一一對(duì)應(yīng)，為什么要接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的驅(qū)動(dòng)電流可能就10幾毫安，根本無法驅(qū)動(dòng)小燈或者數(shù)碼管的亮度，所以增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片，電流就可以達(dá)到20幾毫安或者幾十毫安。

2.4 按鍵輸入電路

如圖3所示。按鍵K0、K1、K2、K3、K4、K7中，引腳1和引腳2互相導(dǎo)通，引腳3和引腳4互相相通，只要接引腳1和引腳3或引腳1和引腳4或引腳2和引腳3或引腳2和引腳4，電路應(yīng)用中最好的區(qū)別方法是接按鍵的斜對(duì)角。

K0為夜間模式，當(dāng)按下K0鍵時(shí)，夜間模式啟動(dòng)，四個(gè)方向的紅綠燈都變成黃燈，為閃爍狀態(tài)。所以車輛應(yīng)減速，注意觀察路口情況，隨時(shí)做好制動(dòng)準(zhǔn)備，緩慢通過。

K1為緊急模式，當(dāng)按下K1鍵時(shí)，緊急模式啟動(dòng)，四個(gè)方向的紅綠燈都變成紅色，且為常亮狀態(tài)，所有車輛應(yīng)緊急制動(dòng)，讓救護(hù)車、消防車、警車等特種車輛優(yōu)先通行，當(dāng)特種車輛通過后，緊急模式取消，恢復(fù)為緊急模式前的狀態(tài)，所有車輛正常行駛。

K2為東西通行，當(dāng)按下K2鍵時(shí)，東西方向的紅綠燈都變成綠色，且為常亮狀態(tài)，東西方向車輛應(yīng)快速通過，可根據(jù)車流量的大小來啟用此模式，靈活性比較強(qiáng)，能緩解交通擁擠，減少道路交通的壓力。

K3為南北通行，當(dāng)按下K3鍵時(shí)，南北方向的紅綠燈都變成綠色，且為常亮狀態(tài)，南北方向車輛應(yīng)快速通過，可根據(jù)車流量的大小來啟用此模式，靈活性比較強(qiáng)，能緩解交通擁擠，減少道路交通的壓力。

K4為查看按鍵，當(dāng)按一下K4鍵時(shí)，可以觀察當(dāng)前的通行時(shí)間，再按一下時(shí)，為查看紅外傳感器檢測(cè)的狀態(tài)，顯示綠燈的兩個(gè)方向，讓紅外傳感器檢測(cè)到障礙物，可以觀察到數(shù)碼管上具體的數(shù)字，顯示紅燈的兩個(gè)方向，讓紅外傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)，系統(tǒng)不能加減，數(shù)碼管上數(shù)字不變?yōu)?，系統(tǒng)檢測(cè)到車輛闖紅燈，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，蜂鳴器發(fā)出刺耳的聲響。

K7為確認(rèn)鍵，當(dāng)按下K7鍵時(shí)，具有計(jì)時(shí)作用，系統(tǒng)開始倒計(jì)時(shí)，根據(jù)之前檢測(cè)到的車流量大小來改變交通燈的時(shí)間來控制交通燈。

2.5 報(bào)警提示電路

報(bào)警提示電路中，含有三極管、蜂鳴器和限流電阻三個(gè)部分。

三極管為開關(guān)，因?yàn)殡娖椒浅５牡?，?dǎo)致三極管飽和，產(chǎn)生導(dǎo)通性，蜂鳴器會(huì)發(fā)出刺耳的聲響;而其中非常高的電平，又會(huì)導(dǎo)致三極管閉合，蜂鳴器無反應(yīng)，不再發(fā)出刺耳的聲響。

三極管中發(fā)射極與電源相連，基極與電阻R5一端相連，集電極與蜂鳴器一端相連。電阻R5為2.2KΩ，電阻R5的另一端與單片機(jī)的P3.0（RXD）相連，起到串行通信輸入的作用。蜂鳴器LS一端接地，另一端與三極管的集電極相連。

3 Proteus 8.6仿真結(jié)果

利用Proteus 8.6軟件，對(duì)本文設(shè)計(jì)的智能交通控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測(cè)試，經(jīng)測(cè)試，運(yùn)行結(jié)果穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)車流量大時(shí)，通行方向上的綠色交通燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間自動(dòng)增加10秒。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的基于車流量的智能交通控制系統(tǒng)，與以往交通燈控制系統(tǒng)不同之處在于，可根據(jù)檢測(cè)車流量的大小智能的調(diào)整車輛通行的時(shí)間。經(jīng)實(shí)物測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，準(zhǔn)確率高，具有一定的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

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