基于LabVIEW 的交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳毅豪，冷俊男

（西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100）

交通對人們的日常生活有著重大的影響，便捷的交通可以節(jié)約人們的時(shí)間。隨著城市的不斷發(fā)展，交通擁擠成為阻礙城市發(fā)展的嚴(yán)重問題，而十字路口的堵塞則是城市交通擁擠的主要原因。因此，對十字路口交通燈的控制成為必要。文章在LabVIEW 平臺(tái)上完成了對十字路口交通燈系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)子模塊規(guī)劃

本課題所開發(fā)的基于LabVIEW 的交通燈系統(tǒng)由若干個(gè)子模塊組成，通過對交通燈系統(tǒng)的分析，規(guī)劃系統(tǒng)的子模塊如下：

首先，需要有十字路口的交通燈指揮車輛的交通，確保車輛順利通行；其次，需要有人行橫道交通燈指揮行人通過，并與十字路口交通燈協(xié)調(diào)指揮，確保行人的安全。由以上規(guī)劃，可得系統(tǒng)模塊圖，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)模塊圖

北紅燈表示十字路口交通燈模塊中北向的紅燈，南北紅燈表示人行橫道交通燈模塊中南北向的紅燈，其它方向的交通燈和顏色類似表示。則根據(jù)交通燈的運(yùn)行順序，采用的控制邏輯順序如下：

（1）北紅燈、南紅燈和東綠燈、西綠燈，南北紅燈和東西綠燈統(tǒng)一亮30 秒；

（2）北紅燈、南紅燈和東黃燈、西黃燈，南北紅燈和東西綠燈統(tǒng)一亮05 秒；

（3）北綠燈、南綠燈和東紅燈、西紅燈，南北綠燈和東西紅燈統(tǒng)一亮30 秒；

（4）北黃燈、南黃燈和東紅燈、西紅燈，南北綠燈和東西紅燈統(tǒng)一亮05 秒。

2 子模塊設(shè)計(jì)

2.1 十字路口交通燈模塊

本模塊設(shè)計(jì)中前面板需要用12 盞燈、4 個(gè)時(shí)間顯示器。其中紅、黃、綠各4 盞，三個(gè)分為一組，每組都包含紅、黃、綠三種顏色的燈。在每組交通燈合適的位置放置一個(gè)數(shù)值顯示控件作為交通燈的計(jì)時(shí)器。同樣的方法另做人行道的8 盞燈和時(shí)間顯示器。并在前面板合適的位置放置一個(gè)開關(guān)按鈕，用于控制循環(huán)的停止。

2.2 人行橫道交通燈模塊

本模塊設(shè)計(jì)中前面板需要用8 盞燈、8 個(gè)時(shí)間顯示器、1 個(gè)停止按鍵。每條人行橫道的兩端各分布1 盞燈，1 個(gè)時(shí)間顯示器，紅、綠狀態(tài)交替運(yùn)行。停止按鍵用于結(jié)束循環(huán)運(yùn)行。這樣交通燈系統(tǒng)的前面板就做好了，交通燈前面板設(shè)計(jì)如圖2 所示。

圖2 交通燈前面板設(shè)計(jì)

3 展 望

盡管已經(jīng)基本完成了本課題最初的規(guī)劃，本設(shè)計(jì)仍存在一些不足之處，需要繼續(xù)地改進(jìn)和完善。對后續(xù)工作的展望如下：

（1）改進(jìn)系統(tǒng)，增進(jìn)多樣化。目前所設(shè)計(jì)的交通燈系統(tǒng)僅適用于十字路口的交通規(guī)劃，而我們現(xiàn)實(shí)生活中的路口變化多端，因此為了將此系統(tǒng)更好的應(yīng)用于實(shí)際生活中，需開發(fā)更為靈活的交通燈系統(tǒng)。例如，在面對有三個(gè)岔路口的交通燈設(shè)計(jì)時(shí)，便需提出新的設(shè)計(jì)方案。

（2）優(yōu)化系統(tǒng)，提高安全性。不同位置的十字路口有不同的人流量，比如郊區(qū)和市區(qū)的十字路口是不同的，為節(jié)省資源和提高安全性，需根據(jù)人流量自主確定紅綠燈時(shí)間，做到高效而又安全。

4 總 結(jié)

文章對十字路口交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義作了的介紹，在此基礎(chǔ)上提出并確定了基于LabVIEW的十字路口的交通燈系統(tǒng)的具體實(shí)施方案。結(jié)合理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需要及社會(huì)現(xiàn)實(shí)交通堵塞，選取了較為靈活的自動(dòng)化管理交通燈系統(tǒng)的方案。應(yīng)用NI 公司的LabVIEW 及其諸多性能，作為軟件開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈系統(tǒng)的建模、分析與設(shè)計(jì)這一系列過程的計(jì)算機(jī)仿真，最終開發(fā)出了一種十字路口交通自動(dòng)化管理，并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序發(fā)布。