安靖龍

摘 要 近年來，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，汽車的數量也隨之增加，交通管制的作用愈加明顯。尤其是在十字路口，交通燈已經成為交通管制中十分重要的一項工具。隨之各種新型技術出現，利用EDA技術來控制十字路口交通信的信號系統(tǒng)，能夠對時間進行調節(jié)，解決車流量不平衡的問題。本文圍繞智能交通燈，先整體介紹了設計思路，再詳細介紹了硬件和軟件的設計思路。

關鍵詞 十字路口；智能交通燈；控制系統(tǒng)

在過去，十字路口交通燈的設計主要是利用PLC的設計方案來實現的。而近年來，隨著EDA技術的出現，實際上可以代替設計者完成一部分系統(tǒng)設計中的工作，同時能夠直接修改程序中錯誤的數據。既可以縮短研發(fā)的時間，又能節(jié)約研發(fā)資金。如果設計人員使用EDA技術，在十字路口已經安裝了監(jiān)控器的基礎上，還可以對路口的車流情況進行實時的檢查，并根據實際情況，改變紅綠燈的延時問題。

1 設計方案

隨著科學技術的發(fā)展，單片機的應用范圍逐漸擴大，而在實時監(jiān)測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，被控制的對象要經過開關量的順序控制和邏輯控制。

在智能工作模式下，智能交通燈控制系統(tǒng)可以統(tǒng)計上一個周期車流量的情況，然后根據該情況計算并優(yōu)化下一個周期的紅綠燈時間，并通過PLC控制紅綠燈亮的時間。

在十字路口智能交通燈中，如果僅僅是將單片機看作是一個核心系統(tǒng)來使用，對于整體的控制系統(tǒng)而言不夠完善。因此，重點是需要從硬件和軟件方面入手。根據實際情況，設計出一種簡單，且成本低的交通燈控制系統(tǒng)方案。保證交通系統(tǒng)軟件和硬件系統(tǒng)功能的強大，滿足城市交通管制的基本需求。因為路口車輛通過情況無法預測，所以傳統(tǒng)交通燈無法根據車流量來進行實時的調整，導致出現無車亮綠燈，車多綠燈短等情況，造成資源極大浪費。而智能交通燈的出現，有效地克服了這種資源浪費的現象。

2 系統(tǒng)設計

2.1 軟件系統(tǒng)

在通常情況下，我們所看到的十字路口如圖1所示。當汽車行駛到十字路口時，一共會有三種選擇，往前、往左和往右。按照我國交通法規(guī)的相關規(guī)定，汽車一般是向右行駛的，所以在右轉彎的時候，是需要走那條弧線即可，是不會受到交通燈約束的。所以，在這種情況下，就只需要考慮到前和左兩種情況。城市中的軟件交通系統(tǒng)是一個非常龐大且復雜的系統(tǒng)，要對任何時段的車流量進行監(jiān)控，假設一直使用固定不變的信號源，很大程度上會影響到車輛的通行能力[1]。

通過使用Verilog來描述，則是開始→復位→南北綠左→南北綠前，南和北行人可以通過→東西綠左→東西綠前，東和西行人可以通過。在輸入信號之后，系統(tǒng)就會自動運行，這是采用狀態(tài)機的設計模式，通過case的語句實現轉換，每變換一次，交通信號燈就會變換一種狀態(tài)，一共存在著六種狀態(tài)，相繼運行。

系統(tǒng)的主控制程序軟件設計部分主要是PLC控制程序設計。該系統(tǒng)主要負責路口的智能化運行的信號燈設置，具體實施流程如下：正常車流通過時，由原本的路口交通燈系統(tǒng)進行運作，一旦出現路口的流量增加，到達提前設置的車輛通過數閾值時，啟用車流量信息只能處理子系統(tǒng)，運用交通信號燈的變換疏導交通；另外，當路口發(fā)生緊急時間需要協助時，可以通過主動觸發(fā)緊急按鈕，通過對緊急按鈕子信號的調用執(zhí)行，來完成該協助需求；執(zhí)行完成以上動作后，繼續(xù)返回主程序進行。程序根據各路口的實際車流量，智能地處理各路口的通行時間，以達到智能通行的效果。

2.2 硬件系統(tǒng)

在硬件方面，是需要在距離十字路口處100米左右的距離，安裝上一個視頻監(jiān)控設備，用于檢測每個時段的車流量。將這些信息視頻捕捉到之后，利用數字化手段，輸送到DSP中進行計算，這樣就能準確的得出車流量的數據。例如使用計算機視覺設計的方式來檢測車流量，這是一種將數字圖像視頻和人工識別方式結合在一起的方式。利用特定的算法方式，通過對數字視頻中的車輛信息進行識別，進而得到一個大概的車輛數據[2]。

硬件系統(tǒng)由PLC控制器、信號檢測裝置、信號轉換裝置、光電開關和數碼管等部分組成。系統(tǒng)控制的是一個實際的普通十字路口交通燈。其中PCL控制器是系統(tǒng)的根本核心，起到系統(tǒng)的控制作用，通過使用光電開關和聲音傳感器對車輛通過數量進行檢測和數據導入，信號燈（紅綠燈、數碼顯示管、顯示屏）是控制的對象。

3 結束語

采用傳統(tǒng)交通燈控制方式的十字路口有綠燈無車過、車多綠燈短等現象，不能實時調整紅綠燈時間長短的問題。而智能交通燈具有控制靈活，實用性強的等特點，很好地改善了這個問題，節(jié)約了資源。本文首先簡述了智能交通燈整體設計思路，然后詳細介紹了硬件設計和軟件設計的思路，并提出了一種根據車流量控制紅綠燈時間的智能交通燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在解決城市交通問題、提高道路利用率、提升交通自動化水平和管理水平方面具有一定的意義。通過這篇文章我提升了自己認識分析解決問題的能力，豐富了有關智能交通燈的專業(yè)知識。

參考文獻

[1] 李娣娜，黃同，薛娓娓. 一種十字路口交通燈智能控制系統(tǒng)的設計[J].科技資訊，2016，14（22）：1-1.

[2] 淡海英，楊聰. 基于單片機控制的十字路口交通燈設計與分析[J].電子測試，2017，（13）：9-9.