| 标题 | 基于红外感应的智慧城市交通平台设计 |
| 范文 | 汪东芳 张飞龙 梁纪伟 李迪 摘要：随着汽车工业的迅速发展，人们拥有汽车的数量日益增多，交通拥堵问题也日益显现出来，传统的交通控制系统虽然在一定程度上可以满足指挥路口交通的需求，但随着城市规模的不断扩大，原有的交通控制系统已经表现出明显的不足，红绿灯时间周期固定，不能根据车流量及时调整红绿灯的时间，同时功能比较单一，对特殊情况的出现也无法给予有效的提示。该文旨在介绍基于单片机的智能交通控制系统的两种方案，在红绿灯路口增设车辆计数装置，对路口附近车数量进行区间计数，根据对比十字路口车的数量，对红绿灯时间做出及时合理的调整。 关键词：单片机;区间计数;智能交通;红绿灯;控制系统 中图分类号：TP301? ? ? 文献标识码：A? ? ? 文章编号：1009-3044（2019）03-0256-02 Abstract： With the rapid development of automobile industry， the number of cars owned by people is increasing， and the traffic congestion problem is becoming more and more obvious. Although the traditional traffic control system can meet the traffic demand of command intersection to a certain extent， with the continuous expansion of city scale， the original traffic control system has shown obvious deficiencies. This paper aims to introduce two kinds of single-chip based traffic control system. The intelligent traffic control system of the machine adds a vehicle counting device at the traffic light intersection， counts the number of vehicles near the intersection， and makes timely and reasonable adjustments to the traffic light time according to the number of vehicles at the intersection. Key words： based on single chip computer; interval counting; intelligent transportation; traffic lights; control system 1 方案設计 1.1 功能描述 实现十字路口附近车辆区间计数;根据本周期不同方向车流量自动调整本周期或下一周期倒计时时间;增设紧急模式; 1.2 设计思路 方案一，在同一周期内调整红绿灯倒计时时间。如图1所示是十字交叉路口路线图。在距十字路口的四条不同方向的道路60米和0米处安装金属探测器，车辆经过60米处时，探测器感应到有车辆经过，此区间计数器计数+1，同理，车辆经过0米处时此区间计数器计数-1，由此方法计算出四个路口[0，60]米区间A，B，C，D内车的数量，由于A，B区间和C，D区间内的车辆是同时行驶或同时等待，以东西方向为例，东西方向为绿灯时，比较区间A和B的数量，找出A，B中车数量最多（车数量多的可以通过，车数量少的同样可以通过）的一个区间maxE，同理比较出南北方向C，D区间车数量的最大值maxF，如表1所示是max E与倒计时的变化关系。 方案二，为红绿灯的周期性控制方法不是对有车辆通过时实时改变红绿灯的时间，而是实现其周期性的改变，在我国普通红绿灯路口，红绿灯路口的每个方向基本上都会出现一个红灯一个绿灯，则这必然会有一个方向的车是可以正常通行的，而另一方向上的车是在等待通行，但要实现红绿灯路口的智能化控制，统计其路口每个方向的车流量是必不可少的，而这一计数数据是由通过的车流量实时更改的，无法同时得到两个方向车流量的准确值，所以只能在某一周期内对通过车辆进行计数保存，然后与同周期内等待的车量进行比较，得到的数据改变其下一周期内红绿灯的变化，从而实现在车流量较少的方向缩短其绿灯通行时间，缩短车流量较大的方向红灯等待时间，以提高红绿灯的利用率。 例如，在本周期开始时对每个方向的通行车流量和等待车流量进行计数，计算出每个方向的总车流量，若在此周期内某一方向的车流量为0，则直接把车流量为0的方向的绿灯通行时间改为10秒，然后跳转到有车流量通行一侧的绿灯43秒，若计数的两方向车流量比列小于2：5，则直接把车流量较少方向的绿灯通行时间改为25秒，然后跳转到车流量较大一侧使其绿灯通行时间为43秒。若计数的两方向车流量比列大于2：5，则无须改变其红绿灯的时间。 紧急模式情况通过遥控器控制或者通过按钮控制，按钮安装在十字路口红绿灯杆上或者其他合适的地方，在紧急情况下可以由交警或行人自行打开，四个红绿灯信号灯都同时变为红灯并闪烁。 2 硬件实现 主要硬件设备：本项目用到的硬件主要有arduino开发板、金属探测器、红外感应传感器、数码管、移位寄存器、发光二极管、USB分线器、电阻、电线等。 金属探测器和红外感应传感器，其作用都是检测区间内车的数量，车辆进入路口附近60米区间则区间车数量+1，车辆驶离60米区间则区间车数量-1，金属探测器通过感应汽车的金属车体检测是否有车辆经过，红外感应传感器通过是否被经过的车辆遮挡光线检测是否有车辆经过。 数码管、发光二极管与移位寄存器：数码管用于显示倒计时，发光二极管有红黄绿三种，用于代替不同颜色信号灯，通过单片机中设定好的程序向移位寄存器中发送数据控制数码管的倒计时显示和发光二极管的状态。 USB分线器：作为智能交通系统的电源，分别为金属探测器，红外感应传感器和单片机、数码管及红绿灯提供电源。 3 小结 本文主要阐述了关于红绿灯变化规律的两种方案，与传统红绿灯不同的是：两种方案都是通过对路口区间车数量的计数，根据不同方向车数量的比例，分析十字路口通行的状态，再通过对比不同方向的车数量，进而尽快调整红绿灯倒计时时间，使得路口通行率最大化。 参考文献： [1] 王亮亮.基于PLC的红绿灯控制系统在煤矿中的应用[J].山东煤炭科技，2017（12）. [2] 王英辉.城市十字路口的自动化红绿灯系统的设计[J].中国新技术新产品，2018（11）. [3] 王峥.基于PLC的交通红绿灯控制系统[J].科技创新导报，2013（18）. 【通联编辑：谢媛媛】 |
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