智能交通信号灯控制系统设计资料
智能交通信号灯控制系统设计摘要: 本文对交通灯控制系统进行了研究,通过分析交通规则和交通灯的工作原理,给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件,采用双机容错技术,硬件实现了
智能交通信号灯控制系统设计 摘要: 本文对交通灯控制系统进行了研究,通过分析交通规则和交通灯的工作原理,给出 89C51 了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以单片机为核心器件,采用双机容错技术, 硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控 制等功能。 关键词 :交通灯;单片机;双机容错 0引言 近年来随着机动车辆发展迅速,给城市交通带来巨大压力,城镇道路建设由于历史等各 “” 种原因相对滞后,特别是街道各十字路口,更是成为交通网中通行能力的隘口和交通事故 “” 的多发源。为保证交通安全,防止交通阻塞,使城市交通井然有序,交通信号灯在大多数 城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展,城 市交通的智能控制也有了良好的技术基础,使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交 通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统, 是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现 代交通灯系统的基本功能的基础上,增加了容错处理技术(双机容错)、左右转提示和紧急 情况(重要车队通过、急救车通过等)发生时手动控制等功能,增强了系统的安全性和可控 性。 1系统硬件电路的设计 89C51 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术,以单片机为控制核 心,采用双机容错机制,结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、 复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前,先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差 90 别,对一个双向六车道的十字路口进行分析,共确定了种交通灯状态,其中状态为系统 8 上电初始化后的所有交通灯初试状态,为全部亮红灯,进入正常工作阶段后有个状态,大 致分为南北直行,南北左右转,东西直行,与东西左右转四个主要状态,及黄灯过渡的辅助 89C51P0P2 状态。主控制器采用单片机。单片机的口和口分别用于控制南北和东西的通 行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术,很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术 以冗余为实质,针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运 行系统最易出错的功能,或者系统对整体运行的可靠性要求很高时,双机容错技术则是不二 选择。 双机容错从本质上讲,可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机,一台正常工作, 1U1U2 一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图所示,中和单元的软硬件结构完全 Watchdog 相同。如有必要,在设计各单元时,通过采用自诊断技术、软件陷阱或等系统 自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换(切换)电路。

