单片机的车辆闯红灯监控系统.docVIP

基于单片机的车辆闯红灯监控系统 摘要 基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成，且功能强大的单片机芯片为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥该路口的实时通行状态。 本设计主要做了如下几方面的工作： 一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还有倒计时显示提示，基于题目要求，又要求了具有智能调度功能，当侦测某一通道繁忙另一通道空闲时，能自动调整红绿灯时间。紧急状况处理：当有紧急通行车辆（如消防车、救护车、警车）要求通过时，能自动开通该通道而关闭另一通道。违规检测及处理，遥控可设置等强大功能。 二是进行软件系统的设计，对于本系统，本团队采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 关键词：交通灯，遥控器，led显示，中断系统方案论证 方案一： 在十字路口四个干道处50米处安装红外对管，检测车辆堵车时间，当红外对管的信号屏蔽较长时间时，即判断此路口为繁忙，自动切换为绿灯，以保障通行，同时红外对管也可以用来作为车辆计数器。在四个干道的黄线外地下设置地感线圈，当该干道为红灯状态时，启动地感线圈，如果有车闯红灯时，由于车的金属材质引起线圈的振荡频率改变，送出一个电平变化给单片机的判断口，从而进入报警程序，发出声光警报。 方案二： 设在十字路口，分为东西直行、东西左拐和南北直行、南北左拐，在任一时刻只有一个方向通行，另外三个方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，依次进行通行禁行方向轮流转换。其具体状态如下所示。交通状态从状态1开始变换，直至状态8然后循环至状态1，周而复始， 东西直行 通行 等待变换 禁行 等待变换 禁行 等待变换 禁行 等待变换 南北直行 禁行 等待变换 通行 等待变换 禁行 等待变换 禁行 等待变换 东西左拐 禁行 等待变换 禁行 等待变换 通行 等待变换 禁行 等待变换 南北左拐 禁行 等待变换 禁行 等待变换 禁行 等待变换 通行 等待变换 （2）闯红灯检测 现阶段，车辆检测器检测方式有很多，各有其优缺点，如红外线检测器、地磁检测器、机械压电检测器，磁频检测器、波频检测器、视频检测器等。一般闯红灯采用传感器+单片机+外围器件来实现。 因为闯红灯的速度快，所以用下降沿触发的中断信号。 （3）时间手动设置 除系统根据车流量自动控制调整，也可以通过遥控进行手动设置，增加了人为的可控性，避免自动故障和意外发生，并再紧急状态下，可设置所有灯变为红灯。键盘是单片机系统中最常用的人机接口，一般情况下有独立式和行列式两种。前者软件编写简单，但在按键数量较多时特别浪费I／0口资源，一般用于按键数量少的系统。后者适用于按键数量较多的场合，但是在单片机I／0 口资源相对较少而需要较多按键时，此方法仍不能满足设计要求。本系统创造性的用了遥控器来控制，省掉了按键的烦恼。 （4）紧急处理 交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，我们都必须尽量允许其畅通无阻，毕竟在这种情况下是分秒必争的，时时刻刻关系着公共财产安全，个人生死攸关等。由此在交通控制中增设禁停遥控，就可达到当有紧急通行车辆（如消防车、救护车、警车）要求通过时，能自动开通该通道而关闭另一通道。 （5）违规检测 如闯红灯等，也时有发生，交警等交通管理人员虽然可以进行实时监管，但是耗费精力，在路口设置检测传感器就可以进行自动的警报提示。除了红灯警报，为了超越视觉指挥的局限性，同时接上蜂鸣器，在听觉上加强了指挥提醒作用。 据此，本设计系统以单片机为控制核心，由车流量检测模块，违规检测模块，和遥控设置模块等产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块和蜂鸣器状态模块接收输出。 系统的总体框图如上所示。 遥控设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中还要实时捕捉违规检测和紧急按键信号，以达到对异常状态进行实时控制的目的。急停按键和违规检测随时调用中断。 在模式选择上，若为自动模式，将不断调用车流量检测模块对车流量进行检测统计，到达一定时间将修正通行时间以满足不同路况的需要。 3系统硬件电路的设计 3.1系统硬件总电路图 原理图设计 PCB设计 3.2系统硬件总电路构成及原理 实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89C52单片机及外围器件构成最小控制系统，16个发光二极管分成4组红绿黄蓝四色灯构成信号灯指示模块，两位数码管构成倒计时显示模块，堵车繁忙检测，闯红灯信号检测，采用遥控