压力传感器的智能交通灯.doc

第1章 设计要求 1.2交通灯控制需求分析 按照城市交通控制的需求，本论文主要讨论用PLC实现正常交通的时序和急车强通2种控制方案，通过传感器与PLC完成对交通异常状况的智能判别及处理 1.3控制要求 一、 信号灯及显示时间的数码管受开关控制，一个启动按钮控制其启动，一个停止按钮控制其停止。 二、 信号灯分为东西向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个；南北向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个。 三、 工作过程。初始状态：信号灯全部灭；显示某方向信号灯工作的时间用数码管来显示，初始显示为0，以表示等待时间控制信号的输入。工作状态：信号灯及数码管由一个启动按钮控制其启动，启动后信号灯及数码管自动循环运行；按下停止按钮后，回到初始状态。特殊情况由五个按钮控制不同情况的应对程序启动，当车辆行驶数量回到正常时，通过一个按钮使其停止，程序执行正常工作时的程序。 正常工作：1、周期前半段。南北向直通道与左转道红灯亮，并维持63s。在南北向红灯亮的同时：东西向左转红灯亮35s，然后变为左转绿灯亮23s，闪亮3s,之后左转黄灯亮2s;东西向直通绿灯亮29s，闪亮3s，直通红黄灯亮2S,然后直通红灯亮29s。2、周期后半段。东西向直通道和左转道红灯亮，并维持54s。在东西向红灯时的同时：南北向左转红灯亮30s，然后变为左转绿灯亮19s，闪亮3s，之后左转黄灯亮2s；南北向直通绿灯亮24s，闪亮3s,之后直通黄灯亮2s，然后直通红灯亮25s。然后信号灯按以上方式周而复始地工作；同时南北向、东西向的数码管显示绿灯最后3s,黄灯2s,红灯最后3s，起着提醒作用。控制过程如图1 所示。 图1 交通灯控制过程 交通灯智能仪器会在交通灯程序执行前进行测量车辆拥挤程度，当东西与南北车辆正常时它会执行正常工作的程序。 东西车道拥挤时，智能交通灯会增加东西车道绿灯的时间，减少南北车道绿灯时间。拥挤程度分为两种，车辆拥挤程度越高，增加绿灯时间越多，但交通灯的整体周期不变。 南北车道拥挤时，智能交通灯会增加南北车道绿灯的时间，减少东西车道绿灯时间。其拥挤程度也分为两种，车辆拥挤程度越高，增加绿灯时间越多，交通灯的整体周期不变。 当有突发事件发生时，如急救等，智能交通灯系统会使东西与南北交通灯全部变为红灯，直到急救车开过停止红灯，交通灯回到正常，程序重新开始执行。 正常时序流程图 第2章 系统设计方案 2.1 方案的确定 单片机的控制系统在多数场合下，被控对象主要是开关量顺序控制和逻辑控制，通过对不同时间的控制变量及由被控变量形成的反馈变量经一定逻辑组合而完成控制，亦即被控对象的实现是有关逻辑关系的实现，并不一定有时间的先后。实现开关量顺序控制和逻辑控制较为烦琐，程序的结构和编制较为复杂，调试困难，要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行；可编程控制器PLC 采用了“循环扫描”工作方式，是一种可编程的控制器，相当于一种控制设备，考虑到有效地缓解交通拥挤、实现交通控制系统的最优控制应用，采用PLC 实现交通灯的控制，其特点是非常可靠，容易实现开关量顺序控制和逻辑控制，具有很高的工作可靠性和抗干扰能力，使得系统在交通灯设计方案中成为首选方案。 2.2 原理框图 图2 交通灯控制系统原理框图 2.3 元件简介 一、 PLC的基本概念 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,plc自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。 PLC的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 1 电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去　 2 中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收