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基于单片机的红绿灯智能控制系统设计

摘要

随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高，机动车数量也在急剧增加，

交通问题逐渐成为人们关注的重点对象，因城市发展所带来的交通拥堵等问题，利用智

能交通来解决传统交通日渐出现的问题成为大势所趋。本设计基于传统交通，详细介绍

了交通灯控制系统软件以及硬件的设计过程，并且使用Proleus软件对整体系统进行

仿真，采用了单片机作为基础的开发模板，结合plc等其他技术进行交通的智能化的交

通设计，可自动控制红绿灯的交替闪烁，观察车流情况自动改变倒计时的情况，已达到

改善交通拥堵的情况。本设计是基于理想情况下设计的交通控制系统，基于实际道路情

况的复杂程度，不同的车辆高度长度的和随机出现的行人以及出现交通事故等突发情

况，本设计结合实际的交通系统还是存在一定难度，但该发展方向存在大量实际利益，

是值得我们去探讨如何发展的，在硬件开发成熟后可以优先享用该成果。

关键词：单片机；信号灯；智能交通

1引言

信号灯的出现，是人类交通出现的雏形，在其出现之前，主要依靠人力进行指挥，

不同于人力指挥，信号灯对提高道路通行能力有巨大好处，它可以24小时无休止指挥

道路，极少出现故障，对减少交通事故起到了积极作用，是交通迈向复杂的必经途径。

绿灯，是广泛存在于现行交通系统中的一种信号灯，绿色一般给人比较舒适的感觉，其

寓意着享有此道路的优先通行权利，在没有其他交通指示的情况下，绿灯的车道上可以

执行直行或者转弯。转弯车辆涉及变道，一般行车时须对十字路口其他的合法行动直行

车辆和过人行横道的行人进行避让，也就是直行的车辆一般拥有高优先通行的权利。红

灯通常有警告和紧张的意义，红灯所对应的车道属于低优先级，一般车辆需要在规定的

十字路口前的停止线前进行有序等待。黄灯在不同的地方有不同的内涵，一般是警告信

号，常用于十字路口交通信号灯待变更时，警示车辆停止执行当前信号灯的指示，等待

信号更改完成后，在继续遵从当前指示灯，目前根据我国交通法规定，在亮起黄灯前车

辆越过起止线，且位置不安全的情况下，可以驶入交叉路口。本设计是基于传统意义上

的信号灯控制系统，加上运用单片机对其进行智能管控，以智能疏通交通堵塞为基本目

标，设计一个适用于小型交通系统的智能控制系统。

运输历史悠久。可以说，自人类定居生活以来，最原始的交通工具已经出现。中国

的现代交通可以追溯到清朝。在几十年的发展中，中国大陆已发展成为高速公路。由系

统，铁路系统和航空系统组成的庞大交通网络也可以在某些城市的地铁和BRT系统中

行驶。信号灯在各种运输系统中起着重要的作用。红绿灯是以电为能源运行的交通控制

设施。红色，黄色，交通信号灯或辅助声音信号用于指示车辆和行人停车，注意和驾驶。

交通的最大意义是保护交通参与者。高效的交通以及人身和财产安全，现代通常使用信

号灯进行交通，交通存在最大的意义是保障交通参与者的高效率通行以及人身财产安

全，近代通常采用信号灯这一方式来进行交通的指挥，红绿灯更是不同国家中最为广泛

运用的一种交通信号灯。本设计基于近代交通的基础发展，从现实意义、世界现状以及

设计本体出发，利用单片机的智能控制，讨论智能交通控制的对现代交通发展的建设性

意义，最后以单个十字路口的红绿灯智能控制设计为演示成果展现，以实现对十字路口

的智能控制。

1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求

交通拥堵是指通常在节假日或通勤高峰时段发生的汽车拥挤和慢速行驶的现象。这

种情况通常发生在世界主要都会区，连接两个城市的高速公路以及汽车使用率高的地

区。中国亦是交通堵塞最为严重的几个国家之一，在19年由国外统计公布的亚洲十大

拥堵城市中，中国的珠海、广州和北京榜上有名。通过调查发现，目前中小城市的交通

信号控制系统非常落后，大多数城市都使用单一的系统进行操作。大多数城市的交通拥

堵集中在主要道路上，这对车辆的运行和人们的生活产生了巨大影响。

交通拥堵的原因是多方引起的，社交车辆的使用增加，成为导致道路交通流量增大

的重要诱因，早在古代的欧洲，人民就在一些交通比较发达的城市，遭遇到这些问题，

当时的领导者为了解决这一问题，立法规定了不同的马车有不同的出行时间，除该时间

外不能出行，相当一部分的车流量被分至夜晚，但由于声音，市民无法在晚上入睡，因

此他们很快被排除在外。为了解决现代交通拥堵的问题，其原理是减少单位面积道路上

的汽车数量。通常有几种方法可以解决交通拥塞：增加交通容量