智能交通信号灯系统设计

单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例，把andmedium-sizedcitiesinrandomnessanduncertainty.Itisverydifficulttoestablishamathematicmathematicalmodel.Itcanintelligentlyimitatethetrainofthoughtofexperiencedtrafficpolicemenwhendirectingtraffic,andachievegoodcontroldecisionscanbemadeaccordtimingofsignallightscanbeoptimized.Thus,thetrafficproblemscaused目录 1.4本文主要研究内容 3 4 5 5(1)石英晶体 7(2)压电陶瓷 (3)高分子压电材料 2.2感应控制的实现 8 9 9 3.1控制要求(系统示意图，控制要求表) 第4章PLC选型及输入输出地址定义 4.1选型 4.2输入输出定义 4.3输入输出接线图 5.1状态转移图 5.2梯形图 图5-4逻辑指令梯形图 6.1输入程序 6.2系统安装 6.2.1元件表 表6-1元件器材 6.2.2安装接线 a)元器件布局图 图6-2元器件布局图 图6-3完整的系统图 6.3系统调试 图6-4系统调试图 第1章绪论1.1交通灯系统的现状路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。自80年代后决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制根据车流量的变化情况而进行自动调节控制的方案是十分现实而又必要的。基于智能交通系统的发展，最早可以追溯到20世纪七八十年代的一系列车辆导流欧洲、日本等也相继加入了这一行列。经过30年的发展，美国、欧洲、日本成为美国是当今世界在ITS开发领域发展最快的国家，它从上个世纪80年代开1995年3月美国交通部正是出版了“国家智能交通系统项目规划”,明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。目前7大领域包括：出行和交通进行了一些ITS或类ITS基础项目的研究和应用。70年代中至80年代初，主要是进行城市交通信号控制试验研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，实现了一些(高速)公路监控系统、高等级公路电子收智能交通系统(ITS——IntelligentTrans1.4本文主要研究内容流量图如图1.1。制南第2章系统硬件设计样常常会造成绿灯时间的利用率下降，造成某些方向进口引道上车辆的不必要延传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系装置称为传感器，而被测的力学量(如位移、力、速度等)转换成电容变化的传感磁力线运动时(与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流),导体内将换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。如压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应而制成的传感器。所谓(1)石英晶体石英晶体是一种性能良好的压电晶体，它的突出优点是性能非常稳定。在20-200℃的范围内压电常数的变化率只有一种—0.0001/℃。此外，它还具有自(2)压电陶瓷(3)高分子压电材料偏二氟乙烯(PVDF或者PVF2)、聚氟乙烯(PVF)、改压电传感器的特点：结构简单、体积小、质量累世、功耗小、寿命长，特别(1)力测量：压电式传感器主要利用石英晶体的纵向和剪切的压电效应，因传感器除可测单向作用力外还可利用不同切割方向的多片晶体依靠其不同的压电效应测量多方向力，如空间作用力3个方向的分力F(2)压力测量：压电式压力传感器主要利用弹性元件(膜片、活塞等)收集(3)加速度测量：压电式加速度传感器是利用质量块m由预紧力压在晶体片上，当被测加速度a作用时，晶体处会受到惯性力F=ma,由此产生压电效应，因2.2感应控制的实现压电传感器检测十字路口各方向的车流。在距离各个十字路口160米处地下和埋入的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的检测器，方案如图1.1,同一股道上的两传感器相距的以南向为例，每当车辆进入十字路口必先经过检测器1,检测器1就会发生一个脉冲给PLC,PLC对检测器1的计数就可得到南向车辆进入的总数。车辆继续往前就会经过检测器2,同样检测器2也会发出一个脉冲给PLC,PLC对检测器2脉冲的计控制看成是输出参量，这种控制就是车辆感应控制。如图2.1。确定各路口绿灯时长控制信号各路口交项信琴灯按控制原则交通流图2.1车辆感应控制则每一个方向的2个检测器的距离为160m。当发生堵车时，车辆靠的比较紧凑，此时2辆车之间的距离定为6m。此时在2个检测器之间停靠的车辆为26,大于了满溢值20,因此需要延长通行的时间。多出来的6辆车的总长为36m。按照车辆通过十字路口的速度为27km/h,约7.5m/s计算，若延长时间为5s,则可以挪出37.5m2.3可编程控制器的工作原理与选型可编程控制器(ProgrammableController)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 结构，主要有处理器、存储器、输入输出接口电路、电源等组成。如图2.2所示。地坩总线地坩总线控制总线继电器触点行程开关地址总线控制总线电源单元照明或接触器中央处理单元输出接口编程单儿毒人接存储游的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。应使PLC远离强烈的震动源，是其运行速度及可靠性和寿命远远高于继电器控制方式，从上述意义上来讲，需要第3章控制任务分析表3-1控制要求信号灯控制要求表东西方向信号亮亮烁亮红灯亮时间25秒2秒30秒南北方向信号红灯亮亮亮绿灯闪烁亮亮时间30秒25秒2秒(1)、我们假设依据车流量得出的信号控制输入如上表(3-1)所示来进行实号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如上表(3-1)所示。北北南图3-1交通灯示意图3.2控制任务分析而不是对南、北方向车辆总和与东、西方向的车辆总和进行比较。根据实验室十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的控制时序图如下图(3-2)所示：uu东西红灯Y2东西绿灯Y0东西黄灯Y1南北绿灯Y4南北黄灯Y5南北红灯Y6图3-2交通信号灯控制的时序图4.1选型化，并实现了具有2点-7点输入输出点数的弹性构成，为了节省节点的个数，它们4.2输入输出定义根据对控制任务的分析，我们将输入输出定义如下表(4-1)启动按钮停止按钮东西主干道绿灯东西主干道黄灯东西主干道红灯南北主干道绿灯南北主干道黄灯南北主干道红灯起动按钮SBl接于输入继电器X0端，停止按钮SB2接于输入继电器X1端；4.3输入输出接线图输入/输出端口接线如下图所示：东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯南北红灯6Tr图4.1输入/输出端口接线第5章程序设计结束图5-1状态转移图说明：5.2梯形图T11组成脉冲发生器的梯形图。图5-2周期为1秒的脉冲发生器时器T11得电，延时0.5秒后，其常闭触点T11断开，T10线圈失电，其触点T10断开，而定时器T10再次得电，0.5秒后，T10再次闭合，,如此周而复始，即可得到T10触发的工作波形如下图(5-3)所示图5-3T10触电的脉冲波形图5-4逻辑指令梯形图L [OIT第6章系统安装与调试6.1输入程序图6-1程序输入6.2系统安装实验室安装所需元件器材如下表(6-1)所示：表6-1元件器材序号名称型号规格数量单位备注1安装版1块木板或铁板21台3导轨米4断路器1只5熔断器4只6指示灯4只率74只红84只黄9转换开关1只控制变压器1只按钮1只端子只铜塑线BV1/1.5m²米米紧固件M4*20螺杆若干只M4*12螺杆若干只&4平垫圈若干只女弹簧垫圈及44螺母若干只号码管若干米记号笔1支出端子描50南图6-2元器件布局图b)安装接线T5东两2排3料擢擢7东西红灯现9现9南北黄灯南