交通灯控系统设计开题报告

国内外研究现状及发展：美国是世界上最早开始使用车辆感应式信号控制器的国家。由于其经济和科技的快速发展，在20世纪30年代初时，美国已经开始对车辆感应式信号控制器展开深入的研究了。车辆感应控制器的优点在于它能根据检测器检测到的车流量来实时调整绿灯时间的长短，最大程度减少人们等待通行的时间，大大提高了道路资源的利用率。最重要的是它优化了以前的固定配时模式，让人们不再做无谓的等待，极大提高了通行效率。车辆感应控制的这一特点深受广大群众的喜爱，同时也促进了车辆检测器技术的发展。由于计算机技术的飞速发展，聪明的人类便将其应用到交通控制技术中去，这使得交通控制技术的发展瞬间提升到另外一个档次，实现了从以前的单独的小路口独立控制到一个城市或者更大地域的交通总体控制系统。在西方的一些发达国家，交通控制系统已经不再是由单一模式控制的传统系统了，而逐渐过渡成为智能化交通控制系统（ITS）。反过来看我们国家，智能交通系统却仅仅处于萌芽起步的阶段。传统的傻瓜式交通灯控制系统，一般采用固定配时时控制，不能够对实际的交通流量进行检测分析进而优化通行时间。所以你经常遇到这种情况：主干道一侧严重拥堵，而另一侧看不到几辆车，但两侧红绿灯响应的时间却是一样的，这就是所谓的浪费道路资源。而智能交通控制系统的绝妙之处就在于它在不产生大的硬件改动的情况下还能有效的提高道路利用率。在国内，受客观条件的制约，ITS起步比较晚，在20世纪90年代初，我国的相关学者才开始意识到研究和开发ITS的重要性。所以我国的交通灯发展滞后于西方发达国家，但是随着我国在国际地位的不断提升，经济体系不断完善，我们在交通灯控制方面的研究也日益成熟。最后，我希望政府及有关部门要加大对交通管理系统的推广力度，科研人员要积极投身于发展交通灯事业中去。只有这样我们才能完善、改进更好的交通灯控制系统。

目的、意义：近代社会人们着重于交通灯控制系统的研究与发展，其目的在于解决人们日常拥堵的交通问题。由于当前社会交通工具增长速度过快，而国家对于道路桥梁的建设却来的相对较慢，而我们大众无比渴望能够行驶在更加安全、高效的道路上。一个合理的交通控制系统可以减少因为没有秩序车辆乱行，行人抢行等造成的不必要的道路堵塞和交通事故。此外，根据实况交通线路车流辆的大小实时调整和转移分流也是防止交通堵塞的一个好办法。一座城市想要发展经济，必须先拓宽它的交通网络，交通网络是城市经济发展的命脉，它代表了这座城市的工业文明水平。交通与我们的日常生产生活，人生安全和时间利益都息息相关，对于我们来说交通有着非凡的现实意义。拥有科学高效的交通控制技术对人们的日常出行和物流资源的配送都是十分有利的。如果我们能够让交通线路安全畅通，那么人们出行才会感到舒畅，物流快递才能准时到位。有时畅通的道路甚至可以是生命通道的延伸。

在我国交通控制系统发展缓慢，人们迫切需要改善交通系统制度的大环境下，本设计主要进行如下方面的研究：以功能强大的可编程控制器（PLC）为控制中心，设计出一套新颖的十字路口的交通控制系统，用来指挥该路口来往车辆及行人的实时通行状态。本次设计主要做了下面几方面的工作：一是确定了交通控制系统的总体设计，包括具体的十字路口红灯、绿灯以及黄灯的延时时间。值得一提的是，本设计除了能够能实现基本的指挥交通功能外，还加上了车流量检测技术，分析数据对比出结果后，能够自我调节红绿灯的延时时间。当然出于安全考虑我还加上了违规检测和HMI可设置等强大功能。 二是进行可编程控制器的硬件电路设计，包括各种设备的选择和连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。三是进行软件系统的设计，对于此次设计的系统而言，本人采用S7-200可编程控制器的软件STEP 7-Micro/WIN编写，对交通灯具体工艺方面的工作情况做了充分的研究，了解定时器，熟悉编程指令，理清逻辑思路，总体上完成了软件的编写。四是上位机采用PC机，下位机采用德国西门子的S7-200系列的CPU226做主机，配以扩展模块EM222。本设计中采用S7-200编程软件进行编程，用顺序功能图与梯形图相结合的方法设计程序，实现对城市十字路口的合理控制与监控。

本次设计在基本的交通控制系统基础上，还增加了车流量的检测技术。并在检测数据对比完成之后迅速调整红绿灯的延时变量。此外，我们还添加了交通违规处理等强大功能。（1）车流量检测及调整自改革开放以来，我国经济发展繁荣昌盛，人们生活水平不断提高，机动车等其他交通工具拥有量在急剧增长，这导致了路口交通流量日渐增大。于是交通拥挤，堵塞乃至瘫痪等现象屡见不鲜，交通事故更是频繁发生。车流辆检测装置作为本设计系统的重要组成部分，能够让人们在接收到检测的数据后，根据既定的判断条件自我调整交通灯的延时时间，来达到合理控制交通、有效分配道路资源的效果。（2）时间手动设置由于基于当前车流量的大小，让系统自我判断然后进行调整延时的工序非常复杂，受限于稀缺的知识储备，这里我们通过PC机与PLC连接并通讯在PC机上设置HMI人机界面。这样不仅增加了其可操作性，而且很大程度上可以减少自动误差和出现故障等意外情况发生。（3）违规检测最近几年，我国对违反交通规则的打击力度越来越大，人人遵守公共交通规则是维护社会长治久安的必要条件，如果有人违反规则，那必将会受到相应的处罚。那么我们怎么才能知道什么人在什么时候违反了交通规则呢？以前交通警察或其他一些交通管理人员会进行轮流换班，实时监管，但是耗神耗力，现如今我们只需在路口安装检测传感器，一旦检测到有不遵守交通规则的情况出现就会发出报警信号，简单方便。

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1周2022.2.26-3.2 毕业实习总结；2周2022.3.5-3.9 毕业设计开题、确定毕业设计方案；3周—4周2022.3.12-3.23 学生进行毕业设计需求分析、5周—6周2022.3.26-4.6 学生进行毕业设计方案设计阶段；7周—8周2022.4.9-4.20 毕业设计框架设计初步完成（或初步的样机设计）；9周—10周2022.4.23-5.4 毕业设计详细设计成型；11周—12周2022.5.7-5.18 毕业设计中期检查；13周—14周2022.5.21-6.1 完成毕业设计、设计装置（软件）等；15周2022.6.4-6.8 完成毕业设计（论文）修改完善毕业设计、设计装置（或软件）等，指导教师审阅毕业设计（论文）；16周2022.6.11-6.15 指导教师、评阅教师评阅毕业设计后修改；16周末2022.6.18-6.22 毕业设计专业分组答辩。