基于FPGA的智能交通控制系统开题报告

全文总字数：3220字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”

1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路，红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

2. 研究的基本内容与方案

通过fpga控制的智能交通系统，可以达到在不同的车流量情况下控制红绿灯时间，以提高道路通行效率及减少城市拥堵的情况。本次设计的硬件部分包括，人工按键车流量控制部分（紧急控制按键），交通信号控制部分，信号显示部分组成。车流量按键控制部分由三个按键组成，分别代表车流量少、正常、多的情况，交通信号控制部分由fpga芯片为核心，在不同车流量情况下的红绿灯持续时间。信号显示部分又红、黄、绿交通信号灯组成。软件部分由vhdl等硬件描述语言编程，实现对设计中不同车流量情况下的红绿灯时间长短控制。设计的智能红绿灯交通控制系统具有控制通行时间，紧急情况下停止通行的功能。改善了目前传统红绿灯通行及停止时间固定不易调节的缺点。

本次设计采用基于fpga为主体的智能交通系统，通过使用eda软件quartus ii对所编写的程序来对整个系统分析、仿真，在按键控制车流量的选择分为少、正常、多的情况下控制交通信号灯的持续时间来达到灵活的道路管理。也可以在本次设计中对比传统的信号灯系统，来得出智能交通系统的高效执行。将所编写好的程序下载到fpga芯片中使实际电路运行成功。设计三个按键来控制车流量，按下不同按键对应不同的持续时间。还设计一个紧急按键，按下之后则可以让交通灯全呈红灯，再按下恢复正常的通行状况。系统设计分为以下模块：车流量及紧急情况按键模块、fpga智能交通系统模块、led灯及计时器显示模块。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告； 第4周—第5周 论文开题； 第6周—第12周 撰写论文初稿； 第12周—第15周 修改论文； 第16周 论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] m.b. younes, a.boukerche, intelligent traffic light controlling algorithms using vehicularnetworks[j]. ieee transactions on vehicular technology. 2016;65(8):5887-5899.

[2] 王道宪编著，cpld/fpga可编程逻辑器件应用与开发[m]，北京：国防工业出版社，2004

[3] 候伯亨编著，vhdl硬件描述语言与数字逻辑电路设计[m]，西安：西安电子科技大学出版社，1999