基于虚拟仪器的交通信号灯控制系统设计开题报告

全文总字数：2299字

1. 研究目的与意义

随着我国城市化进程和经济发展的加快，城市交通设施供给滞后于高速机动化增长需求，道路堵塞日趋加重，交通事故频繁，交通问题逐渐成为困扰大城市发展的通病，甚至成为国际性的问题，而十字路口是主要瓶颈，因此建立合理、智能的城市交通管理系统尤为重要，其中交通信号灯的管理和控制是城市交通管理的重要环节。

基于虚拟仪器控制交通信号灯性能高，功能灵活，可靠性高。

虚拟仪器的主要特点有:l)尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件。

2. 国内外研究现状分析

自从1986年美国国家仪器公司提出虚拟仪器的概念以来，虚拟仪器系统在国内外仪器与自动化测试领域得到了广泛的认同和应用。其中，elvis平台是ni公司开发的虚拟仪器技术教学和实验室套件，可实现usb即插即用连接，方便用于各种原型设计。

我国虚拟仪器的发展，最早也是从引进消化国外的虚拟仪器产品开始的，经过几十年的发展，虚拟仪器在我国的研究和应用都得到了长足的发展。目前，国内对于虚拟仪器的应用研究已经广泛涉及各个行业。张玉存、李群基于虚拟仪器技术，设计了新型扭矩传感器，使仪器具有灵活、可自定义、具有强大数据处理和分析功能、易于嵌入数字补偿等优点；任稳柱等介绍了国内外虚拟仪器技术在高电压测量和和电力设备监测系统中的应用，并对基于虚拟仪器的检测技术在高电压测量领域中的发展方向进行了展望；宋鲁毅研究了在装备远程故障诊断系统中引入网络化虚拟仪器，实现现场故障装备测控信息向远程诊断中心的实时传送。随着虚拟仪器技术的不断成熟和各应用领域需求的增长，未来虚拟仪器将会应用于更广的领域，如生物医疗、环境监控等领域。

目前国际常用的典型区域交通信号控制系统:transyt系统，scoot系统和scats系统。atransyt系统是由英国道路交通研究所的d.i.robertson等人花费近十年时间研制而成的,自从1968年第一版问世以来,经过不断改进,现以称为当今时间上最负盛名的信号配时优化设计程序；scoot系统是在transyt基础上研制出的一种自适应控制系统,全称为:split,cycle and offset optimization technique:绿信比、周期和相位差优化技术。该系统与1975年在英国哥拉斯哥市进行现场试验,取得了较好的效果。scoot吸收了taransyt各方面的优点,进行实时控制,获得了明显优于静态系统的效果,被很多国家采用；scats (sydney coordinated adaptive trafficsystem:悉尼协调自适应交通系统)是由澳大利亚新南威尔士道路和交通局于20世纪70年代末研制成功的,最初应用于悉尼市,故因而得名。scats控制系统是一种以方案选择式优选配时方案与单点感应控制作调整相结合的控制系统。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容：以虚拟仪器软件及其模块化硬件为控制核心，设计十字路口的一组交通信号灯，用七段LED数码管作为等待或通行时间显示，LED发光二极管作为交通灯红、黄、绿显示，模拟各种交通灯控制情况。

二、研究计划：第1-3周：根据任务书完善开题报告、文献综述，查阅虚拟仪器和交通信号灯系统相关资料，比较多种方案后拟定适合自己的设计方案。第4-6周：分析交通信号灯工作原理，用labview元件初步设计前面板和程序框图，模拟交通信号灯状态。第7-9周：运行并调试程序，通过labview仿真不断地改善优化程序，使交通信号灯设计得更合理。第10-12周：软件设计完成后，去实验室与虚拟仪器模块化硬件相连接，通过LED数码管及发光二极管的显示进一步验证设计是否合理可行，对细节方面再做微调。第13-14周：根据设计方案整理资料，撰写毕业论文。第15周：毕业设计答辩。

4. 研究创新点