基于车流量监测的交通路灯控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1背景

交通与人类生活息息相关，所以往往人类会面临交通问题的困扰，例如交通拥堵，并且严重时，可能发生交通事故。尤其是在大城市中车流量极其密集，所面临的的交通问题非常的严重。而且由于社会经济的发展，汽车行业非常发达，我国的汽车保有量在日益提升，所以造成的交通问题也日益严重。对于交通问题的解决方案也迫在眉睫，所以现代的智能控制系统成为了解决方案之一。现代的道路交通智能控制系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等技术集成在一起的具有高效，智能的控制系统。进入20世纪70年代，计算机技术和自动控制技术开始稳步发展，并且随着交通流理论的不断完善，交通运输组织与优化理论和技术水平不断提高，控制手段越来越先进，城市道路交通控制系统开始逐渐形成。早在1977年，帕比斯等人就将模糊控制运用到交通控制上, 通过建立规则库或是专家系统对各种交通状况进行模糊控制，并取得了很好的效果。近年来，欧美日本等其他国家相继建立了智能交通控制系统。现代化的设备和控制理论，以及科学合理的管理方法，使得道路交通控制系统逐渐发展，并且研究控制理论的学者也对交通控制系统做出了巨大贡献。人类很早就开始了城市交通控制的研究，早在1868年，英国伦敦燃汽信号灯的问世，标志着城市交通控制的开始。1913年，在美国俄亥俄州的克利夫兰市出现了世界上最早的交通信号控制。1926年美国的芝加哥市采用了交通灯控制方案，每个交叉口设有唯一的交通灯，适用于单一的交通流。随着科技的进步和人们生活水平的提高，人工智能进入并且彻底改变人类生活是必然趋势。很多国家已经测试过智能交通系统，而且相信未来智能交通系统将会彻底的进入我们生活，监测着城市的交通轨道。

1.2目的

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个基于车流量监测的交通路灯控制系统，实现交通灯在各种情形下有效控制，可以通过监测车流量的大小合理的控制交通路灯以满足城市交通高效运行；该系统应包括：道路及路灯的状态检定单元（包括车流量、照度等）、单片机匹配控制单元、智能控制、lcd或者数码显示单元、报警模块、按键输入模块、照明模块；完成的功能：照度、车流量,人流量等的数据采集、显示、运算处理、按照所设定的标准合理控制输出量，最后将数据显示在lcd或者数码显示单元；电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

基于车流量监测的交通路灯控制系统硬件图如图1所示，当系统启动后，系统的各个部分开始工作，通过照度采集模块采集道路的光照强度在通过数模转换后传输到微处理器；无线通信模块可以发送信息；按键输入可以对系统进行一些控制操作；语言模块可以播报语言；流量监测模块监测车辆道路上的车流量和人行道路上的人流量；然后把采集到的数据传输给微处理器，通过微处理器对传入的数据进行运算处理得到照度，车流量，和人流量等信息，分析车流量和人流量的大小来合理地控制输出值，再通过传送单元输送给lcd/数码显示模块，系统控制红绿灯的时长来合理地控制车辆通行。当光照强度不足时照明模块开始工作，进行补光。当车辆道路上的红灯亮起时转向灯也亮起。此系统还配备报警模块，当路灯控制系统发生故障时会引发交通问题，所以当发生故障时，需要立即报警排查故障。

基于车流量监测的交通路灯控制系统软件构图如图2所示，由信号采集模块,数据传输模块信号，控制模块三部分组成，信号采集模块由红外检测器，照度传感器组成，用于监测和采集人流量，车流量和照度数据。数据传送模块包括模数转换模块，无线通信模块对采集或者输出的信号进行数模转换和实现无线通信功能。控制模块包括报警模块，语音模块，照明模块，数码显示和按键输入模块。

4. 参考文献

[1] 单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008

[2] 系统建模与仿真，张晓华主编. 清华大学出版社.2006

[3] 智能照明控制系统，马小军著.东南大学出版社.2009

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.1—2022.3.25 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.26—2022.4.20 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.4.21—2022.5.11设计电路原理图、编制应用程序；