基于車流量的智能交通燈控制系統論文
隨著人類社會的發展，汽車保有量不斷增加，交通問題日益嚴重。傳統的交通解決方案例如拓寬道路、加大路網密度、建立立體交通等越來越顯示出其局限性，只有利用高科技手段才能改善日趨嚴重的交通問題，因此，智能交通的引進和發展成為交通發展的必然趨勢。交通路口處交通燈的智能控制正是其中一個重要組成部分。以下是基于車流量的智能交通燈控制系統論文，歡迎閱讀。
【摘要】隨著經濟的發展，城市規模不斷擴大，機動車輛也在不斷增加，交通超負荷運行的情況在許多大城市相繼出現。為了保障安全高效的交通秩序，提高車輛通行效率，論文介紹一種基于車流量分析和研究的交通燈控制系統的設計與實現。該系統以MCS-51單片機為控制核心，利用超聲波傳感器對車流量進行實時檢測，使通行時間隨車流量狀態而實時改變，實現了交通控制的智能化。
【關鍵詞】車流量；交通燈控制；單片機；智能化
1引言
城市規模的不斷擴大，機動車輛的急速增加，交通超負荷等一系列問題讓道路一再出現擁堵狀況，而我國大部分城市仍然采用平均定時分配方式控制交通燈，雖然緩解了交通矛盾，但道路并沒有被高效利用。
本系統通過對道路上車流量實時檢測，合理安排各個方向通行時間，有效改善了車輛擁堵狀況，提高了通行效率，解決了交通堵塞問題，另外對減少能源消耗，降低環境污染程度也有一定的積極作用。
2系統總體設計
本系統是基于對現有交通控制系統深入分析和了解的基礎上，運用超聲波傳感器檢測、實時調整通行時間，進行智能化控制，其中將傳感器監測、調整實時車輛通行算法與單片機控制相結合，提出了基于單片機的交通控制系統設計方案。
直行方向和轉彎方向運用超聲波檢測模塊檢測車流量，傳遞相應信號給接收單片機。AT89C51單片機作為該系統的檢測與控制顯示的核心。4組紅黃綠三色的發光二極管構成其信號指示燈，并且每組都有一個2位八段的數碼管構成了東西南北四個方向倒計時顯示模塊。
根據檢測到的車流量，51單片機會做出檢測結果的輸送，并且對數碼管顯示模塊和紅綠燈顯示模塊做出控制，以實現充分合理地設置通行時間。
3關鍵技術
3.1超聲波傳感器檢測
車輛超聲波傳感器檢測車輛是借助于超聲脈沖回波渡越時間法來實現的。我們設超聲波脈沖由傳感器發出到接收所經歷的時間為t,超聲波在空氣中的傳播速度為c,則從傳感器到目標物體的距離D可用下式求出：
D=ct/2.
在利用超聲波傳感器檢測車輛時，實際是根據檢測距離的時間差不同來判斷有無車輛的，接收反射的超聲波信號，并且計算接收頻率和時間的變化參數以得出車輛的速度及長度，提供車數量、道路占有率、速度和車型等實時信息。
為了檢測出車道上車的數量，超聲波束的發射方向上以2M為一個層面分展探測物體，超聲波束在15度范圍內投影形成一個分為32個十層面的橢圓形波束，（橢圓的寬度取決于儀器選擇的工作方式），通過這種方式可檢測出車量數具有兩種基本的使用模式，分別是路邊側向模式和前方正向模式。
路邊側向模式可以使用一臺同時檢測多至8條車道，并提供每條車道的交通信息。前方正向模式，用一臺實時檢測一條單一車道的交通情況。超聲波傳感器的檢測精度高，且是一個全天候的車輛檢測器。
3.2紅綠燈顯示和倒計時顯示
3.2.1紅綠燈顯示
顏色燈的顯示是交通燈的最基本顯示功能，每個路口都需要紅、黃、綠色燈各一盞，東、西方向的兩組同色燈是蟬聯在一起，南、北方向的兩組同色也是彼此互聯。
這6盞燈分別與單片機的P2.0-P2.2和P2.4-P2.6連接。D1、D2、D3代表東西方向的紅、綠、黃燈；N1、N2、N3則代表南北方向的紅、綠、黃燈。
當東西方向顯示為綠燈時，P2.1口輸出為低電平，綠燈D2亮；同樣，P2.5口也輸出的是低電平，南北方向綠燈N2點亮。
當東西方向顯示為紅燈時，P2.0口就會輸出低電平，則紅燈D1點亮；相對應，P2.5口也會輸出低電平，南北方向的綠燈N2就點亮。
而當東西方向為紅燈最后5秒時，南北方向黃燈點亮，也是5秒倒計時，南北方向紅燈最后5秒也類似，以此來提醒駕駛員注意紅綠燈的轉換。
3.2.2倒計時顯示
電路LED（LightEmittingDiode）顯示屏作為大型顯示設備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優點。LED數碼管的結構簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。
以八段共陰管為例，它有8個發光二極管（比七段多一個發光二極管，用來顯示sP,即點），每個發光二極管的陰極連在一起。
這樣，一個LED數碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個數值，就要分別對它們的高低電平加以控制。
在本系統中，倒計時顯示的主要功能就是讓紅、黃、綠燈的延時進行倒計時顯示，給駕駛員進行提示。
使用數碼管作為顯示設備，在各個路口都能明顯看到，方便通行。
3.3核心程序
車流量檢測程序是檢測部分的核心，也是實現智能交通的關鍵手段。
該程序通過超聲波傳感器對距離的檢測，判斷出數量的情況，與預定的情形進行簡單算法得出交通狀況，送給第三塊單片機去完成顯示，使得各方向的車輛可以計時通過十字路口。
我們設定的是車輛很多為35s,車輛一般為25s,車輛較少為15s.
下面是檢測程序的核心部分：
voidConut（unsignedcharj）{time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;S=（long）（time*0.17）；//算出來是CMif（（S>=400）||flag==1）//超出測量范圍顯示“ERR0”
{flag=0;disbuff[j]=1;}
else{if（S<5）disbuff[j]=0;elsedisbuff[j]=1;}
}
經過以上算法之后，得到道路上車輛的具體情況，可以此來分配綠燈點亮的時間，且不會太長，避免了讓紅燈車道上的車輛等待太長時間，行人檢測只要送一個中斷處理即可。
4結語
通過實驗，本系統能夠根據道路上車流量的多少和行人的有無，合理安排各個方向通行時間，能夠有效地改善道路車輛擁堵狀況，解決交通堵塞等一系列問題。提高了道路通行效率，也減少了能源的消耗，降低了對環境的污染。同時本系統具有易操作、高效化、經濟性等優點，市場應用前景廣大。
【參考文獻】
【1】萬良生。單片機在城市智能交通燈控制中的應用[J].門窗，2014（09）：23-24.
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