通信工程毕业论文----交通信号灯控制器

　佳木斯大学毕业论文论题：交通信号灯控制器设计学 院 信息电子技术专 业 通信工程佳 木 斯 大 学2015 年 2 月 8 日

　佳木斯大学学士学位论文摘 要随着汽车工业的发展，汽车的产量逐年提高，汽车的造价也越来越低，因此拥有一辆汽车不再是梦想。随之而来的汽车私有化大潮，引起了交通负荷加重，交通问题也因此日趋严重。交通的拥堵，导致各种交通事故频发。汽车尾气的排放，也污染了环境。此时原有的交通体系已不适合解决现有的交通问题，至此智能交通体系应运而生。为了实现交通系统的智能化，缓解局部街道车辆拥堵等问题，对原有交通灯控制系统进行改进，设计了一种新型交通信号灯控制系统。该控制系统由交通控制系统，车辆监控系统，自动报警系统，等部分组成。控制系统采用模糊控制技术，可对交通进行自适应性调节。监控系统采用车流量自动监控及识别技术，可有效检测过往车辆。报警系统采用有限状态机技术，对一部分违反交通规则的车辆进行自动报警并可以手动强制进入突发事件处理状态暂停路面交通。由于该交通信号灯控制器在设计中采用Altera公 司 CycloneV系列 28nmFPGA 芯片，及Ti 公司低功耗MSP430F5XX 系列 16位 MCU 芯片，因此在功耗控制方面性能优异。除此之外还具有安装方便，对路面破坏小，可实现无人值守，对交通进行自适应性疏导，监控判断精确等优点，符合21世纪对交通智能化的要求。关键词 ：

　智能交通；模糊控制；自动识别i 佳木斯大学信息电子技术学院

　佳木斯大学学士学位论文AbstractWith the development of the automotive industry, car production has graduallyincreased the cost of the car is getting lower and lower, so owning a car is no longer a dream.The car attendant privatization tide, causing a traffic load increased, thusworsening traffic problems. Traffic congestion, resulting in a variety of frequent trafficaccidents. Vehicle exhaust emissions, but also pollutes the environment. The existingtransportation system is not suitable to solve the existing traffic problems, thisintelligent transportation system came into being.In order to achieve the Intelligent Transport System, mitigation of local streettraffic jams and other problems, and improve the existing traffic light controlsystem,design a new traffic signal control system. The control system consists of trafficcontrol systems, vehicle monitoring system, alarm system, and other components.Control system using fuzzy control technology, self-adaptive regulation of traffic. Themonitoring system uses traffic control and identification technology, which caneffectively detect passing vehicles. The alarm system uses a finite state machine,automatic alarm on the part of vehicles violating traffic rules and can be manuallyforced into the incident handling state to suspend road traffic.Altera Corporation Cyclone V the series 28nmFPGA chip, and Ti low-powerMSP430F5XX Series 16 MCU chip used in the design due to the traffic signalcontroller in the power control performance. In addition to ease of installation, littledamage on the road unattended, self-adaptive to ease traffic, monitoring, accuratejudgment, etc., in line with the requirements of the 21st century intelligenttransportation.Key words ：

　intelligent transportation; fuzzy control; automatic identificationii 佳木斯大学信息电子技术学院

　佳木斯大学学士学位论文目 录摘 要....................................................................................................................................... iAbstract ...................................................................................................................... ii第 1 章 绪论..............................................................................................................................1第 2 章 城市智能交通系统介绍..................................................................................................22.1 基本概念......................................................................................................................22.2 智能交通的主要特点....................................................................................................22.3 智能交通系统组成........................................................................................................32.3.1 交通信息服务系统 (ATIS)..............................................................................32.3.2 交通管理系统 (ATMS)...................................................................................32.3.3 车辆控制系统 (AVCS).................................................................................... 42.3.4 电子收费系统 (ETC)......................................................................................42.3.5 紧急救援系统 (EMS)...................................................................................... 42.4 智能交通数据采集........................................................................................................52.5智能交通系统发展状况................................................................................................ 52.6智能交通系统前景展望................................................................................................ 62.7第 3 章智能交通技术在本文中的应用......................................................................................7交通信号灯控制器总体设计方案...................................................................................93.1总体设计思路...............................................................................................................93.1.1 设计任务............................................................................................................93.1.2 设计要求............................................................................................................93.1.3 设计功能描述...................................................................................................103.1.4 与传统方式的比较及系统可行性分析 .............................................113.2 系统设计框图 ............................................................................................ 113.3系统各功能模块设计方案...........................................................................................123.3.1 交通信号灯......................................................................................................123.3.2 车量及人员监测模块........................................................................................123.3.3 交通控制模块...................................................................................................133.3.4 自动报警模块...................................................................................................13第 4 章 交通信号灯控制器硬件实现........................................................................................144.1 整体硬件实现原理介绍..............................................................................................144.2 硬件设计部分主要芯片功能简介................................................................................144.2.1 MSP430F5438A —MCU..............................................................................144.2.2 28-nm Cyclone? V —FPGA........................................................................ 174.2.3 IA4432 —无线通信.........................................................................................18I 佳木斯大学信息电子技术学院

　佳木斯大学学士学位论文4.2.4 HMC5843 —3 轴数字罗盘.............................................................................194.2.5 TRF7970A —射频识别...................................................................................204.3 系统各功能模块硬件设计...........................................................................................214.3.1 主控制器电路实现........................................................................................... 214.3.2 交通信号灯控制电路实现.................................................................................224.3.3 传感器控制电路实现........................................................................................24第 5 章 交通信号灯控制器软件实现........................................................................................285.1 软件整体设计思路......................................................................................................285.2 算法与程序设计流程图..............................................................................................285.2.1 主控制器程序设计........................................................................................... 285.2.2 传感器，交通信号灯控制程序设计...................................................................34第 6 章 总结与收获..................................................................................................................39致 谢....................................................................................................................................40参考文献......................................................................................................................................41附 录....................................................................................................................................43附录 1 系统原理图..........................................................................................................43附录 2 系统 PCB设 计图..............................................................................................45附录 3 外文参考资料翻译（原文、译文）.......................................................................46II 佳木斯大学信息电子技术学院

　第 1 页佳木斯大学学士学位论文第 1 章 绪论智能交通系统英文名称为 Intelligent Transportation System ，其缩写为 ITS。ITS系统是一种智能的交通系统，它综合运用了多种技术手段，其中包括无线电通信技术，人工智能技术，高级信息管理技术，车流量检测技术，模糊控制技术等技术，除此之外，还大量使用传感器，射频识别电子标签等先进设备。

　ITS 系统将各种先进的技术应用于交通控制系统中，使其在交通管理与服务两方面发挥着较为重要的作用。智能交通系统在发达国家的应用较为成熟，尤其在日本应用较为广泛，其次是美国和欧洲。在一些发展中国家也在逐步应用智能交通系统。目前中国在此领域还处于起步阶段。在国内主要应用于车辆管理与交通疏导方面，而在交通服务系统及一些前沿技术领域，存在着一定的不足，与发达国家还有着不小的差距。未来智能交通系统的发展方向将朝着一体化、物联化、绿色化、人性化四大方向发展。本文所探讨的课题是设计一种交通信号灯控制系统。

　为了将智能通信技术融合进交通信号灯控制器的设计中，并且体现出智能交通未来的发展方向，将智能化、一体化、物联化、节能化、人性化的思想体现于其中，在对交通信号灯控制器的设计中，将采用一些智能交通技术及其核心思想。

　第...