十字路口交通灯控制系统设计.doc
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1、本科毕业设计论文题目 十字路口交通灯控制系统设计 学 院 工学院 专 业 农业电气化与自动化 毕业届别 2011届 姓 名 李小龙 指导教师 杨 米 职 称 讲 师 北京农业大学教务处制二O一一年六月28李小龙:十字路口交通灯控制系统设计目录摘要2关键词21.绪论52.交通灯通行的方案设计及确定52.1十字路口交通灯控制系统示意图52.2设计方案一62.2.1方案一系统流程图62.3设计方案二62.3.1方案二系统流程图62.4方案比较及确定73.系统硬件的设计83.1硬件设计步骤83.2PLC的选型83.2.1PLC的分类83.2.2输入输出点的估算93.2.3主机型号的选择93.2.4扩展
2、模块的选择93.2.5I/O端口分配103.3硬件设计框图113.4接线图114.软件设计124.1交通灯控制系统流程图124.2软件梯形图135.系统调试205.1硬件系统调试205.2软件系统调试21 5.2.1 仿真调试图216.总结237.参考文献248.附录:梯形图所对应的语句表259.致谢29十字路口交通灯控制系统设计 李小龙(北京农业大学 工学院 农电班 07级)摘要:随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注,尤其是交通拥挤,交通事故等,更是与人们的生活息息相关,影响着人们的生活。在发展中国家,交通问题更加突出,如中国的北京、上海、南京等大城市,每天都有将近一两个小时
3、的堵车,给人们带来的经济损失更是没法计算,这些主要是因为发展中国家政府官员,及交通管理部门在规划道路时,没有充分考虑城市的发展现状、发展速度,及所对应的交通客流量的增长速度,为此,各城市都承担了一定的经济损失。为此,进行了深刻的研讨,本文就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计盘算和试验调试等问题来进行具体剖析讨论.实现城市交通的合理分配及有效控制,可以用尺度逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等计划来实现.其中用尺度逻辑器件来实现电路在很大水平上要受到逻辑器件如门电路等的影响,调试工作极为不易,单片机应用来进行系统的设计开发也不是很容易,因此,最后选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功效的设
4、计。 关键字:PLC 交通灯 程序 报告 设计 Intersection traffic light control system design LiXiaoLong (BeiJing agricultural university tech level upgrade class 07 Abstract: with the development of social economy, urban traffic problems and cause the attention of people, especially the traffic congestion, traffic acci
5、dents, etc, but also with peoples life, affecting peoples life. In developing countries, more outstanding traffic problems, such as Beijing, Shanghai, nanjing and other big cities, every day there are nearly an hour or two people brings up traffic, the economic loss but also cant calculation, these
6、mainly because governments of developing countries to officials, and transportation management department in planning road, no full consideration of city development present situation, development speed, and the corresponding traffic volume growth rates, therefore, each city carries a certain econom
7、ic loss. Therefore, made a profound discussion, this paper the urban traffic control system of circuit principle, design calculation and test commissioning to discuss specific problem analysis. Realizing urban traffic distribution and effective control, can use dimension logic devices, programmable
8、controller PLC and single-chip microcomputer etc. These plans to achieve with scale logic device to achieve circuit in large level by logic devices such as a gate to the effect of, commissioning work extremely easily, microcomputer application for system design development also is not very easy, the
9、refore, finally chose to use programmable controller PLC to realize the design of system function. Key word: PLC traffic lights program report design 1. 绪 论 随着人类社会不断发展进步,各种交通工具不断出现,并迅速发展。到上世纪二十年代,车流辆 就达到一定规模,道路开始出现拥挤现象,在各十字(T字)路口交通事故频发,为此,人们开始考虑这一问题,并逐渐摸索疏导交通的方法主要有:1858年英国出现的简单红蓝灯(以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手
10、式信号灯)来控制交通,疏导车辆,到后来1869年英国出现的煤气红绿灯,1914年美国出现的电气启动红绿灯(由红绿黄三色圆形的投光器组成),再到1918年出现的带控制的红绿灯和红外线红绿灯。到如今许多十字路口大多选用由单片机或者PLC控制的系统来实现,用电力做为能源。这些无一不向人们诉说着人类的文明和进步,如果没有这些,人类也不可能发展到今天。交通灯在这里面扮演者非常重要的角色,无论是北京、上海这样的大城市,还是小县城、小乡村,都有十字路口,都有撞车的危险。为了最大限度的保护人们的人身和财产安全,人们不断选用新技术来控制交通,其中最主要的就是十字路口,这就是笔者设计该课题的目的。以前人们普遍用单
11、片机来控制系统,因为那时单片机比较普遍,技术相对成熟,价格也较合理。但随着PLC技术的成熟,人们又不约而同的将目光投向PLC,而是因为PLC相对于单片机,具有高集成度、高可靠性,抗干扰能力强、稳定性好,编程简单等特点,所以笔者选择用PLC来设计该课题。2. 交通灯通行的方案设计及确定2.1十字路口交通灯控制系统示意图:如图所示:1 南北为主干道,路中设有花园,东西干道则路面较窄,车流量较小,南北路口设有两组红绿灯,东西路口只有一组。2南北方向路灯分别用A、 C表示,东西方向路灯分别用B、 D 符号表示;代表A灯对应北路口方向来车,C灯对应南路口方向来车,B、D灯分别对应东向路口和西向路口来车。
12、3分别用 a 、b、 c 、d 代表北 东 南 西四路口人行道路灯。其中,A1 、 A2 代表十字北口红绿灯,C1 C2代表十字南口红绿灯,B D 分别代表东、西路口红绿灯;4A2、C2代表直行和右转弯,A1、C1代表左转弯;B、 D代表直行、及左右转弯;南北方向来车还可以在A1、C1红灯亮且A2、C2绿灯亮时绕过花园返回。2.2 设计方案一2.2.1方案一系统流程图: 二、人行道路灯通行表: 北(A)南(C)东(B) 西(D) 时间人行道路灯A1 A2 C1 C2 B D a b c d绿 红 绿 红 红 红 24 S 红 绿 红 绿 红 红 26 S b d红 红 红 红 红绿 30 S
13、红 红 红 红 绿 红 30 S a c2.3设计方案二2.3.1方案二系统流程图二、人行路灯控制表: 北(A)南(C)东(B)西(D)时间人行道灯 A1 A2 C1 C2 B Da b c d 红 红 绿 绿 红 红 25 S b d 绿 绿 红 红 红 红 25 S 红 红 红 红 红 绿 25 S a c 红 红 红 红 绿 红 25 S 2.4方案比较及确定通过对方案一的研究,发现方案一中,南北主干道各采用了两组箭头指示灯,右边指示灯箭头向上,左边箭头指向左。在通行时:先南北双向同时直行及右转弯,再双向同时左转弯通行的方法,最后东西方向则直接用单组红绿灯,采用一边通一边停的方法。在人行
14、道方面:东向路口通行是同时开通a、c段(即东西方向),最后当南北向同时向左边方向通行时b、d 段(即南北方向)同时通行的方法。整体用时间2:02 秒,相对于南北主干道车流量较大,而东西主干道车流量较小的情况,此设计比较合理。通过对方案二的研究,发现方案二的设计跟普通十字路口一样,红绿灯选用上与方案一的设计完全相同。在通行上选择了一路口通,三路口停的原则,每个路口通行时都为25 S,总时间为 1:49 秒。在人行道设计上选择了a 、b、 c 、d四路依次通行的方法。在总体用时上相对方案一省时,但此方案没有考虑到南北、东西车流量不同的特点,在实际应用时不太实用,有可能造成撞车、道路阻塞的危险。在人
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