城市交通信号灯智能控制设计及应用研究

陈财炜

摘要：大城市交通信号灯智能控制系统是城市公共交通智能化，高水平疏通交通出行，降低交通阻塞，提升城市道路运行能力的关键。同时，根据物联网技术管理模式，完成对本身机器设备管理，关键是进行系统软件架构模式、数据流分析总体设计及其系统软件功能分析等。

关键词：交通信号灯；城市；智能控制

引言

交通指示灯智能控制系统是将信息科技、通信技术、全自动控制系统及其电子信息技术等先进技术合理的集成化结构交通管控系统软件，能大幅地提升路面互联网的道路通行能力，提升运送的操控性、安全系数和运送高效率，防止交通拥堵和阻塞，并降低能耗和空气污染。

1、智能交通信号灯的实际意义

目前城市公共交通仅仅根据信号灯控制系统对红、黄、信号灯做定时执行转换以正确引导路人、车辆开展井然有序行驶，来减轻城市公共交通工作压力。但伴随着大都市外来人员总数的持续增加和大都市机动车辆拥有量的持续飙升，大城市交通拥挤工作负荷靠过去的交通信号灯来处理工作压力会比较大。因而如何改善交通信号灯设计方案，使其更高水平的服务项目于大城市经济社会发展发展趋势，就变成一个十分关键的课题研究。归功于信息科技的高速发展趋势，根据通讯互联网大数据适用下的繁杂多样化控制系统应时而生，网络通信的应用也愈来愈广泛，交通信号灯还可以应用互联网开展宏观控制。

2、现行标准信号灯控制系统有哪些缺点

目前交通信号灯多应用单片机设计操纵，其具备体型小，成本费少，易于控制且有较高的稳定性等优势。但因为气温、实时路况、地区、行驶时间段等众多要素的影响，交通信号灯所属街口的每个方位的车辆、行人流量都是会存有非常大的差别，而当代交通信号灯多应用程序编写定时执行转换的方法操纵。因此，无法有效对具体车流量实时路况得出最好的操纵数据信号。有关道路交通工作人员和交通参与者也深刻地感受到，与之相对应的行车道车流量非常少的时间段也需等候长时间的状况，不可以依据具体总流量开展迅速转换相位差，一个方位车辆较多时不可以使之所有通过来到下一相位的状况。

3、智能交通信号灯的设计方案

3.1总体设计方案

智能交通信号灯的功效主要是为了更好地服务项目大家的城市交通，在确保广大群众人身安全的前提下，保障城市交通有序进行。因而，在智能交通指示灯系统软件的设计方案工作上，要从总体上开展掌握，促使不同方位的路人在参考信号灯交通出行时更为安全和便捷。例如，若是在一个路面的十字路口安装智能信号灯，当南北方方位表明信号灯时，那么物品方位的绿灯要闪烁，且淡黄色慢速度行驶的信号灯还要闪烁。在白天某一时间范围，客流量较为大，信号灯系统软件的色调转换要适度的减少，在有效的时间范围内，尽量避免交通堵塞的状况。深夜时，交通量较为少，能够将信号灯转换的时间相对性延长些。

3.2智能交通出行操纵终端设备控制模块设计方案

智能电子器件信息科技的终端设备控制模块是操纵信号灯系统软件运作的智能终端，另外也是电子器件信息科技运用的关键反应。在该控制模块的设计过程中，一般选用的是次序架构的方式，那样能够确保电子信息技术智能城市交通的操纵终端设备是处在编写方式中，并且每个构造的架构次序是可以随时随地开展调节转换的，从而合理提升了信息管理系统的协调能力。在终端设备控制模块系统软件的设计方案运作中，常常会设计方案2个顺序结构，针对不一样方位上的信号灯系统软件开展系统切换工作，还能够根据静态变量来完成这一作用。在开展智能通信系统的设计方案工作中时，工程项目专业技术人员还能够设定一些计时器的主要参数，从而能够合理调节信号灯的照亮时间，进而最大限度的确保路人的安全出行。

3.3操纵系统的完成

智能信号灯系统软件的一切正常工作中，必须确保红、黄、绿三种信号灯只有单一色调的灯处在闪烁情况。一旦发生信号灯标示工作异常的状况，那么控制系统就需要立即提示维护保养工作人员到当场开展维护保养工作，智能信号灯系统软件就可以轻轻松松完成此项实际操作。根据电子器件信息科技的智能交通信号灯可以立即收集信号灯的工作情况，而且具备执行检测的作用，那样便于公路交通管理方法的工作员立即把握和解决相对的难题，进而以最短的时间处理信号灯运作全过程中的各种各样难题。搞好控制系统的管理方面，还能够设置交通信号灯的转换时间，促使路人和机动车行驶的时间更为科学规范。

3.4交通量检测系统

交通量监测系统是十分关键的一部分。现阶段关键有三种交通量分辨方法，电流的磁效应设备法、车流量信息内容的超声检测法，也有根据机器视觉技术的交通量测试法。超声检测精密度不太高，非常容易受过往车辆遮挡或是行人的影响，检验的间距短，一般在十米上下，本设计方案的地磁传感器选用地感线圈检验计划方案。地感线圈地磁传感器是一种根据电流的磁效应基本原理的地磁传感器，地感线圈Ll埋在地面下，通有一定工作中电流量的环状电磁线圈，由多匝输电线线圈电感而成，铺设在路面中。地感线圈组成的耦合电路如下图所显示：

T1为隔离变压仪，线圈匝数之比1：1，三极管Ql和Q2构成共射极振荡器，电阻器R3是二只三极管的公共性射极电阻器，并组成反馈调节。地感线圈作为探测器耦合电路中的一个电感元件，与地磁传感器的震荡控制回路一起产生LC串联谐振。当有车辆通过时，可能使电磁线圈中企业电流量造成的磁通量提升，进而造成电感线圈值产生细微转变，从而更改LC串联谐振的频率，这一频率的转变就作为有车辆历经地感线圈的键入数据信号。为了更好地检验这一转变，常见的方法是根据单片机设计计算单位时间内的震荡单脉冲数量来明确车是不是来临。在本设计方案中，必须检验2个地感线圈的频率转变，假如运用单片机设计另外对双路数据信号频率的变化量开展精确测量，则系统软件相对性很大，程序流程非常复杂，促使单片机设计压力较重。下边运用锁相环路声频数据选择器LM567检验频率的转变，运用原理图如下图所显示。

当声频数据选择器LM567工作中时，若键入的数据信号频率落在给出的通频带时，锁相环路将要这一数据信号锁住，另外LM567的内部晶体三极管可控通断，8脚输出低电频，不然输出上拉电阻。当键入数据信号频率处在通频带内，LM567锁住，输出低电平。一般在没有车通过状况下，耦合电路的震荡频率会在一定的范畴内维持不会改变，当车辆经过感线圈时，促使耦合电路波动频率产生变化，而且，伴随着车系的不一样及汽车自身的铁制不匀称，使这一频率的转变也在一定的范畴内波动。因而，根据试验，挑选适合的LM567捕捉网络带宽值，当没有车经过，键入数据信号频率虽然有细微转变，但是这一波动的频率都处在通频带内，LM567锁住，8脚输出低电频；有事来临时，频率产生强烈的转变已没有通频带内，8脚便会输出上拉电阻。这时候，对车辆是不是来临的检验转换为对脉冲信号高矮的检验，根据开启单片机设计的外部中断就可以认知车辆的来临，而不用根据繁杂的程序流程来区别这时的频率转变是不是由车辆的来临所造成，大幅度降低了程序编写的难度系数。

3.5无线网络传输数据系统软件

本控制模块运用的NRF24L01是NORDIC企业近期生产制造的一款无线通信通讯集成ic，选用FSK调配，内部集成化NORDIC自身的EnhancedShortBurst协议书。能够完成点到点或是1对6的无线通信。无线通信速率能够做到2M（bps）。NORDIC企业出示通讯控制模块的GERBER文档，能够立即生产加工生产制造。内嵌式技术工程师或者单片机设计发烧友只必须为单片机设计系统软件预埋五个GPIO，一个中断键入脚位，就可以非常容易完成无线通信的作用，特别适合用于为MCU系统软件搭建无线通信作用。

结束语：

伴随着当代城市经济社会发展的高速发展，机动车辆总数的猛增和外来人员总产量的持续飙升，大城市交通堵塞难题愈来愈显著，尤其是大都市的早晚上班高峰时段和院校上放学高峰时段，公路交通拥堵比较严重。在交通信号灯的设计方案上必须升级设计构思，根据专业软件与硬件配置在交通出行智能控制系统中的自动检索技术性的具体运用，来提升城市道路运输的总流量和服务水平。

参考文献：

[1]刘心.交通信号灯智能控制系统的设计[J].智能城市,2018,(15).85-86.

[2]王丁.探究计算机在交通信号灯智能控制系统设计中的应用[J].电子测试,2018,(14).34,33.